Как сделать датчик: Простой датчик движения своими руками: пошаговая инструкция

Содержание

Делаем освещение в квартире по датчику движения / Хабр

Наверняка все слышали про технологию «умный дом». Одно из самых популярных применений этой технологии в автоматическом освещении — например, включение и выключение света при появлении или уходе людей из помещения. В этой статье хотелось бы показать, что ничего сверхествественного в этом нету, и реализовать эту возможность может любой человек. Итак, попробуем подключить к обычной лампочке Ильича в коридоре датчик движения, и заставим освещение работать в зависимости от наличия людей в помещении.

В качестве датчика движения был выбран датчик LX-01, произведенный в Поднебесной. Принцип его работы достаточно прост — при обнаружении движения в заданной области датчик замыкает цепь, благодаря чему включаются подключенные к датчику электроприборы. Как только движение в зоне наблюдения прекращается, датчик размыкает цепь, выключая подключенные приборы. Датчик можно настроить при помощи 3 регуляторов, которые находятся на его корпусе.

Первый регулятор отвечает за чувствительность датчика. При максимальной чувствительности датчик будет срабатывать при малейшем движении, при минимальном — только при очень заметном. Второй регулятор устанавливает время, в течение которого датчик «держит» цепь после последнего обнаружения движения. То есть как только движение в помещении прекратилось, датчик не сразу выключит свет, а подождет в течение установленного времени. Последний регулятор отвечает за уровень освещения, при котором датчик будет работать. Ведь нет смысла включать свет по датчику движения, если в помещении и так светло.

Описанный датчик движения не единственный в своем роде. Сейчас существует множество датчиков движения, различных как по внешнему виду, так и по выполняемым функциям. При выборе датчика движения нужно четко представлять, куда и зачем его планируется установить. Например, указанный датчик движения я покупал специально для установки в коридор, где все люди только проходят из одной комнаты в другую, не задерживаясь надолго.

А вот например в ванную комнату такой датчик движения не подошел бы. Почему? Да потому что он реагирует только на движение. Поэтому если вы будете лежать в ванне с кучей пены, слушая музыку, то делать это вы будете в темноте — ведь движения-то нету. Так что к выбору комнаты подходите основательно.

После выбора модели датчика движения и помещения для установки нужно также подобрать удачное место расположения датчика. Датчик должен реагировать на все движения в комнате, и при этом не должен срабатывать ложно. Поэтому нужно учесть планировку помещения — двери, окна, пути передвижения людей, крупная мебель — все это влияет на выбор места для установки. Мой коридор имеет следующую планировку:

На плане видно, что в коридоре 4 двери и ни одного окна. Кстати отсутствие окон скорее плюс, чем минус — ведь при этом датчик движения не придется настраивать на различные уровни освещенности в помещении, так как мы знаем, что в комнате всегда темно. Наличие дверей на каждой стороне коридора затрудняет выбор места установки.

Если же у вас есть свободная стена, то датчик надо крепить в один из ее углов. Почему обязательно в угол комнаты? Потому что данный датчик имеет обзор 120 градусов. Если же поставить его в середину стены, то ее углы попадут в мертвую зону, что не есть хорошо. Учитывая все эти параметры, получаем такую схему расположения датчика:

Схема подключения датчика к электросети представлена в инструкции к датчику. Выглядит она так:

Проведенные мною опыты показали, что подключать провода иначе, чем на схеме нельзя — датчик с характерным хлопком выходит из строя 🙂

При установке датчика было принято решение чуть усложнить схему, добавив в нее контрольный выключатель, который бы в разомкнутом состоянии не мешал датчику движения, а в замкнутом состоянии включал освещение независимо от датчика. Можно придумать несколько примеров, когда освещение в комнате нужно даже тогда, когда в ней никого нет, но это не суть важно. Поэтому к датчику движения решено было подключить обычный выключатель света.

При этом схема примет следующий вид:

Теперь нужно прозвонить все провода и подключить датчик движения к электросети. Берем тестер и прозваниваем каждый контакт. Провод, проходящий от выключателя к лампе подключаем к красному контакту датчика. Коричневый контакт датчика соединяем с проводом, находящемся по другую сторону от выключателя. Теперь берем провод, подходящий к осветительному прибору не со стороны лампы и подключаем к голубому проводу датчика.

Важно!

При работе с электропроводкой соблюдайте все меры безопасности. Отключите подачу электроэнергии в квартиру, вооружитесь резиновыми перчатками. В конце работ внимательно осмотрите провода, заизолируйте все оголенные участки.

Когда закончите подключение датчика, останется лишь прикрепить его на стену в выбранном месте. Закреплять датчик нужно почти сразу под потолком, чтобы обзор был лучше. Затем нужно проверить работу датчика — войдите в комнату, свет при этом должен включиться. Затем выйдите из комнаты, оцените интервал до выключения датчика. Если датчик не сработал, то возможно вы допустили ошибку в установке. Если срабатывает не всегда, попробуйте изменить его настройки — например, установить чувствительность на максимум. Время до выключения я рекомендую ставить порядка 6-10 секунд.

Как сделать датчик движения самостоятельно: инфракрасный и микроволновый

Оглавление

  • Преимущества самодельного устройства контроля движения
    • Этапы создания разных видов датчиков своими руками
    • Микроволновый датчик своими руками
    • Схема принципиальная микроволнового датчика движения
    • Тепловое устройство контроля перемещения
    • Самодельный датчик на Ардуино
    • Заключение
    • Видео: Датчик движения своими руками

Изготовить датчик движения своими руками сейчас придет в голову большому оригиналу. В продаже имеется множество всевозможных устройств подобного типа в широком ценовом диапазоне.

С экономической точки зрения изготовление этого устройства не имеет практического смысла, если только человек не пенсионер, и свой труд не ценит. Но есть одно «но». Сделанное своими руками зачастую имеет значительно большую ценность, чем купленное в магазине.

Самостоятельное изготовление датчика движения своими руками в домашних условиях в итоге приведет к созданию полезного устройства. Сохранит деньги, если не учитывать трудозатраты.

Доставит массу удовольствия от процесса пайки электронных компонентов, запаха канифоли и настройки прибора. Это сродни медитации или релаксации на берегу реки.

Изготовление датчика движения своими руками

Все проблемы уходят на второй план. Мелкие детали требуют сосредоточенности и точности движений.

Приходит понимание сложности и простоты физических процессов. Для многих любителей в этом заключается особая привлекательность самодельных изделий.

Для начинающих радиолюбителей изготовление подобных устройств расширяет кругозор, приводит к приобретению новых полезных навыков.

Этапы создания разных видов датчиков своими руками

На первом этапе идет осмысление того, что хотелось бы получить в итоге. Определяются условия, в которых должен работать самодельный датчик движения, какого рода имеются помехи, какую функцию должно выполнять устройство.

Охрана объекта или обеспечение комфорта жильцов, подача тревожного сигнала на контрольную панель или включение мощной лампы накаливания.

На основании этого выбирается тип прибора. После ищется подходящая схема в интернете и изготавливается устройство.

Вот тут начинается самое интересное. Иногда номиналы на схемах указываются неправильно или не нашлись радиоэлементы подходящего вида.

Прибор не работает. Начинается подбор компонентов, изменение коэффициентов усиления транзисторов, характеристик фильтров и т.д.

Вот в процессе этой деятельности появляется понимание функционирования прибора, особенностей, слабых мест и создается собственное творение.

Микроволновый датчик своими руками

Сверхвысокочастотный датчик движения опирается на эффект Доплера. Сенсор, излучая и принимая электромагнитные волны, фиксирует нахождение теплокровных существ в секторе контроля.

Микроволновой датчик движения

Датчик движения своими руками проще делать с антенной имеющей всестороннюю диаграмму направленности, тогда он будет реагировать независимо от того, откуда пришло воздействие. На расстоянии 5 м срабатывает надежно. Взмаха руки достаточно, чтобы сенсор сработал.

Изначально, в момент включения прибора, на выходе устройства будет напряжение близкое к нулю. При фиксировании датчиком нарушения сектора охраны, значение напряжения на выходе поднимется до 3-5 вольт.

Согласно схемы, обратное переключение должно произойти не менее, чем через 30 секунд. Меняя номиналы емкостей и резисторов можно ее скорректировать.

Приобретя весь перечень элементов, указанных на представленной принципиальной схеме весь прибор можно разместить на двух печатных платах размером 5х4 см, причем на одной из них большую часть будет занимать приемо-передатчик с антенной.

Особенностью микроволнового датчика, которая связана со способом обнаружения человека, является способность определения движения через радиопроницаемые препятствия. Это является его достоинством и недостатком одновременно.

Полученный прибор имеет следующие параметры:

  1. питающее напряжение 5-15 В;
  2. потребляемый ток 3 мА;
  3. мощность передатчика 2 мВ;
  4. температурный диапазон -20 +50 градусов Цельсия;
  5. сектор контроля – 360⁰;
  6. дальность детекции до 8 м;
  7. задержка отключения – 30 с.

Схема принципиальная микроволнового датчика движения

Корпус датчика может быть любой формы, но материал обязательно радио проницаемым. Во время настройки необходимо правильно расположить его.

Нужно учитывать, из каких материалов выполнены стены, пол и потолок помещения. Устройство не нужно направлять в сторону окна, возможны ложные срабатывания от проходящих за окном людей.

Электронная схема микроволнового датчика движения

При необходимости можно уменьшить чувствительность, это тоже снизит количество ложных срабатываний. Это производится резистором R4. Он изменяет коэффициент усиления транзистора VT1.

На компараторе, собранном на микросхеме К554 СА1, происходит сравнение сигнала с приемника и пороговым уровнем. В случае превышения происходит срабатывание датчика.

Тепловое устройство контроля перемещения

Инфракрасный датчик движения своими руками можно сделать на основе такой схемы.

Конструкция ИК-датчика движения

Это аналог датчика, рекомендуемого фирмой Murata – производителем PIR-сенсоров.

Каскад на операционных усилителях OP1 и OP2 и компараторы OP3, OP4 – собраны на двух LM358. Операционные усилители увеличивают сигнал, поступающий с ПИР сенсора до величин, позволяющих компараторам сравнивать их с пороговыми значениями.

В случае превышения они переключаются и воздействуют на микросхему серии 555.

Таймер, отвечающий за время включения реле, собран на 555 микросхеме. Резистор R17 задает время включения реле после фиксации движения.

Транзистор Т1 управляет работой реле.

Какие датчики объема своими руками делаются, а какие нет, устройства, включающие свет в помещениях, действуют согласно заложенным в них принципам работы. Замыкание контактов и включение осветительных ламп происходит при изменении инфракрасного, электромагнитного или ультразвукового фона в районе действия приборов.

Электронная принципиальная схема ИК датчика движения

Электронная начинка может принципиально различаться, но все они замыкание контактов и включение ламп осуществляют после начала движения. Во время нахождения в районе действия извещателей и после ухода из нее, лампы продолжают гореть определенное время и только затем отключаются.

Самодельный датчик на Ардуино

Инфракрасный датчик движения на Ардуино представляет собой ИК сенсор, подключенный к контроллеру. Вместе их можно использовать как автоматический включатель освещения.

Распайка контактов зависит от разработчика и изготовителя продукции, но по принципиальной схеме можно определить, что, чем является.

Для работы потребуется контроллер Arduino Uno, макетная плата, USB-кабель, ИК сенсор, светодиод, резистор 220 Ом и монтажные провода.

Контроллер Arduino Uno

В программном обеспечении Arduino имеется набор шаблонов. Используя их и заменяя управляемые устройства на датчик можно получить требуемое изделие. Взяв программу, включающую светодиод, установленный на плате Arduino UNO и заменив управляющую кнопку на выходные контакты датчика получим устройство управления освещением.

Светодиод будет управляться по команде с теплового датчика. Подключив вместо светодиода обмотку реле можно включать освещение. В отличие от обычных датчиков включения освещения здесь длительность работы лампы задается программно. Написание программ наглядно показывается на сайтах, посвященных Arduino.

Заключение

Изготовление датчика объема своими руками, как показывает практика, дело реализуемое, увлекательное и полезное. Совместное использование с контроллерами позволяет приобрести навыки программирования. Датчики движения можно самостоятельно реализовать и на других принципах.

Возможно использование ультразвуковых волн в качестве детектора присутствия. Использование инфракрасного или видимого излучения в линейном датчике, когда нарушение фиксируется при пересечении луча лазера, падающего на фотоприемник.

Видео: Датчик движения своими руками

Как построить датчик умного дома

Ваши стены могут говорить

К Дэйв Прохнов |

  • сделай сам
  • Механизм

Мы можем получать доход от продуктов, доступных на этой странице, и участвовать в партнерских программах. Узнать больше ›

Носимые устройства прекрасно справляются со своей задачей по отслеживанию вашей личной физической формы. Но для измерения здоровья места, где вы живете, вам нужен другой инструмент. Это устройство контролирует температуру, влажность, шум и уровень освещенности для любого помещения. Он может даже отслеживать количество людей, которые входят. Внутри корпуса набор датчиков отправляет информацию на Arduino, который интерпретирует ввод и отображает данные на маленьком экране. Основываясь на показаниях устройства, вы можете включить осушитель воздуха, уменьшить температуру термостата или открыть окно — все, что нужно для комфортной домашней обстановки.

Статистика

  • Время: 2 часа
  • Стоимость: $95
  • Сложность: Средняя

Инструменты

  • Паяльник
  • P1

Материалы

Все материалы можно заказать в SparkFun Electronics .

  • Arduino Pro Mini 328 – 3,3 В/8 МГц (DEV-11114)
  • Датчик движения PIR (SEN-08630)
  • Соединительный провод (PRT-08022)
  • Два резистора 1K (COM-08980)
  • Датчик влажности и температуры – RHT03 (SEN-10167)
  • Повышающий контакт 5 В – NCP1402 (PRT-10968)
  • Зарядное устройство LiPo Basic – Micro-USB (PRT-10217)
  • Датчик внешнего освещения – TEMT6000 ( BOB-08688)
  • Разъем микрофона MEMS — INMP401 (BOB-09868)
  • Разъем Micro OLED (LCD-13003)
  • Полимерный литий-ионный аккумулятор — 1000 мАч (PRT-00339)
  • — для Rasp Pi Tin Белый (PRT-11979)

Инструкции

  1. Запрограммируйте Arduino, используя этот скетч. Инструкции по программированию Arduino можно найти здесь.
  2. Подготовьте печатную плату ИК-датчика движения, найдя и удалив черную прямоугольную микросхему с тремя контактными площадками (также известную как интегральная схема или ИС) с маркировкой 78L05. На той части платы, где раньше находился чип, найдите теперь пустые контактные площадки 1 и 3. Припаяйте кусок соединительного провода между контактными площадками.
  3. Припаяйте резистор 1K между контактом 2 датчика влажности и температуры и контактом 5V размыкателя повышающего напряжения 5V.
  4. Припаяйте контакт питания датчика влажности и температуры к контакту 5V разветвителя повышающего напряжения 5V.
  5. Припаяйте штырек 3,7 В повышающего 5-вольтового разъема к выходу зарядного устройства LiPo.
  6. Припаяйте штырек Arduino Raw и штырь VCC датчика внешней освещенности к зарядному устройству LiPo.
  7. Припаяйте второй резистор 1K между выводом AL ИК-датчика движения и выводом 3,3 В платы Arduino.
  8. Припаяйте все контакты питания ИК-датчика движения, микроэкрана и микрофона MEMS к контакту 3,3 В платы Arduino.
  9. Ключевые элементы схемы готовы. Следуйте инструкциям по подключению, чтобы подключить оставшиеся контакты датчика к Arduino.
  10. Вставьте аккумулятор LiPo в зарядное устройство LiPo и поместите всю электронику в Pi Tin.
  11. Наконец, поместите домашний датчик здоровья в комнату по вашему выбору. Экран micro OLED позволит вам держать руку на пульсе вашего дома.
Home Sensor — Open View Dave Prochnow

Первоначально эта статья была опубликована в августовском выпуске журнала 9 за 2015 г.0016 Popular Science, под заголовком «Если бы ваши стены могли говорить…»

Сборка датчика

Разработка датчиков

Цель: Соберите один датчик из примеров из этого пакета. Ваш датчик должен реагировать на ввод и создавать вывод с помощью комплекта в коробке компонентов.

Зачем продуктам нужны датчики?

Почти все, что вы когда-либо покупали, было проверено датчиком или содержало его.

  • Датчики веса проверяют, действительно ли пакеты с чипсами содержат чипсы.
  • Сенсорные датчики знают, где на экране вы нажимаете.
  • Термостаты контролируют отопление в домах, изменяя форму при достижении определенной температуры, поэтому отопление включается или выключается.

Датчик вызывает изменения в электрической системе, когда происходят изменения в реальном мире.

Если вы собираетесь разработать устройство, у которого есть цель или функция, есть большая вероятность, что где-то там вам понадобится датчик, который поможет вашему творению взаимодействовать с реальным миром.

Что делать?

  1. Создайте простую схему, следуя руководству по началу работы на следующей странице.
  2. Затем выберите пример схемы из последующих разделов и воссоздайте ее.

Это низкотехнологичные датчики, с которыми вам предстоит работать. Вопросы для проектирования датчика:

  • На что будет реагировать датчик? Это вход .
  • Что изменится в схеме, когда произойдет вход ?
  • Добавьте выход , чтобы вы могли видеть, когда изменился вход .

Это задание поможет вам приступить к созданию прототипа и разработке нового устройства с нуля. Речь идет об использовании имеющегося у вас оборудования и попытках увидеть, как далеко вы можете его зайти.

Начало работы

Давайте начнем с создания простой схемы. Мы собираемся провести от положительного (красный провод на аккумуляторной батарее) к отрицательному (черный провод на аккумуляторной батарее).

Безопасность:
Никогда не допускайте соприкосновения красного и черного проводов аккумуляторной батареи.

Их прямое соединение создает короткое замыкание , которое может вызвать пожар.

  1. Добавьте две батарейки AA в батарейный отсек.
  2. Прикрепите зажим-крокодил 1 st к красному проводу, выходящему из батарейного отсека и резистора. Резистор защищает светодиод от повреждения .
  3. Прикрепите зажим-крокодил 2 и к другому концу резистора и длинной ножке светодиода.
  4. Прикрепить 3 rd 9Крокодил 0226 к короткой ножке светодиода и черному проводу, выходящему из батарейного отсека.
  5. Включите батарейный отсек, чтобы загорелся светодиод!

Лента (входит в комплект поставки) поможет обеспечить надежность соединений при построении цепи.

Пример датчиков
  1. Датчик влажности
  2. Датчик давления
  3. Датчик наклона
  4. Датчик положения

Датчик влажности

В чем смысл?

Многие люди внезапно пробуют свои силы в садоводстве. Самое сложное — помнить, когда поливать растения, чтобы они не погибли! Это устройство должно помочь.

Как мы можем его построить?

Влажная почва проводит электричество, а сухая – нет.

  1. Вставьте два куска металла в землю – не слишком далеко друг от друга, но убедитесь, что они не соприкасаются. Для этого идеально подойдут перемычки, но вы также можете использовать скрепку или монету.
  2. Подсоедините к нему свою схему — вам потребуются батарейки и зажимы-крокодилы. Добавьте выход в вашу систему, подключив светодиод.
  3. Полейте почву — влажная почва будет проводить электричество, и ваш выход включится. По мере высыхания почвы светодиод будет становиться тусклее, пока не выключится.

Принципиальная схема этого датчика выглядит так.

В данном случае вместо выключателя у нас земля. Помните, что сухая почва не проводит электричество, а влажная – проводит? Это означает, что когда почва сухая, переключатель разомкнут. Когда почва влажная, она может проводить электричество, поэтому переключатель замкнут, и ток может течь.

Как бы вы превратили это в полезное устройство?

В этой конфигурации свет выключается, когда нам нужно больше всего быть начеку. Это означает, что свет будет гореть большую часть времени, что будет особенно раздражать ночью и будет стоить много батарей! Вместо этого мы хотим, чтобы свет загорался, когда почва высыхала, чтобы привлечь ваше внимание и напомнить вам о необходимости полить растение. Для этого нам потребуются более сложные компоненты. Мы могли бы написать программу, если бы у нас была печатная плата вроде MicroBit.

Датчик давления

Какой смысл?

Вы видели, использовали или владеете множеством устройств с кнопками — это низкотехнологичная версия.

Как мы можем его построить?
  1. Вырежьте отверстие в середине куска картона. Вы можете использовать часть коробки, в которой находились компоненты. Будьте осторожны при этом. Вы можете сложить картон пополам, а затем ножницами сделать отверстие посередине.
  2. Наклейте большой кусок фольги на одну сторону картона. Закрепите один из ваших проводов на этом куске фольги.
  3. С другой стороны картона прикрепите еще один кусок фольги, но на этот раз приклейте его к картону только с одного края. Поместите зажим на край фольги, противоположный ленте, которую вы используете, чтобы закрепить фольгу на месте.
  4. Добавьте в этот набор резистор . Фольга сама по себе имеет очень небольшое сопротивление, и мы не хотим повредить светодиод.
  5. Подключить светодиод в цепь.
  6. Нажмите на фольгу над отверстием в картоне, и ваш светодиод загорится!
Как бы вы превратили это в полезное устройство?
Это, вероятно, не продлится долго, прежде чем сломается, и оно огромно — представьте себе пульты от телевизора, если бы кнопки были такими большими. Кнопки обычно используют пластиковый корпус с пружиной внутри. Когда вы нажимаете на верхнюю часть кнопки, вы сжимаете два металлических соединения и замыкаете цепь. Когда вы отпускаете, пружина раздвигает металлические контакты и разрывает цепь.

Датчик наклона

В чем смысл?

Например, одинокий пожилой человек может упасть. Мы хотим помочь! Если бы у них было при себе устройство, которое могло бы предупредить кого-нибудь, если датчик обнаружит «наклон», мы могли бы помочь им оставаться в безопасности.

Как мы можем его построить?

Чтобы обнаружить наклон, нам нужно что-то, что будет двигаться при наклоне, и способ обнаружения этого движения. Поскольку вода всегда течет вниз — благодаря гравитации — и может проводить электричество, мы можем использовать воду для замыкания цепи, когда все в порядке, но разорвать цепь, если что-то пойдет не так.

  1. Возьмите бутылку из-под напитков или другую емкость с крышкой (во избежание проливания).
  2. Добавляйте воду, пока бутыль не наполнится примерно на 2/3. Это работает лучше, если вы можете добавить соль в воду.
  3. Поместите соединительные провода внутрь бутылки и перемещайте их вверх и вниз, пока один не окажется под водой, а другой не окажется над водой примерно на сантиметр.
  4. Неплотно наденьте крышку на бутылку. Плотно закрутить не получится или перережешь провода и цепь разорвется. Я использовал клейкую ленту вокруг крышки, чтобы закрепить провода и убедиться, что бутылка не протекает.
  5. Подключите вашу цепь. Вам понадобятся ваши батареи, подключенные к выходу, такому как светодиод, а затем подключенные к перемычкам.
  6. Наклоните бутылку, и загорится светодиод!

Еще один способ настроить это — положить в воду оба провода или развернутые скрепки для бумаг. Таким образом, пока датчик наклона находится в вертикальном положении, существует замкнутая цепь. Наклон теперь разрывает соединение, и свет гаснет.

Как бы вы превратили это в полезное устройство?

Радиопередатчик может посылать сигнал о том, что все в порядке, пока цепь не разорвется, когда устройство наклонится и радиосигнал не прекратится. У кого-то еще может быть устройство, которое издает громкий шум при потере радиосигнала, и они будут знать, что нужно пойти и проверить человека с датчиком.

Датчик положения

В чем смысл?

Если бы у нас не было датчиков положения, сенсорные экраны были бы невозможны. Сенсорный экран может определять положение вашего пальца на экране.

Как мы можем его построить?

Экран может определять положение вашего пальца в любом месте, а не только то, насколько высоко или насколько далеко он находится влево или вправо. Здесь мы можем построить гораздо более простую систему, которая может определять, насколько далеко друг от друга находятся два металлических контакта. Это далеко от сенсорного экрана, но это только начало.

  1. Возьмите карандаш с большим количеством графита (карандаш 4В в этой коробке должен подойти) и заштрихуйте полоску вдоль листа бумаги. Убедитесь, что это действительно темная коробка без пробелов.
  2. Закрепите один из проводов на краю бумаги и убедитесь, что карандашная штриховка проходит прямо под зажимом.
  3. Установите соединение с другим зажимом в какой-то точке на линии карандаша и попробуйте сдвинуть его ближе и дальше от первого зажима. Посмотрите, что происходит с яркостью светодиода.
Это аналоговый датчик, который имеет множество различных положений. Полоса, заштрихованная карандашом, представляет собой переменный резистор. Графит в карандашах может проводить электричество, но заштрихованная часть настолько тонкая, что вызывает большое сопротивление. Чем больше расстояние между двумя металлическими зажимами на этой заштрихованной полосе, тем выше сопротивление в цепи и тем тусклее становится светодиод.
Как бы вы превратили это в полезное устройство?

Устройство с сенсорным экраном состоит из сетки этих настроек. Когда вы касаетесь места на экране, вы замыкаете цепь в строке и столбце, где находится ваш палец. Умное программирование в компьютере, управляющем экраном, может определить точное положение вашего пальца по тем строкам и столбцам, через которые в данный момент проходит электричество.

Что теперь?

Если вы построили одну из представленных здесь конструкций датчиков, вы уже на пути к разработке реального продукта.

Возможно, у вас есть идея, что вы хотите построить, и вы можете знать о других компонентах, которых нет в этой коробке! Не стесняйтесь набрасывать идеи и строить планы устройства, которое вы могли бы построить. Эти конструкции призваны показать вам, что существуют низкотехнологичные варианты изготовления датчиков и устройств.

Теперь вы знаете, как работают датчики, реагируя на ввод и создавая вывод . Вы можете начать воплощать эти идеи в жизнь, когда продолжите соревнование и подумаете, нужен ли датчик в вашем проекте. Если да, то каких входных данных он ждет? Какой результат это даст?

 

Поиск и устранение неисправностей

Положительный и отрицательный

Ваши батареи имеют положительный и отрицательный конец. На обычных батареях типа АА конец с торчащим куском является плюсовой клеммой. Обычно мы подключаем красный провод к положительной клемме, а черный провод к отрицательной. Если провода у вас не красные, а черные, не волнуйтесь! Пока вы знаете, что происходит, это все, что имеет значение.

Избегайте короткого замыкания

Нам нужно быть очень осторожными, чтобы не допустить короткого замыкания батарей. Вы, наверное, много раз слышали этот термин, но что он на самом деле означает? Если вы соедините положительную клемму батареи с отрицательной клеммой, ничего не делая в цепи, электрическая энергия будет просто течь без преобразования в другой тип энергии. Если есть двигатель, вы превращаете электрическую энергию в кинетическую. Если есть зуммер, это звуковая энергия. Если есть светодиод, то вы получаете свет. Без любого из этих компонентов электрическая энергия, протекающая по цепи, в конечном итоге будет преобразована в тепло. Много тепла. Компоненты могут сильно нагреваться, а в некоторых случаях это может повредить аккумулятор, обжечь вас или что-то похуже. Пожалуйста, будьте очень осторожны и убедитесь, что вы выключили батарейный отсек, когда он не используется, чтобы избежать случайного короткого замыкания.

Общие проблемы

Если вы ожидаете, что ваша схема будет работать, но по какой-то причине это не так, попробуйте выполнить несколько простых шагов.

  1. Проверьте, что вы ожидаете, когда цепь замкнется – должна ли загореться лампочка?
  2. Убедитесь, что зажимы типа «крокодил» плотно прилегают к проводам и устройству по всей цепи.
  3. Если вы используете светодиод, убедитесь, что положительный конец цепи подсоединен к более длинной ножке светодиода.
  4. Если вы используете фольгу, проверьте, не порвалась ли она и не разорвалось ли соединение.
  5. Удаляйте компоненты по одному и проверяйте, исправит ли это схему, а не вносите радикальные изменения все сразу. Это поможет вам определить, в каком соединении возникла проблема.

Полезные слова

Есть несколько слов, которые нам понадобятся для описания этих цепей.

Цифровой

Имеет только положение «включено» и «выключено». Примером может служить обычный выключатель света — свет либо включен, либо выключен.

Аналог

Имеет множество положений между полностью включенным и полностью выключенным. Примером может служить регулятор громкости, который можно поворачивать, чтобы сделать громкость немного громче или тише по мере вращения регулятора.

Вход

Для большинства продуктов это будет то, что вы делаете с продуктом. Вы можете нажать кнопку или щелкнуть переключателем. Некоторые датчики могут измерять что-то вроде температуры в качестве входных данных.

Выход

Что делает система при изменении ввода

Проводник

Части вашего творения, пропускающие электричество.

Изолятор

Части вашего творения, которые блокируют электричество и размыкают цепь.

Текущий

Поток электричества по цепи. Подумайте о гонке — ток — это сколько бегунов пробегает мимо вас каждую секунду.

Напряжение

Насколько сильно ток проталкивается по цепи. Если мы все еще думаем о гонке, повышать напряжение — это все равно, что ставить большую собаку позади бегунов, чтобы напугать их и заставить бежать.

Сопротивление

Насколько трудно электричеству течь по части вашей цепи. Сопротивление измеряется в Омах и обозначается символом Ω

.

Резистор

Компонент схемы, проводящий электричество, но не очень хорошо. Они используются для уменьшения тока, протекающего по цепи при любом напряжении. Например, вы можете использовать резистор, чтобы уменьшить яркость лампочки. Некоторые компоненты могут быть повреждены, если через них протекает слишком большой ток, поэтому для их защиты полезно использовать резистор.

Переменный резистор

Бесполезно ли говорить, что это резистор, который можно менять? Использование обычного резистора для защиты вашей цепи прекрасно, если у вас есть резистор с точным значением сопротивления, которое вам нужно, но что, если вы хотите изменить яркость лампочки в цепи? А если вы хотите контролировать сопротивление вашей цепи? Вот где вам нужен переменный резистор.

Светодиод

Светоизлучающий диод. Ток может течь только в одном направлении. Устройство загорается при протекании тока. Яркость светодиода будет увеличиваться по мере протекания большего тока.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *