כיצד פועלים חיישני ארדואינו שונים?

אחד הדברים הגדולים ב- Arduino הוא יכולת ההרחבה של הפלטפורמה. עשרות חיישנים שונים זמינים בשוק, כל אחד מספק פונקציה ייחודית, המאפשרת לך ליישם את כל רעיונות הפרויקט שיש לך.

הבנת החיישנים השונים הזמינים והיישומים שלהם היא למעשה אחד התחומים החשובים ביותר שאתה יכול להתמקד בהם בתור חובב ארדואינו.

אם אתה רציני לגבי זה, אתה הולך להיתקל ברוב החיישנים האלה תוך כדי ניסויים ראשוניים בסיסיים בכל מקרה. אבל זה טוב שיש לך הבנה מה בדיוק הם עושים, וכיצד אתה יכול לשלב אותם לקבלת התוצאות הטובות ביותר.

מושגים בסיסיים

לוח Arduino כשלעצמו אינו שימושי במיוחד. אתה יכול להעלות אליו תוכניות קטנות ולגרום להן לבצע פעולות בסיסיות, אבל החומרה די מוגבלת לכל שימושים חישוביים אמיתיים (לפחות בהשוואה להצעות חלופיות בשוק, כמו הדגמים הזולים יותר של Raspberry פאי).

הכוח האמיתי של הפלטפורמה טמון בחיישנים השונים ובמודולים אחרים שתוכלו לחבר ללוח הבסיס. עם רק כמה חוטי מגשר וכמה שורות קוד, אתה יכול לקבל הגדרה בסיסית שעוקבת אחר מאפיין מסוים ומוציאה נתונים רלוונטיים דרך ה-Arduino שלך.

חיישנים מגיעים בצורות ובגדלים שונים, וחלקם מיועדים לשילוב עם אחרים לקבלת אפקט מלא. עם זאת, רובם יכולים לשמש בעצמם - ובמקרים מסוימים, ייתכן אפילו שתוכל לחבר אותם במעגלים עצמאיים, אפילו בלי צורך בבקר Arduino.

קָשׁוּר: פרויקטים מעולים של ארדואינו למתחילים

הסבר על חיישנים פופולריים

בואו נסתכל על כמה מהחיישנים הפופולריים ביותר שתתקלו בהם, ונראה איך הם עובדים מתחת למכסה המנוע.

חיישן אור

חיישן אור, כפי שהשם מרמז, יכול לשמש כדי לזהות שינויים ברמת האור הסביבה. זה יכול להיות שימושי לשליטה בתאורה בסביבות שונות. לדוגמה, כיבוי אורות הבית שלך כאשר בחוץ מחשיך, או התאמת עוצמת מנורות החימום בעת גידול צמחים.

רוב חיישני האור של Arduino מיושמים באמצעות חיישן אור בסיסי LDR (טווח דינמי נמוך), מה שנותן להם רגישות נמוכה יותר בהשוואה למודולים מתקדמים יותר כמו דיודות צילום ו נגדים. ובכל זאת, חיישן אור LDR בסיסי אמור לספק רגישות מספקת עבור רוב פרויקטי התחביבים.

חיישן טמפרטורה

חיישני טמפרטורה מיושמים בדרך כלל עם תרמיסטור NTC (מקדם טמפרטורה שלילי) או PCT (מקדם טמפרטורה חיובי).

ההבדל היחיד מנקודת המבט של המשתמש הוא איך אתה צריך לפרש את ערכי הפלט. חיישנים מסוימים עשויים לכלול ממיר פנימי המטפל בחלק הזה עבורך, בניסיון לתקן את הפלט של רוב חיישני הטמפרטורה בשוק.

חיישן לחות

חיישני לחות נמצאים לעתים קרובות משולבים בחיישני טמפרטורה, כאשר השניים מוצעים כיחידה זוגית. ניתן למצוא אותם גם כמכשירים עצמאיים. רוב חיישני הלחות של Arduino הם קיבוליים, כלומר הם מודדים שינויי לחות דרך רצועה דקה של חומר המשנה את הקיבול שלו ביחס ללחות שמסביב.

חיישן תנועה

שמו של חיישן תנועה מטעה במקצת. הם למעשה לא מזהים שום תנועה, אלא שינויים ברמות הקרינה האינפרא אדום הסביבתי.

קרינת אינפרא אדומה נפלטת כמעט על ידי כל דבר וכולם, ולבני אדם "חמים" במיוחד בהקשר זה בגלל טמפרטורת הגוף הגבוהה שלהם ביחס לסביבה. בגלל זה, כאשר אדם נכנס לטווח של חיישן תנועה, נוכחותו מזוהה - אך החיישן מעולם לא מדד תנועה ממשית מלכתחילה.

חיישן קרבה

רוב חיישני הקרבה עבור Arduino מבוססים על עיצוב האינפרא אדום הקלאסי. החיישן פולט קרני אור אינפרא אדום מכוונות ישר קדימה, אשר מוחזרות לאחר מכן מכל משטח שהם פוגעים בהם.

החיישן מזהה אלומות חוזרות ומודד את הפרש הזמן בין פליטת אלומה לבין קבלתה בחזרה. כך הוא יכול להעריך את המרחק שעברו הקורות בדיוק רב ומבלי לצרוך הרבה חשמל.

מד תאוצה

מדי תאוצה משמשים למדידת שינויים בתאוצה, אשר ניתן להשתמש בהם כדי לזהות שינויים במיקום ובמהירות. הם מתממשים בדרך כלל על ידי גביש קטן ליד חפץ בעל מסה מסוימת, המחובר לקפיץ קל משקל רגיש מאוד.

כל תנועה של המערך כולו גורמת למסה להזיז מסביב, תוך הפעלת לחץ על הגביש. לאחר מכן, הגביש יכול להמיר את השינויים בלחץ לאותות חשמליים, מה שמציין כמה תאוצה מופעלת כעת על הגוף.

קָשׁוּר: מה זה ארדואינו? מה אתה יכול לעשות עם זה? הסביר

מתי גרסה יקרה יותר הגיונית?

לחיישנים מסוימים יש עמיתים יקרים יותר. עבור פרויקט עשה זאת בעצמך פשוט, אתה צריך בדרך כלל להסתדר עם גרסה זולה יותר של כל חיישן שאתה צריך. זה נכון במיוחד בשלב יצירת האב-טיפוס, שבו אתה בדרך כלל פורץ הכל יחד עם חוטי מגשרים ולא ממש אכפת לך מאופטימיזציה של שטח או צריכת חשמל.

אבל ככל שאתה מתקרב להשלמת הפרויקט שלך, אולי תרצה לבדוק חיישנים מתקדמים ועמידים יותר. חלק מאלה עשויים להפוך את המכשיר שלך לחסכוני יותר בחשמל (מה שיכול לעשות הבדל עצום בהגדרות המופעלות על ידי סוללה), בעוד שאחרים יכולים להגביר את רמת הדיוק של המדידות שאתה מקבל.

בעיה אחת שאתה יכול להיתקל בה בעת מעבר מחיישנים פחות ליקרים יותר היא שזה עלול לבטל את תוקף כיול המכשירים הראשוניים שלך. אם ביצעת את כל הכיולים על חיישן פחות מדויק, ייתכן שתצטרך להתאים דברים מסוימים בעת המעבר לגרסאות מתקדמות יותר. במקרה זה, אולי יהיה הגיוני יותר להתחיל עם החיישן המדויק יותר מלכתחילה.

דברים שכדאי לזכור על פרויקטי עשה זאת בעצמך

לפעמים אתה יכול ליישם חיישנים משלך עם החלקים הנכונים. אבל אתה צריך לזכור שחלק מהמחיר שאתה משלם עבור אחד מוכן מראש הולך ליותר מאשר רק החומרים הבסיסיים ומאמץ הבנייה.

אתה גם משקיע במשהו שנבדק וכויל ביסודיות, ותדע שאתה יכול לסמוך על המדידות שהוא מספק (בטווח מסוים של דיוק). למרות שאולי תוכל להבטיח את אותו הדבר עבור עמיתים משלך, זה יכול לקחת הרבה יותר זמן ומאמץ להביא אותם לנקודה זו.

10 פרוייקטים הטובים ביותר של Arduino MIDI למתחילים

צור מוזיקה עם ה-Arduino שלך על ידי חיבורו לאחד מכלי ה-DIY MIDI האלה.

קרא הבא

על הסופר