0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать дешёвый датчик изгиба для arduino своими руками!

Самодельный датчик изгиба (тензорезистор)

В 2009 году автор принимал участие в проекте по разработке специальных сенсорных перчаток для оцифровки жестов оператора сурдоперевода. Для проекта понадобились датчики изгиба (тензорезисторы) в количестве 10 штук, цена которых значительно превосходило финансовые возможности автора на тот момент.

Перерыв Интернеты тематические сайты, автор обнаружил несколько инструкций по самостоятельному изготовлению так необходимых ему датчиков. В то же время, автор столкнулся с некоторыми проблемами, в основном касательно доступа к компонентам конструкции. Во всех найденных инструкциях предусматривалось использования неопрена, либо, на худой конец, токопроводящей нити или токопроводящей материи. Стоимость доставки делала заказ перечисленных выше материалов неоправданно дорогим, и существенно превышала их стоимость.

Однако, автор решил поэкспериментировать с рядом материалов, в том числе копиркой и материалом, из которого изготавливаются антистатические упаковочные пакеты для электроники.

Наконец, по прошествии двух недель, позитивные результаты были достигнуты, а созданные тогда датчики продолжают работать и по сегодняшний день.

По мнению автора, если ваш рабочий бюджет ограничен как у него, либо вы ограничены в получении необходимых материалов и элементов конструкции, эта инструкция по изготовлению самодельных датчиков изгиба как раз для вас.

Примечание переводчика: Вот тут полностью согласен. В РФ ОДИН! датчик стоит от 600 до 800 рублей, в то время как в украинских магазинах от 130 до 180 гривен (порядка 20 $).

Материалы и инструменты:

Необходимые материалы и инструменты

Материалы:

  • Антистатические пакеты 10х15 Сантиметров
  • Кабельная стяжка (лучше всего длиной 20-25 Сантиметров)
  • Изолента (широкая, шириной 2,4 Сантиметра и узкая 1,1 Сантиметр шириной)
  • Соединительные провода с гнездами (проволочные перемычки) длиной около 20 Сантиметров

Инструменты:

  • Карандаш (обычный грифельный, механический не рекомендуется, поскольку может повредить рабочую поверхность )
  • Скальпель
  • Инструмент для очистки изоляции проводов

Подготовка

По мнению автора, подготовительная часть занимает больше всего времени, поэтому ниже приводим несколько советов для сокращения этого этапа.

Подготовка антистатических пакетов:

Соль нашего датчика — антистатический пакет

Пакеты с известными размерами (в нашем случае – 10х15 Сантиметров) весьма удобны для изготовления равных кусков с точными размерами (длина и ширина пакета нам уже известна). Примите во внимание, что вам необходимо удалить (отрезать скальпелем) обе кромки пакета по длинным (15 сантиметровым) сторонам, в то же время оставив нижнюю кромку. В последующем, это поможет вырезать ДВА одинаковых куска пакета, разрезая обе его стороны одним движением.

Читать еще:  Парник из пластиковых труб своими руками

Совет! Для вырезания равных по площади отрезков антистатического пакета автор настоятельно рекомендует использовать распечатанный и наклеенный на картон шаблон необходимого размера. Действия: вырезать два куска пленки размером 0,8х15 Сантиметров и один кусок размером 1,7х15 сантиметров.

Важно! Если вы:

  • Растянули/помяли материал
  • Повредили его иными предметами
  • Пролили на него растворяющие жидкости
  • Повредили его карандашом
  • Повредили его иным способом

начинайте всё с начала.

Подготовка проволочных перемычек

Проводники

Не знаю как кто, но автор считает их просто превосходными. В нашем проекте вам предстоит разделить их на две равные части по 10 сантиметров. После этого, отмерьте 5 сантиметров каждого проводника от отрезанного края и зачистьте изоляцию. Из очищенной части провода сформируйте петлю и легким скручивание зафиксируйте ее возле начала изолированной части провода. У вас чудесная петля. Теперь повторите для всех кусков провода. Внимание! Ни в коем случае не спаивайте провода! Впоследствии это может привести к нелинейному искажению резистивности вашего датчика. Отставьте проводники в «природном» виде.

Подготовка изоленты

  • Отрежьте 2 отрезка узкой (1,1 сантиметр) изоленты длинной 17 Сантиметров.
  • Отрежьте 1 отрезок широкой (2,4 сантиметра) изоленты длиной 19 Сантиметров.

Сборка конструкции). Медленно на верно

Сборка датчика

Возьмите полоску узкой (1,1 Сантиметр) изоленты, и поместите ее на стол липкой частью вверх. Точно по середине изоленты разместите полоску (размер 0,8х15 сантиметров), вырезанную из антистатического пакета. Удостоверьтесь, что вокруг полоски антистатического материала остались бортики липкой части изоленты. Тщательно разгладьте полоску из пакета на изоленте.

Важно! Все надписи на антистатической полосе должны быть обращены к липкой части изоленты! Полоса из пакета должна смотреть внутренней частью вверх!

Теперь, поместите провод петлей на полосу из антистатического материала таким образом, чтобы изолированная часть провода примерно на 0.5 Сантиметра заходила на нее. Повторите описанные выше операции с другой полосой изоленты. После этого, сложите вдвое вдоль больший кусок пленки размером 1,7х15 Сантиметров.

Важно! Все надписи на полосе должны быть обращены внутрь сгиба!

Поместите сложенную вдвое полосу антистатического материала между двумя полосками узкой изоленты и аккуратно склейте получившийся «сэндвич». Следите за тем, чтобы ни одна деталь не выступала за края антистатической подложки и не выступала на клейкую часть изоленты.

Нам нужно усиление!

Усиление датчика

Наш датчик готов и вполне может использоваться в ваших проектах. В то же время, он еще слишком хрупок и практически лишен возможности возвращаться в состояние покоя. Именно для усиления датчика нам понадобятся широкая изолента и кабельные стяжки. Кроме того, стяжки будут играть роль пружины для возвращения датчику его первоначальной формы, то есть, в состояние покоя ну или логического нуля.

Итак:

  • Поместите широкую изоленту на стол клейкой стороной вверх.
  • На изоленту вдоль ее оси поместите кабельную стяжку и обрежьте ее выступающие части.
  • Вдоль оси изоленты поверх кабельной стяжки поместите датчик.
  • Заверните свободные стороны широкой полосы изоленты вокруг датчика.
  • Тщательно разгладьте изоленты для лучшего контакта склеиваемых деталей.
  • Поверх щели между завернутыми краями широкой изоленты наклейте полоску узкой (1,1 Сантиметр изоленты).
  • На датчик со стороны кабелей наденьте кусок термоусадочной трубки и прогрейте его поцелуем зажигалкой.
Читать еще:  Митенки крючком в технике брумстик. Мастер-класс

Все готово! Развлекайтесь!

Тот самый делитель

Для подключения вашего датчика к микроконтроллеру вам необходимо собрать схему простого делителя напряжения. Номиналы деталей делителя приведены на его принципиальной схеме.

Помните! У микроконтроллеров семейства Arduino выходное напряжение составляет 5 Вольт, так что автор предлагает вам собрать схему, которая расположена справа.

О том, где могут описанные в статье датчики, мы поговорим в следующий раз.

Делаем датчик для Ардуино своими руками

Как сделать датчик протечки воды своими руками для Ардуино ► соберем простой датчик воды Arduino из подручных материалов, которые есть в каждом доме.

В этом проекте рассмотрим, как сделать датчик протечки воды своими руками для Ардуино. Соберем простой датчик из недорогих подручных материалов — пары гвоздей, нескольких проводов, одного резистора и клеммников для соединения проводов. Для проверки правильной работы нашего самодельного датчика будем использовать скетч для датчика протечки воды из занятия кружка по робототехнике для детей.

Данный датчик можно будет использовать при создании проектов «умного» полива грядок или комнатных цветов. Благодаря недорогим компонентам и простоте своей работы датчик воды для Ардуино можно сделать самостоятельно. Чтобы сделать датчик протечки воды своими руками потребуется: два гвоздя, несколько проводов, резистор на 220 Ом, клеммники и небольшой набор инструментов.

Как сделать аналоговый датчик своими руками

Для этого проекта нам потребуется:

  • плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
  • макетная плата;
  • самодельный датчик воды;
  • 1 светодиод и резистор на 220 Ом;
  • провода «папа-папа» и «папа-мама».

Собираем датчик протечки воды своими руками

Для начала необходимо отрезать три клеммника от колодки (смотри фото). Клеммники применяются для соединения проводов, они изготавливаются из негорючего материала, который легко разрезается. Внутрь клеммников встроены металлические контакты с винтовыми зажимами. Контактами мы соединим гвозди с проводами и резистором, а корпус клеммника будет служить каркасом для нашего датчика.

Фото. Схема датчика воды своими руками и подключение к Ардуино

Далее необходимо ослабить контакты, выкрутив винты. Согласно схеме на фото вставьте в крайние контакты гвозди и зачищенные концы проводов. Левый и средний контакт следует соединить резистором с номиналом 220 Ом. В правый контакт также вставляется зачищенный конец провода. Осталось лишь подготовить контакты на всех проводах, для подключения датчика воды к плате Ардуино.

Проверка самодельного датчика на Ардуино

Теперь вы знаете, как сделать датчик воды своими руками для Ардуино, осталось лишь проверить правильность работы и показания прибора. Для этого мы используем скетч из предыдущего занятия «Кружка робототехники на Ардуино» и соберем схему с автоматическим включением и выключением светодиода, подключив самодельный датчик воды к Ардуино (смотри фото сборки схемы выше).

Читать еще:  Подушка, связанная на пальцах. Мастер-класс

Скетч для самодельного датчика воды Ардуино

В первой строчке скетча мы присвоили имя x для значений c входа A0. С помощью оператора int , мы указали, что значения x могут принимать только целое число. Условный оператор if позволяет нам определить действие при истинном условии. Показания датчиков могут разниться — это зависит от токопроводимости материалов. Добавьте в воду соль и наблюдайте за изменениями показания с датчика.

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Arduino и датчик изгиба

В некоторых случаях электронной системе требуются данные о степени изгиба той или иной механической части устройства. Например, это может быть нога или рука робота. Также помимо робототехники такая задача актуальна в автомобилестроении, медицине, приборах виртуальной реальности и т.п.

Для получения информации о механическом изгибе применяют специальные датчики в виде тонкой длинной резистивной полоски. Такой датчик меняет свое сопротивление в зависимости от величины изгиба. То есть он преобразует изменение механической структуры в электрическое сопротивление, при этом чем больше изгиб, тем больше значение сопротивления. Датчики изгиба или Flex-датчики довольно дешевы и просты в применении, поэтому их без проблем можно использовать в проектах с Arduino.

Запатентованная технология Flex-датчика основана на резистивных углеродных элементах. Благодаря тому, что это переменный печатный резистор, его можно сделать довольно длинным на тонкой гибкой подложке. Когда подложка согнута, на выходе датчика присутствует некоторое сопротивление, соответствующее с радиусу изгиба. Иными словами, гибкие датчики являются аналоговыми резисторами, которые работают в составе переменных аналоговых делителей напряжения. Обычно в конфигурации делителя напряжения и используется гибкий датчик, как это показано ниже.

Перед работой с датчиком следует учесть один момент. Хотя активная часть датчика (область между черными квадратами) достаточно прочная, ее выводы подвержена излому. Рекомендуется усилить или закрепить эту область (например, зажать или склеить датчик на черном квадрате, расположенном ближе к контактам), чтобы убедиться, что она не сгибается вместе с остальной частью датчика.

Для считывания данных с датчика подойдет обычная функция analogRead(). В данном проекте используются красный, зеленый и синий светодиоды, которые подключены к выводам Arduino под номерами 4, 3 и 2 соответственно. Они позволяют индицировать три уровня изгиба датчика. При отсутствии изгиба датчика светится только синий светодиод, тогда как небольшой изгиб зажигает зеленый светодиод. При большой степени изгиба загорается красный светодиод, а остальные два светодиода гаснут. Вывод с делителя напряжения подключается к линии A1 платы Arduino. Вся схема подключения показана на рисунке ниже.

Далее приведен код (скетч) для работы Arduino с датчиком изгиба.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector