第 4 讲 · 温湿度与颜色传感器

传感器代码的四个阶段

  1. 引入库并声明对象；
  2. 在 setup() 中初始化并检查连接；
  3. 在 loop() 中按合适周期采样；
  4. 检查读数，再转成有意义的量并输出。

DHT11：慢变环境量不需要高频读

float humidity = dht.readHumidity();
float temperature = dht.readTemperature();

DHT11 的温湿度不会在毫秒量级剧烈变化，源代码每 2 秒读一次是合理的数量级。读数失败时库可能返回 NaN，正式程序应先检查：

if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {
  Serial.println("DHT read failed");
  return;
}

源代码还用两次 millis() 相减测量读取耗时，但结果没有输出。如果真要分析性能，应打印该差值，并重复多次而不是只看单次。

TCS34725：原始 RGB 会同时受亮度影响

传感器返回红、绿、蓝和清晰通道：

uint16_t clear, red, green, blue;
tcs.getRawData(&red, &green, &blue, &clear);

同一个物体距光源近时，四个通道可能都变大。源代码把 RGB 分别除以 clear，是为了减少总亮度的影响：

r′=256RC,g′=256GC,b′=256BC.r'=256\frac{R}{C},\qquad g'=256\frac{G}{C},\qquad b'=256\frac{B}{C}.

计算前必须检查 C≠0C\ne0，否则会除零。这个比例归一化能缓解亮度变化，但不能抵消环境光谱、传感器非线性和物体角度带来的所有误差。

传感器实验为什么需要标定

库函数返回数值不等于测量已经可信。标定至少要：

  • 用已知参考量在多个点比较；
  • 每个点重复采样，看波动而不只看一个值；
  • 记录温度、光照、距离等环境条件；
  • 区分随机波动和系统性偏大/偏小。

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