Kako rade različiti Arduino senzori?

Jedna od sjajnih stvari kod Arduina je proširivost platforme. Deseci različitih senzora dostupni su na tržištu, od kojih svaki pruža jedinstvenu funkciju, omogućujući vam implementaciju svih projektnih ideja koje možda imate.

Razumijevanje različitih dostupnih senzora i njihovih primjena zapravo je jedno od najvažnijih područja na koje se možete usredotočiti kao Arduino hobi.

Ako ste ozbiljni u vezi s tim, ionako ćete naići na većinu ovih senzora dok radite neke osnovne početne eksperimente. No dobro je razumjeti što točno rade i kako ih možete kombinirati za najbolje rezultate.

Osnovni koncepti

Arduino ploča sama po sebi nije od velike koristi. Na njega možete prenijeti male programe i dati im da izvode osnovne operacije, ali hardver je prilično ograničen za sve stvarne računalne upotrebe (barem u usporedbi s alternativnim ponudama na tržištu, poput jeftinijih modela Raspberry Pi).

Prava snaga platforme leži u raznim senzorima i drugim modulima koje možete pričvrstiti na osnovnu ploču. Sa samo nekoliko kratkospojnih žica i nekoliko redaka koda, možete imati osnovnu postavku koja prati određeno svojstvo i šalje relevantne podatke kroz vaš Arduino.

Senzori dolaze u različitim oblicima i veličinama, a neki su namijenjeni za kombiniranje s drugima za potpuni učinak. Većina se može koristiti samostalno, a u nekim slučajevima čak ih možete povezati u samostalne krugove, bez potrebe za Arduino kontrolerom.

Povezano: Sjajni Arduino projekti za početnike

Objašnjenje popularnih senzora

Pogledajmo neke od najpopularnijih senzora na koje ćete naići i vidjeti kako rade ispod haube.

Svijetli senzor

Senzor svjetla, kao što naziv implicira, može se koristiti za otkrivanje promjena u razini ambijentalnog svjetla. Ovo može biti korisno za kontrolu rasvjete u različitim okruženjima. Na primjer, gašenje svjetla u vašem domu kada vani padne mrak ili podešavanje intenziteta žarulja za grijanje tijekom uzgoja biljaka.

Većina Arduino svjetlosnih senzora implementirana je kroz osnovni LDR (Low Dynamic Range) svjetlosni senzor, što im daje nižu osjetljivost u usporedbi s naprednijim modulima poput foto dioda i otpornici. Ipak, osnovni LDR senzor svjetla trebao bi osigurati dovoljno osjetljivosti za većinu hobi projekata.

Senzor temperature

Temperaturni senzori se obično implementiraju s termistorom NTC (negativni temperaturni koeficijent) ili PCT (pozitivni temperaturni koeficijent).

Jedina razlika iz perspektive korisnika je kako biste trebali interpretirati izlazne vrijednosti. Neki senzori mogu imati unutarnji pretvarač koji upravlja tim dijelom umjesto vas, pokušavajući standardizirati izlaz većine temperaturnih senzora na tržištu.

Senzor vlažnosti

Senzori vlažnosti često se nalaze integrirani u senzore temperature, a dva se nude kao uparena jedinica. Mogu se naći i kao samostalni uređaji. Većina Arduino senzora vlažnosti je kapacitivna, što znači da mjere promjene vlažnosti kroz tanku traku materijala koja mijenja svoj kapacitet u odnosu na okolnu vlažnost.

Senzor pokreta

Naziv senzora pokreta pomalo je pogrešan. Oni zapravo ne detektiraju nikakvo kretanje, već promjene u razinama ambijentalnog infracrvenog zračenja.

Infracrveno zračenje emitira praktički sve i svatko, a ljudi su u tom pogledu posebno “vrući” zbog njihove više tjelesne temperature u odnosu na okoliš. Zbog toga, kada čovjek uđe u domet senzora pokreta, detektira se njihova prisutnost - ali senzor nikada nije izmjerio nikakvo stvarno kretanje.

Senzor blizine

Većina senzora blizine za Arduino temelji se na klasičnom infracrvenom dizajnu. Senzor emitira zrake infracrvene svjetlosti usmjerene ravno naprijed, koje se zatim odbijaju od bilo koje površine u koju udare.

Senzor detektira povratne zrake i mjeri razliku u vremenu između emitiranja snopa i povratka. Na taj način može procijeniti udaljenost koju su zrake prešle s velikom točnošću i bez trošenja puno energije.

Brzinomjer

Akcelerometri se koriste za mjerenje promjena u ubrzanju, koji se mogu koristiti za identificiranje promjena položaja i brzine. Obično ih ostvaruje mali kristal pored predmeta određene mase, spojen na vrlo osjetljivu laganu oprugu.

Svako pomicanje cijele postavke uzrokuje pomicanje mase, vršeći pritisak na kristal. Kristal tada može pretvoriti promjene tlaka u električne signale, što pokazuje koliko se ubrzanje trenutno primjenjuje na tijelo.

Povezano: Što je Arduino? Što možete učiniti s njim? Objašnjeno

Kada skuplja verzija ima smisla?

Neki senzori imaju skuplje kolege. Za jednostavan DIY projekt obično bi vam trebala biti u redu jeftinija verzija svakog senzora koji vam je potreban. To je osobito istinito tijekom faze izrade prototipa, gdje obično hakirate sve zajedno s kratkospojnim žicama i nije vam baš stalo do optimizacije prostora ili potrošnje energije.

Ali kako se približavate dovršetku projekta, možda ćete htjeti pogledati naprednije, izdržljivije senzore. Neki od njih mogu učiniti vaš uređaj energetski učinkovitijim (što može napraviti veliku razliku u postavkama na baterije), dok drugi mogu povećati razinu točnosti mjerenja koja dobivate.

Jedan od problema na koji biste mogli naići pri prelasku s jeftinijih na skuplje senzore je taj što bi to moglo poništiti vaše početne kalibracije uređaja. Ako ste sve kalibracije obavili na manje preciznom senzoru, možda ćete morati prilagoditi određene stvari prilikom prelaska na naprednije verzije. U ovom slučaju, možda bi imalo više smisla započeti s preciznijim senzorom.

Stvari koje treba imati na umu o DIY projektima

Ponekad možete implementirati vlastite senzore s pravim dijelovima. Ali morate imati na umu da dio cijene koju plaćate za već izrađeni ide na više od samo osnovnih materijala i građevinskih napora.

Također ulažete u nešto što je temeljito testirano i kalibrirano, i znat ćete da se možete osloniti na mjerenja koja pruža (unutar određenog raspona točnosti). Iako biste mogli jamčiti isto za svoje kolege, može potrajati puno više vremena i truda da ih dovedete do te točke.

10 najboljih Arduino MIDI projekata za početnike

Napravite glazbu sa svojim Arduinom tako što ćete ga spojiti na jedan od ovih DIY MIDI instrumenata.

Pročitajte dalje

O autoru