Cum funcționează diverși senzori Arduino?

Unul dintre lucrurile grozave despre Arduino este extensibilitatea platformei. Pe piață sunt disponibili zeci de senzori diferiți, fiecare oferind o funcție unică, permițându-vă să implementați toate ideile de proiect pe care le aveți.

Înțelegerea diferiților senzori disponibili și a aplicațiilor acestora este de fapt unul dintre cele mai importante domenii pe care vă puteți concentra ca amator Arduino.

Dacă ești serios în privința asta, vei întâlni majoritatea acestor senzori în timp ce faci niște experimente inițiale de bază oricum. Dar este bine să înțelegeți exact ce fac ele și cum le puteți combina pentru cele mai bune rezultate.

Noțiuni de bază

O placă Arduino în sine nu este foarte utilă. Puteți încărca programe mici pe acesta și le puteți face operațiuni de bază, dar hardware-ul este destul de limitat pentru oricare utilizări computaționale reale (cel puțin în comparație cu ofertele alternative de pe piață, cum ar fi modelele mai ieftine de Raspberry Pi).

Adevărata putere a platformei constă în diferiții senzori și alte module pe care le puteți atașa la placa de bază. Cu doar câteva fire jumper și câteva linii de cod, puteți avea o configurație de bază care urmărește o anumită proprietate și scoate date relevante prin Arduino.

Senzorii vin în diferite forme și dimensiuni, iar unii sunt destinati să fie combinați cu alții pentru un efect complet. Cele mai multe pot fi folosite pe cont propriu - și, în unele cazuri, este posibil chiar să le puteți conecta în circuite de sine stătătoare, fără a avea nevoie măcar de un controler Arduino.

Legate de: Proiecte Arduino grozave pentru începători

Senzorii populari explicați

Să aruncăm o privire la câțiva dintre cei mai populari senzori pe care îi veți întâlni și să vedem cum funcționează sub capotă.

Senzor de lumina

Un senzor de lumină, după cum sugerează și numele, poate fi utilizat pentru a detecta modificări ale nivelului de lumină ambientală. Acest lucru poate fi util pentru controlul luminii în diferite medii. De exemplu, stingeți luminile casei dvs. când afară se întunecă sau reglați intensitatea lămpilor de încălzire atunci când creșteți plante.

Majoritatea senzorilor de lumină Arduino sunt implementați printr-un senzor de lumină LDR (Low Dynamic Range) de bază, ceea ce le oferă o sensibilitate mai mică în comparație cu modulele mai avansate precum fotodiodele și rezistențe. Totuși, un senzor de lumină LDR de bază ar trebui să ofere suficientă sensibilitate pentru majoritatea proiectelor de hobby.

Senzor de temperatura

Senzorii de temperatură sunt de obicei implementați fie cu un termistor NTC (Coeficient de temperatură negativ) fie PCT (Coeficient de temperatură pozitiv).

Singura diferență din perspectiva unui utilizator este modul în care ar trebui să interpretați valorile de ieșire. Unii senzori ar putea avea un convertor intern care se ocupă de acea parte pentru dvs., încercând să standardizeze ieșirea majorității senzorilor de temperatură de pe piață.

Senzor de umiditate

Senzorii de umiditate se găsesc adesea integrați în senzorii de temperatură, cei doi fiind oferiți ca o unitate pereche. Ele pot fi găsite și ca dispozitive independente. Majoritatea senzorilor de umiditate Arduino sunt capacitivi, ceea ce înseamnă că măsoară modificările de umiditate printr-o bandă subțire dintr-un material care își modifică capacitatea în raport cu umiditatea din jur.

Senzor de mișcare

Numele unui senzor de mișcare este oarecum înșelător. Ele nu detectează de fapt nicio mișcare, ci mai degrabă modificări ale nivelurilor de radiație infraroșie ambientală.

Radiația infraroșie este emisă practic de orice și de toată lumea, iar oamenii sunt deosebit de „fierbinți” în acest sens datorită temperaturii corporale mai ridicate în raport cu mediul. Din acest motiv, atunci când un om intră în raza de acțiune a unui senzor de mișcare, prezența acestuia este detectată, dar senzorul nu a măsurat niciodată nicio mișcare reală în primul rând.

Senzor de proximitate

Majoritatea senzorilor de proximitate pentru Arduino se bazează pe designul clasic în infraroșu. Senzorul emite fascicule de lumină infraroșie îndreptate drept înainte, care sunt apoi reflectate de orice suprafețe pe care le lovesc.

Senzorul detectează razele care revin și măsoară diferența de timp dintre emiterea unui fascicul și primirea lui înapoi. În acest fel, poate estima distanța parcursă de fascicule cu mare precizie și fără a consuma multă energie.

Accelerometru

Accelerometrele sunt folosite pentru a măsura schimbările în accelerație, care pot fi folosite pentru a identifica modificările de poziție și viteză. Ele sunt de obicei realizate printr-un mic cristal lângă un obiect de o anumită masă, conectat la un arc ușor foarte sensibil.

Orice mișcare a întregului set determină deplasarea masei, exercitând presiune asupra cristalului. Cristalul poate converti apoi schimbările de presiune în semnale electrice, indicând cât de multă accelerație este aplicată în prezent corpului.

Legate de: Ce este Arduino? Ce poți face cu ea? explicat

Când are sens o versiune mai scumpă?

Unii senzori au omologi mai scumpi. Pentru un proiect simplu de bricolaj, de obicei ar trebui să fiți bine cu o versiune mai ieftină a fiecărui senzor de care aveți nevoie. Acest lucru este valabil mai ales în faza de prototipare, în care de obicei piratați totul împreună cu firele jumper și nu vă pasă cu adevărat de optimizarea spațiului sau a consumului de energie.

Dar pe măsură ce vă apropiați de finalizarea proiectului, este posibil să doriți să căutați senzori mai avansați și durabili. Unele dintre acestea ar putea face dispozitivul dvs. mai eficient din punct de vedere energetic (ceea ce poate face o diferență uriașă în setările alimentate cu baterie), în timp ce altele pot crește nivelul de precizie al măsurătorilor pe care le obțineți.

O problemă cu care ați putea întâlni atunci când treceți de la senzori mai puțin la senzori mai scumpi este că ar putea invalida calibrările inițiale ale dispozitivului. Dacă ați făcut toate calibrările pe un senzor mai puțin precis, este posibil să trebuiască să ajustați anumite lucruri atunci când treceți la versiuni mai avansate. În acest caz, ar putea avea mai mult sens să începeți cu senzorul mai precis.

Lucruri de reținut despre proiectele de bricolaj

Uneori vă puteți implementa propriii senzori cu piesele potrivite. Dar trebuie să rețineți că o parte din prețul pe care îl plătiți pentru unul prefabricat se îndreaptă spre mai mult decât doar materialele de bază și efortul de construcție.

De asemenea, investiți în ceva care a fost testat și calibrat temeinic și veți ști că vă puteți baza pe măsurătorile pe care le oferă (într-un anumit interval de precizie). Deși ați putea garanta același lucru pentru propriii dvs. omologi, poate dura mult mai mult timp și efort pentru a-i aduce la acel punct.

Cele mai bune 10 proiecte Arduino MIDI pentru începători

Faceți muzică cu Arduino, conectându-l la unul dintre aceste instrumente MIDI DIY.

Citiți în continuare

Despre autor