Как работят различните Arduino сензори?

Едно от страхотните неща за Arduino е разширяемостта на платформата. На пазара се предлагат десетки различни сензори, всеки от които предоставя уникална функция, позволяваща ви да реализирате всички идеи за проекти, които може да имате.

Разбирането на различните налични сензори и техните приложения всъщност е една от най-важните области, върху които можете да се съсредоточите като любител на Arduino.

Ако се отнасяте сериозно към това, все пак ще срещнете повечето от тези сензори, докато правите някои основни първоначални експерименти. Но е добре да имате разбиране какво точно правят и как можете да ги комбинирате за най-добри резултати.

Основни понятия

Платката Arduino сама по себе си не е много полезна. Можете да качвате малки програми в него и да ги карате да изпълняват основни операции, но хардуерът е доста ограничен за всеки реални изчислителни употреби (поне в сравнение с алтернативни оферти на пазара, като по-евтините модели на Raspberry Пи).

Истинската сила на платформата се крие в различните сензори и други модули, които можете да прикрепите към основната платка. Само с няколко джъмперни проводника и няколко реда код, можете да имате основна настройка, която проследява определено свойство и извежда съответните данни през вашия Arduino.

Сензорите се предлагат в различни форми и размери, като някои са предназначени да се комбинират с други за пълен ефект. Повечето обаче могат да се използват самостоятелно - а в някои случаи може дори да успеете да ги свържете в самостоятелни вериги, без дори да се нуждаете от контролер Arduino.

Свързани: Страхотни проекти за Arduino за начинаещи

Обяснение на популярните сензори

Нека да разгледаме някои от най-популярните сензори, на които ще срещнете, и да видим как работят под капака.

Светлинен сензор

Светлинен сензор, както подсказва името, може да се използва за откриване на промени в нивото на околната светлина. Това може да бъде полезно за управление на осветлението в различни среди. Например, да изключите осветлението в дома си, когато навън стане тъмно, или да регулирате интензитета на лампите за отопление при отглеждане на растения.

Повечето светлинни сензори на Arduino се реализират чрез основен светлинен сензор LDR (Low Dynamic Range), което им дава по-ниска чувствителност в сравнение с по-модерните модули като фотодиоди и резистори. И все пак основният сензор за светлина LDR трябва да осигури достатъчно чувствителност за повечето хоби проекти.

Температурен сензор

Температурните сензори обикновено се изпълняват с термистор NTC (отрицателен температурен коефициент) или PCT (положителен температурен коефициент).

Единствената разлика от гледна точка на потребителя е как трябва да интерпретирате изходните стойности. Някои сензори може да разполагат с вътрешен преобразувател, който се справя с тази част вместо вас, опитвайки се да стандартизира изхода на повечето температурни сензори на пазара.

Сензор за влажност

Сензорите за влажност често се срещат интегрирани в температурните сензори, като двата се предлагат като сдвоена единица. Те могат да бъдат намерени и като самостоятелни устройства. Повечето сензори за влажност на Arduino са капацитивни, което означава, че измерват промените във влажността чрез тънка лента от материал, която променя капацитета си спрямо околната влажност.

Датчик за движение

Името на сензор за движение е донякъде подвеждащо. Те всъщност не откриват никакво движение, а по-скоро промени в нивата на околното инфрачервено излъчване.

Инфрачервеното лъчение се излъчва практически от всичко и всеки и хората са особено „горещи“ в това отношение поради по-високата им телесна температура спрямо околната среда. Поради това, когато човек влезе в обхвата на сензор за движение, тяхното присъствие се открива - но сензорът никога не е измервал действително движение на първо място.

Сензор за близост

Повечето сензори за близост за Arduino са базирани на класическия инфрачервен дизайн. Сензорът излъчва лъчи от инфрачервена светлина, насочени право напред, които след това се отразяват от всички повърхности, които ударят.

Сензорът открива връщащи се лъчи и измерва разликата във времето между излъчването на лъч и получаването му обратно. По този начин той може да оцени разстоянието, изминато лъчите с голяма точност и без да изразходва много енергия.

Акселерометър

Акселерометрите се използват за измерване на промените в ускорението, които могат да се използват за идентифициране на промени в позицията и скоростта. Обикновено се реализират от малък кристал до обект с определена маса, свързан с много чувствителна лека пружина.

Всяко движение на цялата настройка кара масата да се измества наоколо, упражнявайки натиск върху кристала. След това кристалът може да преобразува промените в налягането в електрически сигнали, показващи колко ускорение се прилага към тялото в момента.

Свързани: Какво е Arduino? Какво можете да направите с него? Обяснено

Кога по-скъпата версия има смисъл?

Някои сензори имат по-скъпи аналози. За прост проект „Направи си сам“, обикновено трябва да сте добре с по-евтина версия на всеки сензор, от който се нуждаете. Това е особено вярно по време на фазата на прототипиране, където обикновено хаквате всичко заедно с джъмперни кабели и не се интересувате особено от оптимизиране на пространството или консумацията на енергия.

Но докато се приближавате до завършването на вашия проект, може да искате да разгледате по-модерни, издръжливи сензори. Някои от тях може да направят устройството ви по-енергийно ефективно (което може да направи огромна разлика в настройките, захранвани от батерия), докато други могат да увеличат нивото на точност на измерванията, които получавате.

Един проблем, с който бихте могли да се сблъскате, когато превключвате от по-евтини към по-скъпи сензори, е, че това може да направи невалидни първоначалните ви калибриране на устройството. Ако сте направили всички калибриране на по-малко прецизен сензор, може да се наложи да коригирате определени неща, когато преминавате към по-напреднали версии. В този случай може да е по-логично да започнете с по-прецизния сензор на първо място.

Неща, които трябва да имате предвид относно проектите „Направи си сам“.

Понякога можете да внедрите свои собствени сензори с правилните части. Но трябва да запомните, че част от цената, която плащате за предварително направена такава, отива за повече от просто основните материали и усилия за изграждане.

Вие също инвестирате в нещо, което е щателно тествано и калибрирано, и ще знаете, че можете да разчитате на измерванията, които предоставя (в рамките на определен диапазон на точност). Въпреки че може да сте в състояние да гарантирате същото за вашите собствени колеги, може да отнеме много повече време и усилия, за да ги доведете до този момент.

10-те най-добри Arduino MIDI проекта за начинаещи

Правете музика с вашия Arduino, като го свържете към един от тези DIY MIDI инструменти.

Прочетете Следващото

За автора