Λάμπα εγγύτητας χρησιμοποιώντας Arduino: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Σε αυτό το έργο θα σας δείξω πώς μπορείτε να δημιουργήσετε έναν αισθητήρα εγγύτητας χρησιμοποιώντας φύλλο αλουμινίου και αντίσταση υψηλής αξίας (αντίσταση από 10 MΩ έως 40 MΩ). Λειτουργεί με βάση τη χωρητική βιβλιοθήκη Arduino. Κάθε φορά που φέρνετε το χέρι σας (οποιοδήποτε αγώγιμο αντικείμενο) κοντά στον αισθητήρα, η φωτεινότητα της λυχνίας LED αλλάζει ανάλογα με την απόσταση. Σε ελάχιστη απόσταση, δείχνει τη μέγιστη φωτεινότητα.

Η χωρητική βιβλιοθήκη αισθητήρων μετατρέπει δύο ή περισσότερες ακίδες Arduino σε χωρητικό αισθητήρα, οι οποίοι μπορούν να αντιληφθούν την ηλεκτρική χωρητικότητα του ανθρώπινου σώματος. Το μόνο που απαιτεί η ρύθμιση του αισθητήρα είναι μια αντίσταση μέσης έως υψηλής αξίας και ένα μικρό (έως μεγάλο) κομμάτι φύλλο αλουμινίου στο τέλος. Στο πιο ευαίσθητο, ο αισθητήρας θα αρχίσει να αισθάνεται ένα χέρι ή σώμα ίντσες μακριά από τον αισθητήρα.

Πώς λειτουργούν οι χωρητικοί αισθητήρες; Η χωρητική ανίχνευση είναι μια τεχνολογία ανίχνευσης εγγύτητας. Οι χωρητικοί αισθητήρες λειτουργούν δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό πεδίο και ανιχνεύοντας κοντά στα αντικείμενα ανιχνεύοντας εάν αυτό το πεδίο έχει διαταραχθεί. Οι χωρητικοί αισθητήρες μπορούν να ανιχνεύσουν οτιδήποτε είναι αγώγιμο ή έχει σημαντικά διαφορετική διαπερατότητα από τον αέρα, όπως ένα ανθρώπινο σώμα ή ένα χέρι. Η διαπερατότητα είναι το μέτρο του πόσο δύσκολο είναι να δημιουργηθεί ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω από ένα υλικό. Είναι η ικανότητα μιας ουσίας να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.

Βήμα 1: Υλικά

Για να ξεκινήσετε θα χρειαστείτε:

• Arduino Uno ·
• Καλώδιο USB·
• Αντίσταση 10 MΩ ·
• LED ·
• Αλουμινόχαρτο (μέγεθος 4 cmX4cm)
• Μονωτική ταινία
• Χαρτόνι
• Ασπρα χαρτιά
• Ζεστή κόλλα

Βήμα 2: Σχέδιο αισθητήρα & διάγραμμα κυκλώματος

Οι μικροί αισθητήρες (περίπου στο μέγεθος ενός δακτυλικού αποτυπώματος) λειτουργούν καλύτερα ως κουμπιά ευαίσθητα στην αφή, ενώ οι μεγαλύτεροι αισθητήρες λειτουργούν καλύτερα στη λειτουργία εγγύτητας.

Το μέγεθος του φύλλου αλουμινίου μπορεί να επηρεάσει την ευαισθησία του αισθητήρα, οπότε δοκιμάστε μερικά διαφορετικά μεγέθη αν θέλετε και δείτε πώς αυτό αλλάζει τον τρόπο που αντιδρά ο αισθητήρας.

Διάγραμμα κυκλώματος:

Βήμα 3: Εγκατάσταση υλικού και κώδικας

Τοποθετήστε μια αντίσταση 10 M ohm μεταξύ της 2ης και της 4ης ακίδας του Arduino. Σύμφωνα με τον πείρο 4 του προγράμματος είναι ο πείρος λήψης. Συνδέστε αλουμινόχαρτο στον πείρο λήψης. Συνδέστε το τερματικό Led's +ve στο τερματικό 9ο pin -ve στο GND του Arduino.

Βήμα 4: Ρύθμιση του Arduino

Μεγάλος! Τώρα ολοκληρώθηκε όλη η φυσική εργασία και περάσαμε στον κώδικα. Βεβαιωθείτε ότι έχετε εγκαταστήσει βιβλιοθήκη χωρητικής ανίχνευσης.

Τώρα είμαστε έτοιμοι να δοκιμάσουμε τον αισθητήρα σας! Βεβαιωθείτε ότι ο υπολογιστής σας είναι συνδεδεμένος στον τοίχο ή ότι το Arduino είναι συνδεδεμένο στη γείωση, καθώς αυτό βελτιώνει τη σταθερότητα του αισθητήρα. Για να ελέγξετε την έξοδο του αισθητήρα, ανοίξτε τη Σειριακή οθόνη στο περιβάλλον προγραμματισμού Arduino (βεβαιωθείτε ότι η οθόνη έχει ρυθμιστεί σε 9600 baud, όπως είναι αυτό που καθορίζεται στον κώδικα). Εάν λειτουργεί σωστά, η μετακίνηση του χεριού σας όλο και πιο μακριά από το φύλλο αλουμινίου θα αλλάξει τη φωτεινότητα του led. Η πλάκα αισθητήρα και το σώμα σας σχηματίζουν έναν πυκνωτή. Γνωρίζουμε ότι ένας πυκνωτής αποθηκεύει φόρτιση. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητά του, τόσο περισσότερη φόρτιση μπορεί να αποθηκεύσει. Η χωρητικότητα αυτού του χωρητικού αισθητήρα αφής εξαρτάται από το πόσο κοντά είναι το χέρι σας στην πλάκα.

Τι κάνει το Arduino;

Βασικά το Arduino μετρά πόσο χρόνο χρειάζεται ο πυκνωτής (δηλαδή ο αισθητήρας αφής) για να φορτιστεί, δίνοντάς του μια εκτίμηση της χωρητικότητας. Η χωρητικότητα μπορεί να είναι πολύ μικρή, ωστόσο το Arduino το μετρά με ακρίβεια.

Βήμα 5: Κάνοντας σκιά λαμπτήρα

κόψτε χαρτόνι σύμφωνα με τις ακόλουθες διαστάσεις

Βήμα 6: Επόμενο βήμα

Καλύψτε το χαρτόνι με λευκό χαρτί

Βήμα 7: Τι ακολουθεί

Κολλήστε το arduino και τον αισθητήρα στο χαρτόνι σύμφωνα με την παρακάτω εικόνα

Καλύψτε αλουμινόχαρτο (Αισθητήρας) με μονωτική ταινία όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα

Διπλώστε το χαρτόνι σύμφωνα με την παρακάτω εικόνα και κολλήστε το στο άλλο κομμάτι από χαρτόνι