Датчик освещенности
Датчик освещенности позволяет оценивать уровень света вокруг. Для чего нужен такой датчик? Например, для системы уличного освещения, чтобы включать лампы только тогда, когда становится темно.
Еще одно применение этих датчиков – это детектирование препятствия роботом, путешествующем по лабиринту. В таком случае, в паре с датчиком используют специальный источник света.
Основа этих датчиков – фоторезистор. Это резистор, который меняет свое сопротивление в зависимости от падающего на него света.
На модуле датчика освещенности уже есть все необходимые элементы для простого подключения фоторезистора к плате Arduino. В некоторых модулях реализована схема с компаратором и доступен цифровой выход и подстроечный резистор для управления.
Рисунок 1 – Датчик освещенности
Уданного модуля есть выводы:
VCC – питание.
GND – земля.
DOUT – получение логического значения.
АOUT – сигнал (подключается к аналоговому выводу). Использоваться будут только три из них: VCC, GND, АOUT. Схема подключения представлена на рисунке 2.
2
Рисунок 2 – Подключение датчика освещенности к плате Arduino UNO
3
Датчик влажности почвы и сыпучих веществ
Сенсор влажности почвы – это простой в устройстве датчик для определения влажности земли, в которую он погружен. Он позволит узнать о недостаточном или избыточном поливе ваших домашних или садовых растений.
Рисунок 3 – Датчик влажности почвы
Между двумя электродами создаётся небольшое напряжение. Если почва сухая, то сопротивление велико и ток будет меньше. Если земля влажная, то сопротивление будет меньше, а ток – больше. По итоговому аналоговому сигналу можно судить о степени влажности.
Контактные поверхности датчика покрыты золотом, чтобы предотвратить пассивную коррозию, когда датчик выключен. Избавиться от электролитической коррозии, вызванной протекающим током, невозможно.
Сенсор при работе потребляет ток около 35 мА. Напряжение питания 3,3-5 В. Возвращаемый сигнал при питании от 5 В: 0-4,2 В. Отобразив эти значения на 10битный диапазон, можно воспользоваться следующими приближениями:
o 0-300: сухая почва.
o 300-700: влажная почва.
o700-950: датчик в воде.
Удатчика есть выводы:
OUT – сигнал (подключается к аналоговому выводу).
VCC – питание.
GND – земля.
4
Схема подключения
Рисунок 4 – Подключение датчика влажности почвы к плате Arduino UNO
Датчик уровня воды
Эти датчики предназначены для определения уровня воды в различных емкостях, где недоступен визуальный контроль, с целью предупреждения перенаполнения емкости водой через критическую отметку.
Рисунок 5 – Датчик влажности почвы
5
Данный датчик является погружным. Чем больше погружение датчика в воду, тем меньше сопротивление между двумя соседними контактами.
Датчик имеет три контакта для подключения к контроллеру.
+ /VCC – питание датчика.
- / GND – земля.
S / OUT – аналоговое значение.
На вывод S подается аналоговое значение, которое можно передавать в контроллер для дальнейшей обработки, анализа и принятия решений.
Схема подключения
Рисунок 6 – Подключение датчика уровня воды к плате Arduino UNO
6
Датчик горючих газов и дыма
Датчик газа позволяет улавливать примеси в воздухе. Его можно использовать в проектах умных домов, чтобы улавливать оставленную включенной газовую плиту, протечку газа или возникновение пожара и задымления.
Датчик MQ-2 чувствителен к дыму и нижеследующим воспламеняющимся газам:
Сжиженному природному газу;
Бутану;
Пропану;
Метану;
Спирту;
Водороду.
Рисунок 7 – Датчик газа
Сопротивление датчика MQ-2 меняется в зависимости от типа газа. Чувствительность датчика настраивается при помощи встроенного потенциометра.
Напряжение, выдаваемое датчиком, меняется в зависимости от уровня дыма/газа
вокружающей атмосфере:
•Чем выше концентрация газа, тем выше выходное напряжение.
•Чем ниже концентрация газа, тем ниже выходное напряжение.
7
Рисунок 8 – Принцип работы датчика газа
Подключение датчика
Датчик имеет 3 вывода для подключения:
OUT – подключается к аналоговому выводу на плате Arduino.
VCC – питание.
GND – земля.
Рисунок 9 – Подключение датчика газа к плате Arduino UNO
Выходной сигнал датчика изменяется в диапазоне от 0 В до 5В.
При работе датчика газоанализатор нагревается с помощью нагревательного элемента для осуществления химической реакции, поэтому нужно соблюдать осторожность при работе с данным датчиком. Также перед первым использованием рекомендуется прогреть датчик на протяжение 24 часов для получения стабильного результата. Кроме этого, показания датчика зависят от температуры и влажности воздуха в помещении.
8
Датчик огня
Инфракрасный датчик огня улавливает излучение в диапазоне 760-1100 нм, свойственное пламени свечи, например. На практике, такой датчик реагирует не только на пламя, но и на солнце, и даже на комнатные лампы. Чтобы избежать паразитной засветки, фотодиод необходимо закрывать с боковых сторон непрозрачным материалом. Для лучшей фильтрации посторонних источников света, при детектировании пламени таким датчиком, применяют алгоритм детектирования низкой частоты. Это возможно благодаря тому, что пламя свечи меняет свою интенсивность с частотой 15-20 Гц.
Рисунок 10 – Датчик огня
Уцифрового датчика пламени, который мы подключаем, есть всего три вывода:
Vcc – питание +5В.
Gnd – земля.
Out – сигнал.
Схема подключения представлена на рисунке 11.
9
Рисунок 11 – Подключение датчика огня к плате Arduino UNO
Все вышерассмотренные датчики имеют один и тот же скетч для программирования. Достаточно изменить только пометку о датчике в строке с выводом информации в монитор порта. На рисунке 12 приведен пример программы для опроса аналоговых датчиков.
Рисунок 12 – Программа для опроса аналоговых датчиков
10