Hvordan fungerer forskellige Arduino-sensorer?

En af de gode ting ved Arduino er platformens udvidelsesmuligheder. Snesevis af forskellige sensorer er tilgængelige på markedet, som hver giver en unik funktion, så du kan implementere alle de projektidéer, du måtte have.

At forstå de forskellige tilgængelige sensorer og deres applikationer er faktisk et af de vigtigste områder, du kan fokusere på som en Arduino hobbyist.

Hvis du er seriøs omkring dette, kommer du til at støde på de fleste af disse sensorer, mens du alligevel laver nogle grundlæggende indledende eksperimenter. Men det er godt at have en forståelse af, hvad de præcist gør, og hvordan du kan kombinere dem for de bedste resultater.

Basale koncepter

Et Arduino-bræt i sig selv er ikke særlig nyttigt. Du kan uploade små programmer til det og få dem til at udføre grundlæggende handlinger, men hardwaren er ret begrænset til enhver reelle beregningsmæssige anvendelser (i det mindste sammenlignet med alternative tilbud på markedet, som de billigere modeller af Raspberry Pi).

Den sande kraft af platformen ligger i de forskellige sensorer og andre moduler, du kan fastgøre til bundpladen. Med blot et par jumper-ledninger og nogle linjer kode kan du have en grundlæggende opsætning, der sporer en bestemt egenskab og udsender relevante data gennem din Arduino.

Sensorer kommer i forskellige former og størrelser, og nogle er beregnet til at blive kombineret med andre for en fuld effekt. De fleste kan dog bruges alene - og i nogle tilfælde kan du endda være i stand til at forbinde dem i selvstændige kredsløb, uden at du behøver en Arduino-controller.

Relaterede: Fantastiske Arduino-projekter for begyndere

Populære sensorer forklaret

Lad os tage et kig på nogle af de mest populære sensorer, du vil støde på, og se, hvordan de fungerer under hætten.

Lyssensor

En lyssensor, som navnet antyder, kan bruges til at registrere ændringer i det omgivende lysniveau. Dette kan være nyttigt til at styre belysningen i forskellige miljøer. For eksempel at slukke for dit hjems lys, når det bliver mørkt udenfor, eller justere intensiteten af ​​varmelamper, når du dyrker planter.

De fleste Arduino lyssensorer er implementeret gennem en grundlæggende LDR (Low Dynamic Range) lyssensor, hvilket giver dem en lavere følsomhed sammenlignet med mere avancerede moduler som fotodioder og modstande. Alligevel bør en grundlæggende LDR-lyssensor give nok følsomhed til de fleste hobbyprojekter.

Temperatur måler

Temperatursensorer er typisk implementeret med enten en NTC (Negative Temperature Coefficient) eller PCT (Positive Temperature Coefficient) termistor.

Den eneste forskel fra en brugers perspektiv er, hvordan du skal fortolke outputværdierne. Nogle sensorer har muligvis en intern konverter, der håndterer den del for dig, og forsøger at standardisere outputtet fra de fleste temperatursensorer på markedet.

Fugtsensor

Fugtsensorer findes ofte integreret i temperatursensorer, hvor de to tilbydes som en parret enhed. De kan også findes som selvstændige enheder. De fleste Arduino fugtsensorer er kapacitive, hvilket betyder, at de måler luftfugtighedsændringer gennem en tynd strimmel af et materiale, der ændrer dets kapacitans i forhold til omgivende luftfugtighed.

Bevægelsessensor

Navnet på en bevægelsessensor er noget misvisende. De registrerer faktisk ingen bevægelse, men snarere ændringer i omgivende infrarøde strålingsniveauer.

Infrarød stråling udsendes af praktisk talt alt og alle, og mennesker er særligt "varme" i denne henseende på grund af deres højere kropstemperatur i forhold til omgivelserne. På grund af dette, når et menneske går ind i en bevægelsessensors rækkevidde, registreres deres tilstedeværelse - men sensoren målte aldrig nogen faktisk bevægelse i første omgang.

Nærhedssensor

De fleste nærhedssensorer til Arduino er baseret på det klassiske infrarøde design. Sensoren udsender stråler af infrarødt lys rettet lige frem, som derefter reflekteres fra enhver overflade, de rammer.

Sensoren registrerer tilbagevendende stråler og måler forskellen i tid mellem at udsende en stråle og modtage den tilbage. På den måde kan den estimere afstanden bjælkerne tilbagelagde med stor nøjagtighed og uden at forbruge meget strøm.

Accelerometer

Accelerometre bruges til at måle ændringer i acceleration, som kan bruges til at identificere ændringer i position og hastighed. De er normalt realiseret af en lille krystal ved siden af ​​en genstand af en vis masse, forbundet med en meget følsom letvægtsfjeder.

Enhver bevægelse af hele opsætningen får massen til at flytte sig rundt, hvilket udøver pres på krystallen. Krystallen kan derefter konvertere ændringer i tryk til elektriske signaler, hvilket indikerer, hvor meget acceleration der i øjeblikket påføres kroppen.

Relaterede: Hvad er Arduino? Hvad kan du gøre med det? Forklaret

Hvornår giver en dyrere version mening?

Nogle sensorer har dyrere modstykker. Til et simpelt gør-det-selv-projekt bør du normalt have det fint med en billigere version af hver sensor, du har brug for. Dette gælder især i prototypefasen, hvor du normalt hacker alt sammen med jumper-ledninger og er ligeglad med at optimere plads eller strømforbrug.

Men efterhånden som du kommer tættere på at fuldføre dit projekt, vil du måske se nærmere på mere avancerede, holdbare sensorer. Nogle af dem kan gøre din enhed mere strømeffektiv (hvilket kan gøre en enorm forskel i batteridrevne opsætninger), mens andre kan øge nøjagtigheden af ​​de målinger, du får.

Et problem, du kan støde på, når du skifter fra billigere til dyrere sensorer, er, at det kan ugyldiggøre dine første enhedskalibreringer. Hvis du lavede alle kalibreringer på en mindre præcis sensor, skal du muligvis justere visse ting, når du skifter til mere avancerede versioner. I dette tilfælde kan det være mere fornuftigt at starte med den mere præcise sensor i første omgang.

Ting at huske på om DIY-projekter

Nogle gange kan du implementere dine egne sensorer med de rigtige dele. Men du skal huske, at en del af prisen, du betaler for en færdiglavet, går til mere end blot de grundlæggende materialer og konstruktionsindsatsen.

Du investerer også i noget, der er blevet grundigt testet og kalibreret, og du vil vide, at du kan stole på de målinger, det giver (inden for en vis rækkevidde af nøjagtighed). Selvom du måske kan garantere det samme for dine egne modparter, kan det tage meget mere tid og kræfter at bringe dem til det punkt.

De 10 bedste Arduino MIDI-projekter for begyndere

Lav musik med din Arduino ved at tilslutte den til et af disse DIY MIDI-instrumenter.

Læs Næste

Om forfatteren