Kā darbojas dažādi Arduino sensori?

Viena no lieliskajām Arduino lietām ir platformas paplašināmība. Tirgū ir pieejami desmitiem dažādu sensoru, no kuriem katrs nodrošina unikālu funkciju, ļaujot īstenot visas projekta idejas, kas jums varētu būt.

Izpratne par dažādiem pieejamajiem sensoriem un to lietojumiem patiesībā ir viena no vissvarīgākajām jomām, uz kuru varat koncentrēties kā Arduino hobijs.

Ja jūs to domājat nopietni, jūs saskarsities ar lielāko daļu šo sensoru, veicot dažus pamata sākotnējos eksperimentus. Bet ir labi, ja jums ir izpratne par to, ko tieši viņi dara, un kā jūs varat tos apvienot, lai sasniegtu labākos rezultātus.

Pamatjēdzieni

Arduino dēlis pats par sevi nav ļoti noderīgs. Tajā varat augšupielādēt nelielas programmas un likt tām veikt pamatdarbības, taču jebkurai ierīcei ir diezgan ierobežota aparatūra reāls skaitļošanas lietojums (vismaz salīdzinājumā ar alternatīviem piedāvājumiem tirgū, piemēram, lētākajiem Raspberry modeļiem Pi).

Platformas patiesais spēks slēpjas dažādos sensoros un citos moduļos, ko varat piestiprināt pie pamatnes. Izmantojot tikai dažus džemperu vadus un dažas koda rindas, varat izveidot pamata iestatījumus, kas izseko konkrētu īpašumu un izvada attiecīgos datus, izmantojot jūsu Arduino.

Sensori ir dažādu formu un izmēru, un daži ir paredzēti kombinēšanai ar citiem, lai panāktu pilnīgu efektu. Tomēr lielāko daļu no tiem var izmantot atsevišķi, un dažos gadījumos jūs pat varēsit tos savienot atsevišķās shēmās, pat neprasot Arduino kontrolieri.

Saistīts: Lieliski Arduino projekti iesācējiem

Izskaidroti populārie sensori

Apskatīsim dažus no populārākajiem sensoriem, ar kuriem jūs saskarsities, un redzēsim, kā tie darbojas zem pārsega.

Gaismas sensors

Gaismas sensoru, kā norāda nosaukums, var izmantot, lai noteiktu apkārtējā apgaismojuma līmeņa izmaiņas. Tas var būt noderīgi, lai kontrolētu apgaismojumu dažādās vidēs. Piemēram, izslēdziet mājas apgaismojumu, kad ārā kļūst tumšs, vai regulējiet apkures lampu intensitāti, audzējot augus.

Lielākā daļa Arduino gaismas sensoru tiek ieviesti, izmantojot pamata LDR (zema dinamiskā diapazona) gaismas sensoru, kas tiem nodrošina zemāku jutību salīdzinājumā ar modernākiem moduļiem, piemēram, fotodiodēm un rezistori. Tomēr pamata LDR gaismas sensoram vajadzētu nodrošināt pietiekamu jutību lielākajai daļai hobiju projektu.

Temperatūras sensors

Temperatūras sensori parasti tiek ieviesti ar NTC (negatīvā temperatūras koeficienta) vai PCT (pozitīvā temperatūras koeficienta) termistoru.

Vienīgā atšķirība no lietotāja viedokļa ir tā, kā jums vajadzētu interpretēt izvades vērtības. Dažiem sensoriem var būt iekšējs pārveidotājs, kas apstrādā šo daļu jūsu vietā, mēģinot standartizēt vairuma tirgū esošo temperatūras sensoru izvadi.

Mitruma sensors

Mitruma sensori bieži ir integrēti temperatūras sensoros, un abi tiek piedāvāti kā pārī savienoti. Tās var atrast arī kā atsevišķas ierīces. Lielākā daļa Arduino mitruma sensoru ir kapacitatīvi, kas nozīmē, ka tie mēra mitruma izmaiņas caur plānu materiāla sloksni, kas maina tā kapacitāti attiecībā pret apkārtējo mitrumu.

Kustības sensors

Kustības sensora nosaukums ir nedaudz maldinošs. Tie faktiski nenosaka nekādu kustību, bet gan izmaiņas apkārtējā infrasarkanā starojuma līmeņos.

Infrasarkano starojumu izstaro praktiski viss un visi, un cilvēki šajā ziņā ir īpaši “karsti”, jo viņu ķermeņa temperatūra ir augstāka attiecībā pret vidi. Šī iemesla dēļ, kad cilvēks ieiet kustības sensora diapazonā, tiek konstatēta viņu klātbūtne, taču sensors nekad nav izmērījis nekādu faktisko kustību.

Tuvuma sensors

Lielākā daļa Arduino tuvuma sensoru ir balstīti uz klasisko infrasarkano dizainu. Sensors izstaro infrasarkanās gaismas starus, kas vērsti tieši uz priekšu, kas pēc tam tiek atstaroti no visām virsmām, ar kurām tie saskaras.

Sensors nosaka atgrieztos starus un mēra laika starpību starp staru kūļa izstarošanu un tā saņemšanu atpakaļ. Tādā veidā tas var ļoti precīzi un nepatērējot daudz enerģijas, novērtēt attālumu, ko nobrauca stari.

Akselerometrs

Paātrinājuma izmaiņu mērīšanai izmanto akselerometrus, ar kuriem var noteikt pozīcijas un ātruma izmaiņas. Parasti tos realizē neliels kristāls blakus noteiktas masas objektam, kas savienots ar ļoti jutīgu vieglu atsperi.

Jebkura visa iestatījuma kustība liek masai pārvietoties, izdarot spiedienu uz kristālu. Pēc tam kristāls var pārvērst spiediena izmaiņas elektriskos signālos, norādot, cik liels paātrinājums pašlaik tiek piemērots ķermenim.

Saistīts: Kas ir Arduino? Ko jūs varat darīt ar to? Paskaidroja

Kad ir jēga dārgākai versijai?

Dažiem sensoriem ir dārgāki līdzinieki. Vienkāršam DIY projektam parasti ir labi ar katra vajadzīgā sensora lētāku versiju. Tas jo īpaši attiecas uz prototipu izstrādes fāzi, kurā parasti tiek uzlauzts viss kopā ar džemperu vadiem un nav īsti svarīgi optimizēt vietas vai enerģijas patēriņu.

Taču, tuvojoties projekta pabeigšanai, iespējams, vēlēsities izpētīt modernākus, izturīgākus sensorus. Daži no tiem var padarīt jūsu ierīci energoefektīvāku (kas var būtiski mainīt ar akumulatoru darbināmus iestatījumus), savukārt citi var palielināt iegūto mērījumu precizitātes līmeni.

Viena problēma, ar kuru jūs varētu saskarties, pārejot no lētākiem sensoriem uz dārgākiem sensoriem, ir tā, ka tas var padarīt nederīgus jūsu sākotnējos ierīces kalibrēšanu. Ja visas kalibrēšanas tika veiktas ar mazāk precīzu sensoru, iespējams, jums būs jāpielāgo noteiktas lietas, pārejot uz modernākām versijām. Šajā gadījumā varētu būt lietderīgāk vispirms sākt ar precīzāku sensoru.

Lietas, kas jāpatur prātā saistībā ar DIY projektiem

Dažreiz jūs varat ieviest savus sensorus ar pareizajām daļām. Bet jums ir jāatceras, ka daļa no cenas, ko maksājat par gatavu, tiek novirzīta ne tikai uz pamatmateriāliem un celtniecības darbiem.

Jūs arī ieguldāt kaut ko, kas ir rūpīgi pārbaudīts un kalibrēts, un zināsiet, ka varat paļauties uz tā sniegtajiem mērījumiem (noteiktā precizitātes diapazonā). Lai gan jūs varētu garantēt to pašu saviem kolēģiem, var būt nepieciešams daudz vairāk laika un pūļu, lai tos sasniegtu.

10 labākie Arduino MIDI projekti iesācējiem

Radiet mūziku ar savu Arduino, pievienojot to kādam no šiem DIY MIDI instrumentiem.

Lasiet Tālāk

Par autoru