目前将Arduino连接到局域网中已经有不少解决方案，比如之前介绍的Ethernet扩展板或者WiFi模块，这里要介绍的电子积木W5100网络模块提供了另外一种选择。W5100是一款集TCP/IP协议、MAC和PHY于一体的网络芯片，支持直接总线接口、间接总线接口和 SPI总线，并且Arduino IDE内置的Ethernet库就是直接针对W5100设置的：

这款W5100网格模块电子积木采用的是SPI接口，因此我们可以使用IDC扩展板与Arduino主板进行连接：

另外正常使用时模块上的PROG开关不能置到ON的位置上：

测试的话我们可以使用Arduino自带的Ethernet库中的WebServer例子，从Arduino IDE的File->Examples->Ethernet菜单中选择WebServer，打开相应的代码：

根据你的局域网设置的不同，一般只需要修改IP地址就可以了：

byte ip[] = { 192,168,0, 177 };

相应的程序下载到Arduino并运行起来之后，Arduino实际上就成为了一个Web Server，因此我们可以通过浏览器来进行访问。Ethernet库所提供的WebServer程序实际上是接收来自于浏览器的请求，读出所有模拟输入端口的值，并返回给浏览器。如果感兴趣的话可以试着在模拟输入端口上接上相应的传感器，来观察返回值的不同：

W5100 · 网络

对于要在Arduino上使用彩色屏幕进行显示的项目来讲，这里要介绍的这款彩色Nokia LCD模块应该是个不错的选择，该彩色LCD电子积木使用SPI接口与Arduino进行通信，能够提供132 x 132的显示区域：

彩色LCD电子积木与Arduino之间最重要的连接是SPI接口，这可以通过我们的IDC扩展板和相应的连接线来完成：

除了SPI接口之外，彩色LCD电子积木模块上还有另外两个引脚：RESET和LIGHT，分别用来控制对LCD模拟的复位和背光。这两个引脚我们可以使用Arduino专用传感器扩展板和相应的传感器连接线，来与Arduino相应的引脚进行连接。彩色LCD电子积木在设计的时候主要使用的是Arduino上的PORTB引脚，根据之后的测试代码，我们需要将RESET引脚接到Arduino的12号引脚上，而LIGHT引脚则接到Arduino的3号引脚上：

电路连接好之后，我们就可以往里面写入相应的代码了。这一款Nokia LCD屏幕有两种控制芯片，分别是Epson和Philips。我们目前测试的是一款基于Philips控制器的屏幕，你可以下载我们所使用的测试代码LCD_Philips（代码大部分参考了Gravitech的例子）。

以下是运行时的效果图：

LCD

对射型的红外开关一般由两个结点组成：一个发射端和一个接收端，其工作原理是发射端发出相应的红外光线（一般是15度角的锥形），接收端有一个对红外光线敏感的元件用来检测发送端发送出来的红外光线。如果发射端和接收端之间正好有物体遮挡的话，那接收端就无法接收到发射端发送出来的红外光线，从而能够判断出发射端和接收端之间是否有物体存在。

对射型红外开关的特点决定了其在现场安装的时候可能会有一定的难度，一是要保证发射端和接收端对准在一条直线上，另外在有多对红外开关存在的情况下，还要注意如何避免相邻的两个红外开关之间不致于相互影响。红外对射开关接照功率的不同有不同的作用距离，我们这里介绍的这对红外开关的作用距离最远可以达到8米，不过工作的距离越长，相应的发射出来的红外光线的锥体也就越大，对邻近的红外开关的影响也就越大，这点在实际项目中需要考虑到，特别是多个红外开关共同使用的时候。

对射型红外开关的发射端只是用来发射相应的红外信号，一般不需要进行控制，所以我们可以用5V的供电模块直接给发射端供电：

注意连线的时候绿色线要接5V供电模块的地（GND），而红色线则要接5V供电模块的输出端（OUT）：

对射型红外开关的接收端是用来判断是否有物体经过的，我们可以将其相应的输出信号通过Arduino读取出来，然后根据读出来的值进行相应的控制，比如传给计算机做进一步的处理等。接收端与Arduino的连接可以借助于我们提供的Arduino专用传感器扩展板，其中红外接收端三条线的连接顺序分别是GND（绿）、5V（红）和信号（黄）：

下面是整个电路的连接图：右侧是红外发射端，其通过5V供电模块直接供电，负责不间断地发射红外光线；左侧是红外接收端，当有或者没有物体位于发射端和接收端之间时，接收端送给Arduino的信号是有所不同的：

下面是我们测试时使用的代码，通过从红外接收端读出来的信号的不同，Arduino会点亮或者熄灭位于13号数字I/O引脚上所连接的LED：

int ledPin = 13;
int switchPin = 7;
int value = 0; 

void setup() {
  pinMode(switchPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  value = digitalRead(switchPin);
  if (HIGH == value) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
  //delay(100);
}

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RFID射频识别是一种非接触式的物体识别技术，它可以通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，因此许多互动项目正是借用这一特性来实现对物体的识别的。通常来讲，一个最基本的RFID识系统主要由以下三部分组成：

• 标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；

• 阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

• 天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。

目前能够使用的RFID模块比较多，与Arduino之间的接口也有所区别，我们设计的这两款RFID模块都是通过串口来与Arduino连接的，两者的功能和连接方式完全一样，只是天线的形式有所区别而已。

下图这款是阅读器和天线分离的，分别位于两块电路板上，由于天线的面积相对较大，因此检测距离可以达到10cm：

而下图这款则是阅读器和天线集成在一块电路板上的，检测距离为6cm：

RFID的工作原理其实并不复杂，当标签进入到读卡器的工作区域之后，读卡器就可以通过天线所产生的磁场，读出标签里所存储的数据：

根据具体使用场景的不同，我们可以使用不同类型的标签，不同类型的标签作用范围有所区别：

在实际使用的过程中，我们可以先用读卡器读出不同标签中的ID，此时可以使用我们之前介绍的USB转串口模块Serial Dongle：

电路连接好之后，用串口调试工具打开Serial Dongle对应的串口，将波特率设置为19200，然后以HEX格式发送读卡的命令 AA BB 02 20 22（一共5个字节）：

如果此时没有卡在读卡器的作用区间之内，RFID模块将通过串口返回HEX格式的AA BB 02 DF DD（五个字节）：

但如果此时有卡在读卡器的作用区间之内，RFID模块上的红色LED会点亮，同时通过串口返回HEX格式的AA BB 06 20 5E 97 25 C7 0D（9个字节），其中从20之后开始的4个字节5E 97 25 C7即是标签的ID。不同标签返回的ID值是不一样的，而我们正是通过对该ID值的判断来区分不同的物体的。

在得到了相应标签的ID值后，我们就可以在Arduino中来进行识别了，硬件连接上依然是通过传感器扩展板上的COM接口来连接我们的串口RFID模块：

与之对应的Arduino代码如下所示，其中我们要检测的标签ID是5E 97 25 C7，当Arduino检测到相应的标签后，会将13号数字I/O端口上的LED点亮1秒钟：

int val = 0;
int ledPin = 13;
int status = 0;
unsigned char searchCMD[] = {0xAA, 0xBB,0x02, 0x20, 0x22};
unsigned char searchRES[4];

void setup()
{
  Serial.begin(19200);
  pinMode(13, OUTPUT);
}

int searchCard()
{
  Serial.write(searchCMD, 5);
  delay(100);
  status = 0;
  while(true) {
    if (Serial.available() > 0) {
      val = Serial.read();

      switch (status) {
        case 0:  // parse 0xAA
          if (val == 0xAA) status = 1;
          break;
        case 1: // parse 0xBB
          if (val == 0xBB) status = 2;
          else return -1;
          break;
        case 2:
          if (val == 0x06) status = 3;
          else return -1;
          break;
        case 3:
          if (val == 0x20) status = 4;
          else return -1;
          break;
        case 4:
        case 5:
        case 6:
        case 7:
          searchRES[status - 4] = val;
          status ++;
          break;
        case 8:
          return 0; // read successfully
          break;
        default:
          return -1;
          break;
      }

    }
  }
}

void loop()
{
  if (searchCard() != -1) {
    if (searchRES[0] == 0x5E && searchRES[1] == 0x97 && searchRES[2] == 0x25 && searchRES[3] == 0xC7) {
      digitalWrite(13, HIGH);
      delay(1000);
      digitalWrite(13, LOW);
      delay(1000);
    }
  }
}

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FlexiForce传感器由由美国Tekscan公司生产的一种电阻元件，其特点是电导率与负载之间能够呈现高度的线性关系。在完全没有压力的状况下，该传感器所表现出来的电阻值非常大，可 以说基本上是一个开放式电路；但随着压力增加，电阻值开始下降，最后可以达到10千欧或者更低的水平。

FlexiForce压力传感器在实际使用的时候需要搭配相应的放大电路，因此我们设计了这一电子积木，以便在实际工程中能够很方便地运用这一传感器：

同其他电子积木一样，在使用的时候只需要用传感器连接线，将该模块与传感器扩展板连接起来就可以了：

对Arduino来讲，读取该传感器输出的值与其它模拟传感器的做法是一样的，下面是相应的测试代码：

int sensorPin = 5;
int value = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  value = analogRead(sensorPin);
  Serial.println(value, DEC);
  delay(10);
}

FlexiForce · 压力传感器 · 电子积木