Негизги курдун дем алуу сенсору: 8 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Биосезүү дүйнөсүндө дем алууну өлчөөнүн көптөгөн жолдору бар. Мурундун тегерегиндеги температураны өлчөө үчүн термисторду колдонсо болот, бирок кайра эле мурунуңузга таң калыштуу шайманды салгыңыз келбейт. Ошондой эле акселерометрди өйдө жана ылдый жылдыруучу курга тагууга болот, бирок предмет жатышы же башкача кыймылдабашы керек. Бул негизги, ийкемдүү тилкелүү дем алуу сенсорунун кемчиликтери болсо да (сигналдын жообу башка ыкмалар сыяктуу так эмес), бирок эгер сиздин темаңыз байлагысы келип, деми менен эмне кылгысы келсе, ошону кылганы жакшы. өлчөнүп жатат. Бул жерде көкүрөккө байлаган ийкемдүү курдун ичинде жашоо үчүн арналган негизги дем алуу сенсорунун мисалы. Бул көкүрөк кеңейип, өпкөгө аба дем алуу аркылуу жыйрылганда, созулган резина жиптин каршылыгы өзгөрөт. Дагы бир нече компоненттерди колдонуп, биз муну сиздин Arduino түз окуган аналогдук сигналга которо алабыз. Бул чыңалуу бөлүштүргүч чынжырынын сыйкырчылыгы аркылуу жасалат.

ЭСКЕРТҮҮ: Баштоодон мурун, текшерилбеген жана туруксуз биосенсинг жабдууларында дайыма коркунуч коркунучу бар экенин билишиңиз керек! Сураныч, бул схеманы батарея кубатынын булагы менен түзүңүз- Мен сизге зыян келтирбеш үчүн бул схеманы кантип жасоону көрсөтүш үчүн баарын жасайм, бирок мен боло турган кырсыктар үчүн эч кандай жоопкерчилик тартпайм. Акыл -эсиңизди колдонуңуз жана көкүрөгүңүзгө бир нерсе байлап алардан мурун, мультиметр менен чынжырыңызды сынап көрүңүз.

1 -кадам: ЭМНЕ САГА КЕРЕК

1) Аналогдук киргизүү менен каалаган микроконтроллер иштейт, бирок бул мисалда мен Arduino Uno колдоном. Эгер сизге керек болсо, аны Adafruit же Sparkfunдан алсаңыз болот.

2) Өткөргүч резина корд. Бул кереметтүү шнур өзгөрүлмө каршылыктын ролун аткарат жана сунулганда же бошотулганда каршылыкта өзгөрөт. Adafruit же Robotshopто жеткиликтүү, алдын ала тиркелген металл учтары бар узундугу жакшы.

3) Мультиметр

4) LED

5) 1K каршылыгы

6) Ылдый түшүүчү резистор (мунун маанисин кийинчерээк аныктайбыз!)

7) скотч

8) тешик же кайчы

9) Өтмө зымдар

10) нан

11) 2 Alligator клиптери

Сураныч, бардык биосенсинг жабдууларындагыдай эле, бул долбоор сиздин Arduino батареялар менен иштесе эң коопсуз болот.

Бул долбоорду аяктоо үчүн сизге дагы керек болушу мүмкүн:

· Лампочка жана ширетүүчү

· Ысык желим тапанча

· Сым кесүү

· Зымдан тазалоочу

· Жардам колу

· Вице, сыгуу куралы же чоң кычкач

· 2 же андан көп шакекчелүү терминалдар

2 -кадам: Кордду кесип, өткөргүч терминалдарды тиркеңиз

Бул эксперимент үчүн резинанын каалаган узундугун 2 "-8" чейин колдонсоңуз болот, резинанын кыска узундугу арзаныраак жана жумушту бүтүрүү үчүн сизге чоң сумма кереги жок. Эгерде сиз узун резинаны сатып алган болсоңуз, анда 4 дюймдук узундукту кесүүнү сунуштайт элем. Бул узундукту кесип, эки учуна тең өткөргүч учун бекитүүгө даяр болуңуз.

Терминалдык туташтыргычты алыңыз, мисалы, алардын бири жогоруда сүрөттөлгөн жана өткөргүч резинанын бир учун терминалдын туташтыргычтарынын биринин учуна жабыштырып, учун чогуу кысыңыз. Муну жасоо үчүн сиз вице -примердин учтарын колдонсоңуз болот, бирок резеңкеңизди үзүп же кесип албаш үчүн терминалды өтө катуу басып калуудан сак болуңуз! Эгерде сиз муну кыла алсаңыз жана зым үзүлсө, башка терминал туташтыргычы менен кайра аракет кылыңыз. Бул жетишкендикке жетүү үчүн сизде дагы көп күч болушу керек. Эгерде ал 2 дюймдан кыска болуп калса, анда жаңы 4 узундугу менен кайра аракет кылышыңыз керек. Кабатыр болбоңуз, аны аласыз! Муну бир жагынан аткаргандан кийин, эң сонун! Башка тарапта кайталаңыз. Эми бүттүңүз!

Эми сизде өткөргүч резина шнуру бар, анын ар бир учунда ылайыктуу терминалы бар. Бул жиптин диапазондору мультиметр менен өлчөнсүн.

3 -кадам: Каршылыгыңызды өлчөңүз

Мультиметрдин циферблатын ом белгисине (Ω) буруп, мультиметрдин кызыл жана кара учтарын өткөргүч шнуруңуздун эки жагына жабыштырыңыз.

Эгерде сиз мультиметрди кантип колдонууну билбей жатсаңыз, анда Леди Аданын бул окуу куралы менен сергите аласыз.

Сиз өлчөп жаткан учурда бул сан бир аз секирип кетиши мүмкүн болсо да, бул сандар эс алууда турганда шнурдун каршылыгы канчалык экенин түшүнүүгө жардам берет. Эң жакшы божомол менен, шнуруңуздун эс алуу каршылыгын жазыңыз, анан аны 10дун жакын эселигине тегеректеңиз (б.а.: 239 = 240, 183 = 180)

Эми, бир колуңуз менен мультиметр зонддорун оңдоо үчүн этият болуңуз, экинчи колуңуз менен шнурду акырын тартып алыңыз. Сиз бул нерсени баштапкы узундугунун 50% -70% га чейин созсоңуз болот, андыктан катуу тартпаңыз! Мультиметрдеги каршылык маанилеринин кантип өзгөргөнүн байкаңыз. Бошотуп коюңуз жана бул процессти бир нече жолу кайталаңыз, каршылык минимумдан максимумга чейин барат. Сиз сунуп жатканда, каршылык күчөйт, анткени резинадагы бөлүкчөлөр алысыраак жылып кетет. Күч бошотулгандан кийин, резина кайра кичирейет, бирок баштапкы узундугуна кайтуу үчүн бир -эки мүнөт талап кылынат. Бул физикалык чектөөлөрдөн улам бул чоюлган шнур чыныгы сызыктуу сенсор эмес, андыктан ал так эмес, бирок сенсордун курулушунда муну менен иштөөнүн жолдору бар. Шнурду дагы бир жолу максимумга чейин созуңуз жана мультиметрдин зонддорунун ар бир учу резина шнуруңуздун эки жагына орнотулганда, каршылыктын маанисин дагы бир жолу 10го жакын эселенген жерге тегеректеп жазыңыз.

4 -кадам: Axel Benz Formula

Биз дем алуу сенсору катары чоюлуучу жиптин өзгөрмөлүү каршылыгын колдонуу үчүн жөнөкөй чыңалуучу бөлүштүрүүчү схеманы колдонобуз. Эгерде сиз чыңалуучу бөлүштүрүүчү схемалар жөнүндө көбүрөөк билгиңиз келсе, анда бул чоң чыңалууну кичирээкке айландырган бир нече резистор. Сиз колдонгон резисторлордун маанилерине жараша, сиз 5Vну Arduinoдон өзүңүздүн чоңураак же кичирээк бөлүктөргө бөлө аласыз, бул аналогдук окуу үчүн пайдалуу. Эгерде сиз чыңалуу бөлүштүрүүчү схемалардын артындагы математика жөнүндө көбүрөөк билгиңиз келсе, Sparkfunдагы эң сонун окуу куралын карап көрүңүз.

Биз чынжырдагы биринчи резистордун (сунуу сенсорунун) мааниси туруктуу агымда болорун билсек да, мүмкүн болушунча жакшы жана ар түрдүү сигналды алуу үчүн түшүүчү каршылык үчүн туура каршылык маанисин колдонушубуз керек..

Баштоо үчүн Axel Benz формуласын колдонуңуз:

Pull-Down-Resistor = squareroot (Rmin * Rmax)

Ошентип, эгерде сиздин сымдын минималдуу мааниси 130 Ом болсо, максимуму 240 Ом

Pull-Down каршылыгы = squareroot (130*240)

Pull-Down каршылыгы = squareroot (31200)

Pull-Down каршылыгы = 176.635217327

Ошентип, азыр сиз резистор коллекцияңызды карап, эң жакшы резистордун "азырынча" эмне экенин билишиңиз керек. Эгерде сизде кокус биттердин жана бобдордун жыйнагы болсо, бул түстүү резистордун калькулятору сизге пайдалуу болушу мүмкүн. Бул резистордун Ballparking жакшы болушу мүмкүн, балким сизде идеалдуу резистор жок. Районду колдонуп жатканда, сиз аны баары бир башкага алмаштырышыңыз керек деп ойлошуңуз мүмкүн, бирок бул сизге ойноону баштоо үчүн сонун баштоо берет.

Акыры, мен бул санды 10дун жакын эселигине тегеретем.

Резисторду түшүрүү = 180 Ом

5 -кадам: Нан тактаңызды даярдаңыз

Өткөргүч зымдарды колдонуп, Arduino'дун 5v төөнөгүчүн панелдеги электр темир жолуна туташтырыңыз, андан кийин GND пинди нан тактаңыздын жерге темир жолуна туташтырыңыз.

Мен Arduinoдон 5В тартууну жакшы көрөм, анткени бул аналогдук казыктарга өтө көп чыңалуу жөнөтүү жөнүндө тынчсыздануунун кереги жок. Сиз ошондой эле 3v3 чыңалуу пинин колдоно аласыз, бирок мен 5v колдонуудан жакшы сигнал алаарымды байкадым.

Тартылуучу каршылыгыңызды жерге туташтырыңыз.

Аллигатор клиптериңиздин экөөнү тең алып, өзгөрүлмөлүү каршылыгыңыздын эки жагындагы терминалдарга кысыңыз. Бул аллигатор клиптеринин бир четин 5v темир жолуна бекиңиз. Башка аллигатордун клипин диаграммада көрсөтүлгөн конфигурациядагы зымга туташтырыңыз.

Тартылуучу каршылыгыңыздын "башка" учтары менен өткөргүч сымдын туташтырылганын текшерип, аналогдук пинден секирүүчү зымды туташтырыңыз (A0ду колдонолу) бул эки бириктирүүчү чекиттин ортосуна.

Акыр -аягы, сиздин Arduino 9 -графаңызга 1k каршылыгы бар LED тиркелди.

6 -кадам: Сиздин Arduino программаңыз

Эскертүү: Мен жаңы эле GitHub колдонуучулары Non0Mad менин кодумду жакшыртканын көрдүм! (Рахмат) Кааласаңыз, бул кодду колдонуп көрүңүз:

Эгерде мен жасаганды сынап көргүңүз келсе, тиркелген "RespSensorTest.ino" эскизин Ардуинодо иштетиңиз.

Ачык металлга тийбөө үчүн этият болуңуз, эки аллигатор клипти алыңыз жана резина боону сунуңуз. Чоңоюп баратып, LEDдин өчүп -өчүп жатканын көрүңүз. Сериялык мониторуңузду ачыңыз жана аналогдук чыңалууңуздун өзгөрүшүн байкаңыз. Эгерде сиз өчүп бараткан баалуулуктарга же номерлериңизге канааттанбасаңыз, бир нече нерсени сынап көрсөңүз болот:

1) Сиз колдонгон акыркы наркка окшош башка резистордун маанисин алмаштырып көрүңүз. Бул оң айырмачылыкты жаратабы? (Бул муну кылуунун эң жакшы жолу)

2) Эгерде сиз чындап эле эмне кылгыңыз келсе, анда светодиодду күйгүзүп койсоңуз, жакшы диапазондорду ушундай жол менен өндүрө алаарыңызды көрүү үчүн scaleValue өзгөрмөсү менен аралашып көрүңүз. (Бул муну кылуунун эң оңой жолу болушу мүмкүн)

Сандарыңыз жана LED жарыгы менен жетиштүү бактылуу болгондон кийин, көкүрөгүңүзгө тагынуу үчүн моделдин прототипин түзүүгө убакыт келди! Ардуинону өчүрүп, кийинки кадам үчүн панелдин кубатын өчүрүңүз.

7 -кадам: Дем алуу тобунун прототибин түзүңүз

Прототип тобун түзүүнүн эң ылдам жолу - скотч менен бир нерсени бириктирүү. Узун скотч лентасын алыңыз (болжол менен 30 "-36" капталуусу керек, бирок акыры бул көкүрөктүн тегереги) жана аны жабышкак капталдары өзүнө жабышып тургандай кылып бүктөңүз. Сиздин скотч тасмаңыздын эки жагына тешик жасаңыз, андыктан ал курга окшош.

Терминалдарды сенсор үчүн тешилген тешиктерге бекитүү үчүн бурамаларды колдонуңуз жана скотчтун узун бөлүгүн көкүрөккө тагып турган илмекке тыкан туташтырыңыз. Сиз "куруңуздун" сизге же субъектиңиздин күн плексусуна абдан ылайыктуу экенине ынангыңыз келет, бирок шнурду сунуу үчүн келген дем үчүн орун жетиштүү экенин текшериңиз.

Акыр -аягы, аллигатордун клиптерин кайра туташтырыңыз жана өткөргүчтөрдүн ар биринен секиргичтерди нандын тактайына кайра туташтырыңыз. Биз азыр прототипти сынап көрүүгө даярбыз!

8 -кадам: Прототипти сынап көрүңүз

Ардуинону күйгүзүңүз жана мурунку эскизди иштетиңиз. Бул аналогдук баалуулуктар кандай? Сиз демиңиз менен маалыматтын жакшы чечимин алып жатасызбы? Сиз дем алып жатканда, LEDде жарыктын жакшы дисперсиясы барбы? Болбосо, окулган баалуулуктар жакшырып баратабы же жокпу билиш үчүн, ылдый түшүүчү резисторду жакынкы мааниге алмаштырып көрүңүз.

Качан сиз идеалдуу түшүүчү резисторго жайгашканыңызда, кубаныңыз! Сиздин схемаңыз бүттү, дем алууңуз жазылып жатат жана LED сиздин демиңизди кубаныч менен ээрчийт.

Идеалында, же сиз же башка бирөө акыры сиз үчүн өткөргүч эмес синтетикалык кездемеден өзүңүзгө бир аз созулган жана D-Ring курун бекемдей турган топту тигип бересиз. (Velcro бекиткич катары жакшы, бирок кээде кийим жана свитер менен баш аламандык болот.) Бул өткөргүчкө өткөргүч шнурду коопсуз тигип койсоңуз болот, чындыгында тегерек терминалдар кездемеге бекитүү үчүн сонун. Аллигатор клиптерине караганда бир аз туруктуу нерсе үчүн, терминалдын коннекторлорунун учтарына бир нече узун көп жиптүү зымдарды эритип, аларды чынжырыңызга бекитип коюңуз.