Kaip veikia įvairūs Arduino jutikliai?

Vienas iš puikių „Arduino“ dalykų yra platformos išplėtimas. Rinkoje yra daugybė skirtingų jutiklių, kurių kiekvienas atlieka unikalią funkciją, leidžiančią įgyvendinti visas projekto idėjas.

Supratimas apie skirtingus jutiklius ir jų taikymą iš tikrųjų yra viena iš svarbiausių sričių, į kurią galite sutelkti dėmesį kaip „Arduino“ mėgėjas.

Jei rimtai žiūrite į tai, vis tiek susidursite su dauguma šių jutiklių atlikdami keletą pagrindinių pradinių eksperimentų. Tačiau gerai suprasti, ką tiksliai jie daro ir kaip galite juos derinti, kad pasiektumėte geriausių rezultatų.

Pagrindinės sąvokos

Pati „Arduino“ plokštė nėra labai naudinga. Galite įkelti į jį mažas programas ir leisti joms atlikti pagrindines operacijas, tačiau aparatinė įranga yra gana ribota realus skaičiavimo panaudojimas (bent jau lyginant su alternatyviais pasiūlymais rinkoje, pavyzdžiui, pigesniais Raspberry modeliais Pi).

Tikroji platformos galia slypi įvairiuose jutikliuose ir kituose moduliuose, kuriuos galite pritvirtinti prie pagrindinės plokštės. Turėdami tik kelis trumpiklius ir keletą kodo eilučių, galite turėti pagrindinę sąranką, kuri seka tam tikrą ypatybę ir išveda atitinkamus duomenis per „Arduino“.

Jutikliai yra įvairių formų ir dydžių, o kai kurie skirti derinti su kitais, kad būtų pasiektas visas efektas. Tačiau dauguma jų gali būti naudojami atskirai, o kai kuriais atvejais netgi galite prijungti juos atskirose grandinėse, net nereikalaujant Arduino valdiklio.

Susijęs: Puikūs Arduino projektai pradedantiesiems

Paaiškinti populiarūs jutikliai

Pažvelkime į kai kuriuos populiariausius jutiklius, su kuriais susidursite, ir pažiūrėkime, kaip jie veikia po gaubtu.

Šviesos sensorius

Šviesos jutiklis, kaip rodo pavadinimas, gali būti naudojamas aptikti aplinkos apšvietimo lygio pokyčius. Tai gali būti naudinga valdant apšvietimą įvairiose aplinkose. Pavyzdžiui, išjungti namų šviesą, kai lauke sutemsta, arba reguliuoti šildymo lempų intensyvumą auginant augalus.

Dauguma Arduino šviesos jutiklių yra įgyvendinami naudojant pagrindinį LDR (mažo dinaminio diapazono) šviesos jutiklį, Tai suteikia jiems mažesnį jautrumą, palyginti su pažangesniais moduliais, tokiais kaip foto diodai ir rezistoriai. Vis dėlto pagrindinis LDR šviesos jutiklis turėtų būti pakankamai jautrus daugeliui pomėgių projektų.

Temperatūros jutiklis

Temperatūros jutikliai paprastai montuojami su NTC (neigiamas temperatūros koeficientas) arba PCT (teigiamas temperatūros koeficientas) termistorius.

Vienintelis skirtumas, žiūrint iš vartotojo perspektyvos, yra tai, kaip turėtumėte interpretuoti išvesties reikšmes. Kai kuriuose jutikliuose gali būti vidinis keitiklis, kuris tą dalį tvarko už jus, bandydamas standartizuoti daugumos rinkoje esančių temperatūros jutiklių išvestį.

Drėgmės jutiklis

Drėgmės jutikliai dažnai randami integruoti į temperatūros jutiklius, o abu siūlomi kaip suporuoti įrenginiai. Juos galima rasti ir kaip atskirus įrenginius. Dauguma Arduino drėgmės jutiklių yra talpiniai, tai reiškia, kad jie matuoja drėgmės pokyčius per ploną medžiagos juostelę, kuri keičia savo talpą, palyginti su aplinkos drėgme.

Judesio jutiklis

Judesio jutiklio pavadinimas yra šiek tiek klaidinantis. Jie iš tikrųjų neaptinka jokio judesio, o veikiau aplinkos infraraudonosios spinduliuotės lygio pokyčius.

Infraraudonąją spinduliuotę skleidžia praktiškai viskas ir visi, o žmonėms šiuo atžvilgiu ypač „karšta“ dėl aukštesnės kūno temperatūros, palyginti su aplinka. Dėl šios priežasties, kai žmogus patenka į judesio jutiklio diapazoną, jo buvimas aptinkamas, tačiau jutiklis niekada nematavo jokio realaus judėjimo.

Artumo jutiklis

Dauguma Arduino artumo jutiklių yra pagrįsti klasikiniu infraraudonųjų spindulių dizainu. Jutiklis skleidžia tiesiai į priekį nukreiptus infraraudonųjų spindulių spindulius, kurie vėliau atsispindi nuo bet kokių paviršių, su kuriais susiduria.

Jutiklis aptinka grįžtančius spindulius ir matuoja laiko skirtumą tarp spindulio išleidimo ir gavimo atgal. Tokiu būdu jis gali labai tiksliai ir nenaudodamas daug energijos įvertinti spindulių nuvažiuotą atstumą.

Akselerometras

Pagreičio pokyčiams matuoti naudojami akselerometrai, kuriais galima nustatyti padėties ir greičio pokyčius. Dažniausiai jie realizuojami nedideliu kristalu prie tam tikros masės objekto, prijungto prie labai jautrios lengvos spyruoklės.

Bet koks visos sąrankos judėjimas priverčia masę pasislinkti, darydama spaudimą kristalui. Tada kristalas gali paversti slėgio pokyčius elektriniais signalais, rodančiais, kiek pagreičio šiuo metu veikia kūnas.

Susijęs: Kas yra Arduino? Ką galite padaryti su juo? Paaiškino

Kada prasminga brangesnė versija?

Kai kurie jutikliai turi brangesnius analogus. Paprastam „pasidaryk pats“ projektui paprastai turėtų būti tinkama pigesnė kiekvieno reikalingo jutiklio versija. Tai ypač pasakytina apie prototipų kūrimo etapą, kai paprastai viską nulaužate kartu su trumpikliais ir nelabai rūpinatės vietos ar energijos suvartojimo optimizavimu.

Tačiau artėjant prie projekto užbaigimo, galbūt norėsite pažvelgti į pažangesnius, patvaresnius jutiklius. Kai kurie iš jų gali padidinti jūsų įrenginio energijos vartojimo efektyvumą (dėl to gali labai pasikeisti nustatymai, maitinami iš akumuliatoriaus), o kiti gali padidinti gaunamų matavimų tikslumą.

Viena problema, su kuria galite susidurti, kai perjungiate nuo pigesnių jutiklių prie brangesnių, yra ta, kad tai gali anuliuoti pradinius įrenginio kalibravimus. Jei visus kalibravimus atlikote naudodami ne tokį tikslų jutiklį, gali tekti pakoreguoti tam tikrus dalykus, kai perjungiate į pažangesnes versijas. Tokiu atveju gali būti prasmingiau pirmiausia pradėti nuo tikslesnio jutiklio.

Ką reikia atsiminti apie „pasidaryk pats“ projektus

Kartais galite įdiegti savo jutiklius su tinkamomis dalimis. Tačiau turite atsiminti, kad dalis kainos, kurią mokate už iš anksto pagamintą gaminį, skiriama ne tik pagrindinėms medžiagoms ir statybinėms pastangoms.

Taip pat investuojate į tai, kas buvo kruopščiai išbandyta ir sukalibruota, ir žinosite, kad galite pasikliauti jo pateiktais matavimais (tam tikro tikslumo diapazone). Nors galbūt galėsite garantuoti tą patį savo kolegoms, gali prireikti daug daugiau laiko ir pastangų, kad juos pasiektumėte.

10 geriausių Arduino MIDI projektų pradedantiesiems

Kurkite muziką naudodami savo Arduino, prijungę jį prie vieno iš šių „pasidaryk pats“ MIDI instrumentų.

Skaitykite toliau

Apie autorių