Kuidas erinevad Arduino andurid töötavad?

Üks Arduino suurepäraseid asju on platvormi laiendatavus. Turul on saadaval kümneid erinevaid andureid, millest igaüks pakub ainulaadset funktsiooni, mis võimaldab teil ellu viia kõik projekti ideed, mis teil võivad olla.

Erinevate saadaolevate andurite ja nende rakenduste mõistmine on tegelikult üks olulisemaid valdkondi, millele saate Arduino harrastajana keskenduda.

Kui mõtlete sellesse tõsiselt, puutute enamiku nendest anduritest kokku, tehes niikuinii mõningaid põhilisi esialgseid katseid. Kuid on hea, kui mõistate, mida nad täpselt teevad ja kuidas saate neid parimate tulemuste saavutamiseks kombineerida.

Põhimõisted

Arduino plaat iseenesest pole eriti kasulik. Saate sellesse üles laadida väikseid programme ja lasta neil põhitoiminguid teha, kuid riistvara on nende jaoks üsna piiratud reaalne arvutuslik kasutus (vähemalt võrreldes turul olevate alternatiivsete pakkumistega, nagu Raspberry odavamad mudelid Pi).

Platvormi tõeline jõud peitub erinevates andurites ja muudes moodulites, mille saate alusplaadile kinnitada. Vaid mõne hüppaja juhtme ja mõne koodirea abil saate luua põhiseadistuse, mis jälgib konkreetset omadust ja väljastab teie Arduino kaudu asjakohaseid andmeid.

Andureid on erineva kuju ja suurusega ning mõned on mõeldud täieliku efekti saavutamiseks teistega kombineerimiseks. Enamikku neist saab siiski kasutada iseseisvalt ja mõnel juhul võite isegi ühendada need eraldiseisvates ahelates, ilma et oleks vaja isegi Arduino kontrollerit.

Seotud: Suurepärased Arduino projektid algajatele

Populaarsete andurite selgitus

Vaatame mõningaid populaarsemaid andureid, millega kohtate, ja vaadake, kuidas need kapoti all töötavad.

Valgusandur

Valgusandurit, nagu nimigi ütleb, saab kasutada ümbritseva valguse taseme muutuste tuvastamiseks. See võib olla kasulik valgustuse juhtimiseks erinevates keskkondades. Näiteks lülitage väljas pimedaks tuled välja või reguleerige taimede kasvatamisel küttelampide tugevust.

Enamik Arduino valgusandureid on rakendatud põhilise LDR-valgusanduri (Low Dynamic Range) kaudu, mis annab neile madalama tundlikkuse võrreldes arenenumate moodulitega nagu fotodioodid ja takistid. Siiski peaks põhiline LDR-valgusandur pakkuma enamiku hobiprojektide jaoks piisavalt tundlikkust.

Temperatuuriandur

Temperatuuriandureid rakendatakse tavaliselt kas NTC (negatiivne temperatuurikoefitsient) või PCT (positiivne temperatuurikoefitsient) termistoriga.

Ainus erinevus kasutaja vaatenurgast on see, kuidas peaksite väljundväärtusi tõlgendama. Mõnel anduril võib olla sisemine muundur, mis tegeleb selle osaga teie eest, püüdes standardida enamiku turul olevate temperatuuriandurite väljundit.

Niiskuse andur

Niiskusandurid on sageli integreeritud temperatuurianduritesse, kusjuures neid kahte pakutakse paarisseadmena. Neid võib leida ka eraldiseisvate seadmetena. Enamik Arduino niiskusandureid on mahtuvuslikud, mis tähendab, et nad mõõdavad niiskuse muutusi läbi õhukese materjaliriba, mis muudab selle mahtuvust ümbritseva niiskuse suhtes.

Liikumisandur

Liikumisanduri nimi on mõnevõrra eksitav. Need ei tuvasta tegelikult liikumist, vaid pigem muutusi ümbritseva infrapunakiirguse tasemes.

Infrapunakiirgust kiirgavad praktiliselt kõik ja kõik ning inimesed on selles osas eriti “kuumad” oma kõrgema kehatemperatuuri tõttu keskkonnaga võrreldes. Seetõttu, kui inimene liigub liikumisanduri vahemikku, tuvastatakse nende olemasolu, kuid andur ei mõõtnud kunagi tegelikku liikumist.

Lähedussensor

Enamik Arduino lähedusandureid põhinevad klassikalisel infrapuna disainil. Andur kiirgab otse ette suunatud infrapunakiirgust, mis seejärel peegeldub kõikidelt pindadelt, mida nad tabavad.

Andur tuvastab tagasitulevad kiired ja mõõdab ajavahet kiirte väljastamise ja tagasi vastuvõtmise vahel. Nii saab ta hinnata kiirete läbitud vahemaad suure täpsusega ja ilma palju energiat tarbimata.

Kiirendusmõõtur

Kiirenduse muutuste mõõtmiseks kasutatakse kiirendusmõõtureid, mille abil saab tuvastada positsiooni ja kiiruse muutusi. Tavaliselt realiseeritakse need väikese kristalli abil teatud massiga objekti kõrval, mis on ühendatud väga tundliku kerge vedruga.

Kogu seadistuse igasugune liikumine põhjustab massi nihkumise, avaldades kristallile survet. Seejärel suudab kristall rõhumuutused muuta elektrilisteks signaalideks, mis näitavad, kui palju kiirendust kehale praegu rakendatakse.

Seotud: Mis on Arduino? Mida saate sellega teha? Selgitatud

Millal on kallimal versioonil mõtet?

Mõnel anduril on kallimad kolleegid. Lihtsa isetegemise projekti jaoks peaks tavaliselt sobima iga vajaliku anduri odavama versiooniga. See kehtib eriti prototüüpimise etapis, kus tavaliselt häkitakse kõike koos hüppaja juhtmetega ega huvita ruumi või energiatarbimise optimeerimist.

Kuid kui lähete oma projekti lõpuleviimisele lähemale, võiksite uurida täiustatud ja vastupidavamaid andureid. Mõned neist võivad muuta teie seadme energiasäästlikumaks (mis võib akutoitega seadistustes oluliselt muuta), samas kui teised võivad suurendada mõõtmiste täpsust.

Üks probleem, millega võite kokku puutuda odavamatelt anduritelt kallimatele anduritele üleminekul, on see, et see võib muuta teie seadme esialgse kalibreerimise kehtetuks. Kui tegite kõik kalibreerimised vähem täpse anduriga, peate võib-olla täiustatud versioonidele üleminekul teatud asju kohandama. Sel juhul võib olla mõttekam alustada esmalt täpsemast andurist.

Asjad, mida DIY projektide puhul meeles pidada

Mõnikord saate õigete osadega oma andureid rakendada. Kuid peate meeles pidama, et osa hinnast, mida maksate valmis toote eest, läheb rohkem kui ainult põhimaterjalidele ja ehitustöödele.

Investeerite ka millessegi, mida on põhjalikult testitud ja kalibreeritud, ning teate, et saate toetuda selle pakutavatele mõõtmistele (teatud täpsusvahemikus). Ehkki saate oma kolleegidele sama garanteerida, võib nende selleni viimine võtta palju rohkem aega ja vaeva.

10 parimat Arduino MIDI projekti algajatele

Tehke oma Arduinoga muusikat, ühendades selle ühega neist DIY MIDI-pillidest.

Loe edasi

Autori kohta