me-robotics wiki - Вклад участника [ru]

Резистивный датчик давления

2021-06-18T09:07:49Z

Сергей: Новая страница: «== Общие сведения == Файл:Резистивный датчик давления.jpg|альт=вид|мини|внешний вид датчик...»

== Общие сведения ==
[[Файл:Резистивный датчик давления.jpg|альт=вид|мини|внешний вид датчика]]
'''Резистивный датчик давления -''' это переменный резистор, у которого сопротивление зависит от силы, которая приложена к чувствительному элементу. Таким образом можно косвенно оценить силу нажатия или вес воздействующего на датчик объекта.

Конструктивно датчик состоит из двух слоёв, разделённых между собой изоляционной прокладкой специальной формы. Верхний слой представляет из себя плёнку со встречно напечатанными проводниками. Это и есть тот самый чувствительный элемент, на который необходимо воздействовать путём нажатия. Нижний слой выполнен в виде подложки с печатным полупроводником. Следовательно, чем больше будет оказываться давление на чувствительный элемент, тем больший процент печатных проводников начнёт взаимодействовать с полупроводниковой подложкой. Всё это приведёт к последовательному уменьшению сопротивления резистивного датчика.

Основным недостатком резистивных датчиков давления является их невысокая точность и нелинейность смены сопротивления. Это говорит о том, что применять подобные устройства для измерения точных величин не имеет никакого смысла. Однако, оценить сам факт нажатия или степень давления на сенсор вполне возможно.

== Характеристики на примере fsr 402 ==

* Размер: 1/2" (12.5 мм) чувствительной поверхности. Толщина - 0.02" (Interlink выпускает некоторые модели, размер которых составляет 1.5"x1.5")[[Файл:Безымянный.png|альт=график|мини|335x335пкс|график зависимости сопротивления от степени нажатия]]
* Цена: около 7 долларов от западных производителей. 2-3 доллара в Китае.
* Диапазон сопротивлений: бесконечность/разомкнутая цепь (нет внешнего давления), от 100 КОм (легкое давление) до 200 Ом (максимальное давление)
* Диапазон силы: от 0 до 20 lb. (0 - 100 Ньютонов) на каждый 0.125 квадратный дюйм поверхности
* Источник питания: любой. Использует силу тока менее 1 мА (зависит от резисторов и напряжения питания)

Когда внешняя нагрузка отсутствует, сенсор представляет из себя резистор с бесконечным сопротивлением (не замкнутая цепь). С увеличением давления, сопротивление уменьшается. На графике справа приведены приблизительные значения сопротивления датчика в зависимости от приложенной силы.

== Подключение датчика и код программы ==
У данных датчиков нет полярности.
[[Файл:Схема.jpg|альт=схема|мини|350x350пкс|Схема подключения к ардуино]]
Считываем аналоговые значения с резистивного датчика давления и используем для управления яркостью светодиода на 11 пине Arduino. Чем сильнее давим на сенсор, тем ярче будет гореть светодиод. Резистор на датчике используется 10 кОм, сам датчик подключен к питанию 5 В.

<code>int fsrAnalogPin = 0; // датчик к пину analog 0</code>

<code>int LEDpin = 11; // диод на 11 контакт (ШИМ выход)</code>

<code>int fsrReading; // аналоговые значения с датчика силы</code>

<code>int LEDbrightness;</code>

<code>void setup(void) {</code>

<code>Serial.begin(9600);</code>

<code>pinMode(LEDpin, OUTPUT);</code>

<code>}</code>

<code>void loop(void) {</code>

<code>fsrReading = analogRead(fsrAnalogPin);</code>

<code>Serial.print("Analog reading = ");</code>

<code>Serial.println(fsrReading);</code>

<code>// надо масштабировать диапазон аналоговых значений (0-1023) к диапазону,</code>

<code>// который используется функцией analogWrite (0-255) с помощью команды map!</code>

<code>LEDbrightness = map(fsrReading, 0, 1023, 0, 255);</code>

<code>// светодиод горят ярче, если вы прилагаете большую нагрузку</code>

<code>analogWrite(LEDpin, LEDbrightness);</code>

<code>delay(100);</code>

<code>}</code>

Файл:Схема.jpg

2021-06-18T09:03:14Z

Сергей:

схемка

Файл:Безымянный.png

2021-06-18T08:43:39Z

Сергей:

график

Файл:Резистивный датчик давления.jpg

2021-06-18T08:10:08Z

Сергей:

изображение

Заглавная страница

2021-06-18T08:02:36Z

Сергей: /* Датчики */

'''Добро пожаловать на Вики!'''

Здесь Вы найдете материалы по нашим и сторонним изделиям, программированию и инженерным решениям.

== Редактирование ==
[[Файл:LogIn screenshot.png|200x200пкс|альт=|мини|Расположение кнопки входа]]Для добавления и редактирования статей:

# создайте учетную запись или выполните вход (кнопка '''Аноним''' справа сверху)
# отредактируйте данную страницу, добавив ссылку '''''на пока ещё не созданную страницу''''' в один из разделов (или создав новый)
# сохраните изменения и перейдите по ссылке
# Отредактируйте новую страницу, заполнив её содержанием по выбранной теме. Не забудьте нажать сохранить изменения.

== Описание модулей ==
*[[Ультразвуковой дальномер HC-SR04]]
*[[Драйвер двигателя L298N]]
*[[Датчик линии на базе TCRT5000]]
*[[Драйвер моторов двухканальный tb6680|Драйвер двухканальный на базе микросхемы tb6612fng]]
*[[Лазерные дальномеры|Лазерные дальномеры - Laser Sensor]]
*[[Шаговый электродвигатель]]
*[[Оптические энкодеры|Оптические энкодеры - FC-03 на базе ITR9608]]
*[[Подключение гироскопа GY-521 MPU-6050 к Arduio]]
*[[АЦП на базе микросхемы hx711|АЦП на базе микросхемы HX711]]
*[[Сервопривод]]
*[[Arduino Shield]]
*[[Драйвер двигателя L293D]]
*[[Зуммер]]
*[[Сторожевой таймер|Сторожевой таймер | WatchDog Timer]]
*[[Мотор-редуктор]]
*[[Четырехразрядный семисегментный индикатор]]
*[[Ethernet Shield на базе WIZnet w5100]]
*[[Использование АЦП в микроконтроллере AVR ATmega16]]
*[[Жидкокристаллический дисплей]]
*[[ИК-датчик движения HC-SR501]]

== Процессы и подходы ==

* [[ШИМ]]
* [[Калибровка]]
* [[SPI]]

== Алгоритмы ==

* [[Движение робота по черной ленте]]
* [[Алгоритм A*]]
* [[Алгоритм D*]]
* [[Объезд препятствий]]
* [[SLAM]]
* [[Алгоритм матричной клавиатуры]]

== Датчики ==

* [[Инфракрасный Датчик]]
* [[Тензодатчик]]
* [[Датчик Холла]]
* [[Доплеровский датчик]]
* [[Датчик влажности воздуха]]
* [[Акселерометр]]
* [[Датчики влажности почвы|Датчик влажности почвы]]
* [[Датчик наклона]]
* [[Датчик цвета]]
* [[Датчик-компас]]
* [[Энкодер]]
* [[Датчик препятствия|Инфракрасный датчик препятствий YL-63]]
* [[Датчик освещенности]]
* [[Датчик температуры]]
* [[Датчик уровня звука]]
* [[Датчик уровня воды]]
* [[Датчик вибрации]]
* [[Датчик угарного газа]]
* [[Датчик жестов]]
* [[Кнопка]]
* [[Датчик давления|Датчик давления BMP-180]]
* [[Резистивный датчик давления]]
* [[Пьезоэлектрический датчик]]
* [[Датчик движения]]
* [[Датчик положения]]

== Советы и рекомендации ==

* [[Технология проектирования печатных плат]]
* [[Полезные советы по Webots]]
* [[Устанавливаем драйвер Ардуино - Подключаем порт]]
* [[Как выбрать Arduino]]

== Программирование MIK32 в среде eclipse ==

* [[Быстрый старт с MIK32]]

== Некоторые полезные ресурсы ==
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Manual:Configuration_settings Список возможных настроек];
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Manual:FAQ/ru Часто задаваемые вопросы и ответы по MediaWiki];
* [https://lists.wikimedia.org/mailman/listinfo/mediawiki-announce Рассылка уведомлений о выходе новых версий MediaWiki].
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Localisation#Translation_resources Перевод MediaWiki на свой язык]
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Manual:Combating_spam Узнайте, как бороться со спамом в вашей вики]

Заглавная страница

2021-06-18T07:57:01Z

Сергей: /* Датчики */

'''Добро пожаловать на Вики!'''

Здесь Вы найдете материалы по нашим и сторонним изделиям, программированию и инженерным решениям.

== Редактирование ==
[[Файл:LogIn screenshot.png|200x200пкс|альт=|мини|Расположение кнопки входа]]Для добавления и редактирования статей:

# создайте учетную запись или выполните вход (кнопка '''Аноним''' справа сверху)
# отредактируйте данную страницу, добавив ссылку '''''на пока ещё не созданную страницу''''' в один из разделов (или создав новый)
# сохраните изменения и перейдите по ссылке
# Отредактируйте новую страницу, заполнив её содержанием по выбранной теме. Не забудьте нажать сохранить изменения.

== Описание модулей ==
*[[Ультразвуковой дальномер HC-SR04]]
*[[Драйвер двигателя L298N]]
*[[Датчик линии на базе TCRT5000]]
*[[Драйвер моторов двухканальный tb6680|Драйвер двухканальный на базе микросхемы tb6612fng]]
*[[Лазерные дальномеры|Лазерные дальномеры - Laser Sensor]]
*[[Шаговый электродвигатель]]
*[[Оптические энкодеры|Оптические энкодеры - FC-03 на базе ITR9608]]
*[[Подключение гироскопа GY-521 MPU-6050 к Arduio]]
*[[АЦП на базе микросхемы hx711|АЦП на базе микросхемы HX711]]
*[[Сервопривод]]
*[[Arduino Shield]]
*[[Драйвер двигателя L293D]]
*[[Зуммер]]
*[[Сторожевой таймер|Сторожевой таймер | WatchDog Timer]]
*[[Мотор-редуктор]]
*[[Четырехразрядный семисегментный индикатор]]
*[[Ethernet Shield на базе WIZnet w5100]]
*[[Использование АЦП в микроконтроллере AVR ATmega16]]
*[[Жидкокристаллический дисплей]]
*[[ИК-датчик движения HC-SR501]]

== Процессы и подходы ==

* [[ШИМ]]
* [[Калибровка]]
* [[SPI]]

== Алгоритмы ==

* [[Движение робота по черной ленте]]
* [[Алгоритм A*]]
* [[Алгоритм D*]]
* [[Объезд препятствий]]
* [[SLAM]]
* [[Алгоритм матричной клавиатуры]]

== Датчики ==

* [[Инфракрасный Датчик]]
* [[Тензодатчик]]
* [[Датчик Холла]]
* [[Доплеровский датчик]]
* [[Датчик влажности воздуха]]
* [[Акселерометр]]
* [[Датчики влажности почвы|Датчик влажности почвы]]
* [[Датчик наклона]]
* [[Датчик цвета]]
* [[Датчик-компас]]
* [[Энкодер]]
* [[Датчик препятствия|Инфракрасный датчик препятствий YL-63]]
* [[Датчик освещенности]]
* [[Датчик температуры]]
* [[Датчик уровня звука]]
* [[Датчик уровня воды]]
* [[Датчик вибрации]]
* [[Датчик угарного газа]]
* [[Датчик жестов]]
* [[Кнопка]]
* [[Датчик давления|Датчик давления BMP-180]]
* [[Пьезоэлектрический датчик]]
* [[Датчик движения]]
* [[Датчик положения]]

== Советы и рекомендации ==

* [[Технология проектирования печатных плат]]
* [[Полезные советы по Webots]]
* [[Устанавливаем драйвер Ардуино - Подключаем порт]]
* [[Как выбрать Arduino]]

== Программирование MIK32 в среде eclipse ==

* [[Быстрый старт с MIK32]]

== Некоторые полезные ресурсы ==
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Manual:Configuration_settings Список возможных настроек];
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Manual:FAQ/ru Часто задаваемые вопросы и ответы по MediaWiki];
* [https://lists.wikimedia.org/mailman/listinfo/mediawiki-announce Рассылка уведомлений о выходе новых версий MediaWiki].
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Localisation#Translation_resources Перевод MediaWiki на свой язык]
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Manual:Combating_spam Узнайте, как бороться со спамом в вашей вики]

Датчик освещенности

2021-06-06T08:12:51Z

Сергей: /* Пример программы для аналогового датчика освещенности */

[[Файл:4592.750.jpg|мини|238x238пкс|Внешний вид датчика освещенности]]
'''Датчик освещенности (освещения)''' - относительно простой цифровой датчик, способный возвращать значение освещённости в люксах и коэффициент пульсаций света в процентах, а так же определять близость препятствий.

Датчики освещенности, построенные на базе фоторезисторов, довольно часто используются в реальных ардуино проектах. Данный датчик позволяет сделать автоматическое включение освещения.

Основой данного модуля является полупроводниковый элемент — фоторезистор. Фоторезистор ардуино позволяет контролировать уровень освещенности и реагировать на его изменение.

== Характеристики модуля датчика освещенности ==
[[Файл:Fotoresist.png|слева|мини|327x327px]]
Датчик света может выпускаться в двух вариантах: с подстроечным резистором (цифровой датчик) и без него (аналоговый датчик). Оба варианта имеют три контакта для подключения к Arduino Nano или Uno. Два контакта служат для питания датчика — 5V и GND, а третий контакт — выдает аналоговый (обозначен буквой S) или цифровой сигнал (обозначен D0) и подключается к соответствующим портам платы Ардуино.

== Подключение к Ардуино ==
[[Файл:ArduinoLightSensor1 foto-1024x386.jpg|мини|430x430пкс|Подключение датчика освещенности к Ардуино]]
Схема подключения датчика освещенности к ардуино довольна проста. Соединяем выход модуля VCC с разъемом 5В на плате, GND – c землей. Оставшиеся выводы соединяем с разъемами ардуино.

На модуль подается питание 5 Вольт, а в зависимости от освещенности в помещении на выходе модуля (S) меняется напряжение от 0 до 5 Вольт. При подаче этого сигнала на аналоговый вход микроконтроллера, Arduino преобразует сигнал при помощи АЦП в диапазон значений от 0 до 1023.

Если на плате представлен цифровой выход, то отправляем его на цифровые пины. Если аналоговый – то на аналоговые. В первом случае мы получим сигнал срабатывания – превышения уровня освещенности (порог срабатывания может быть настроен с помощью резистора подстройки). С аналоговых же пинов мы сможем получать величину напряжения, пропорциональную реальному уровню освещенности.

== Пример программы для аналогового датчика освещенности ==
<code>void setup() {</code>

<code>pinMode(A1, INPUT);</code>

<code>analogWrite(A1, LOW);</code>

<code>Serial.begin(9600); // подключаем монитор порта</code>

<code>}</code>

<code>void loop() {</code>

<code>// считываем данные с датчика и выводим на монитор порта</code>

<code>int light = analogRead(A1);</code>

<code>Serial.print("Light = ");</code>

<code>Serial.println(light);</code>

<code>// рассчитываем напряжение и выводим на монитор порта</code>

<code>float u = light * 0.48 / 100;</code>

<code>Serial.print("U = ");</code>

<code>Serial.println(u);</code>

<code>// ставим паузу и делаем перенос строки</code>

<code>delay(500);</code>

<code>Serial.println("");</code>

<code>}</code>

В приведенном примере мы выводим на монитор порта данные с датчика освещенности, преобразованные с помощью АЦП Ардуино;

Чтобы узнать приблизительно напряжение, поступающее на вход Arduino, следует умножить получаемое значение на 0,0048 или U = light * (5 / 1023). Так как тип данных <code>float</code> может хранить значения только с двумя знаками после запятой, то мы используем в скетче другую формулу для своих расчетов.

Датчик освещенности

2021-06-06T08:12:22Z

Сергей: Отмена правки 508, сделанной Сергей (обсуждение)

[[Файл:4592.750.jpg|мини|238x238пкс|Внешний вид датчика освещенности]]
'''Датчик освещенности (освещения)''' - относительно простой цифровой датчик, способный возвращать значение освещённости в люксах и коэффициент пульсаций света в процентах, а так же определять близость препятствий.

Датчики освещенности, построенные на базе фоторезисторов, довольно часто используются в реальных ардуино проектах. Данный датчик позволяет сделать автоматическое включение освещения.

Основой данного модуля является полупроводниковый элемент — фоторезистор. Фоторезистор ардуино позволяет контролировать уровень освещенности и реагировать на его изменение.

== Характеристики модуля датчика освещенности ==
[[Файл:Fotoresist.png|слева|мини|327x327px]]
Датчик света может выпускаться в двух вариантах: с подстроечным резистором (цифровой датчик) и без него (аналоговый датчик). Оба варианта имеют три контакта для подключения к Arduino Nano или Uno. Два контакта служат для питания датчика — 5V и GND, а третий контакт — выдает аналоговый (обозначен буквой S) или цифровой сигнал (обозначен D0) и подключается к соответствующим портам платы Ардуино.

== Подключение к Ардуино ==
[[Файл:ArduinoLightSensor1 foto-1024x386.jpg|мини|430x430пкс|Подключение датчика освещенности к Ардуино]]
Схема подключения датчика освещенности к ардуино довольна проста. Соединяем выход модуля VCC с разъемом 5В на плате, GND – c землей. Оставшиеся выводы соединяем с разъемами ардуино.

На модуль подается питание 5 Вольт, а в зависимости от освещенности в помещении на выходе модуля (S) меняется напряжение от 0 до 5 Вольт. При подаче этого сигнала на аналоговый вход микроконтроллера, Arduino преобразует сигнал при помощи АЦП в диапазон значений от 0 до 1023.

Если на плате представлен цифровой выход, то отправляем его на цифровые пины. Если аналоговый – то на аналоговые. В первом случае мы получим сигнал срабатывания – превышения уровня освещенности (порог срабатывания может быть настроен с помощью резистора подстройки). С аналоговых же пинов мы сможем получать величину напряжения, пропорциональную реальному уровню освещенности.

== Пример программы для аналогового датчика освещенности ==
void setup() {

pinMode(A1, INPUT);

analogWrite(A1, LOW);

Serial.begin(9600); // подключаем монитор порта

}

void loop() {

// считываем данные с датчика и выводим на монитор порта

int light = analogRead(A1);

Serial.print("Light = ");

Serial.println(light);

// рассчитываем напряжение и выводим на монитор порта

float u = light * 0.48 / 100;

Serial.print("U = ");

Serial.println(u);

// ставим паузу и делаем перенос строки

delay(500);

Serial.println("");

}

В приведенном примере мы выводим на монитор порта данные с датчика освещенности, преобразованные с помощью АЦП Ардуино;

Чтобы узнать приблизительно напряжение, поступающее на вход Arduino, следует умножить получаемое значение на 0,0048 или U = light * (5 / 1023). Так как тип данных <code>float</code> может хранить значения только с двумя знаками после запятой, то мы используем в скетче другую формулу для своих расчетов.

Датчик давления

2021-06-06T08:08:51Z

Сергей: /* Программа для датчика BMP180 */

[[Файл:4(9).jpg|мини|Пример внешнего вида датчика давления]]
'''Датчик давления''' – это прибор, который предназначен для мониторинга давления в жидкой либо газообразной среде с передачей сигнала о полученных измерениях на соответствующее оборудование. Это необходимо для своевременной корректировки параметров различных технологических процессов. Они применяются в автоматизированных системах многих отраслей промышленности.

Существуют три типа измеряемого давления:

'''Абсолютное давление''' - атмосферное давление плюс избыточное давление;

'''Избыточное давление''' - абсолютное давление минус атмосферное давление;

'''Дифференциальное давление''' - разность давлений между двумя точками.

Существуют различные типы датчиков давления, которые сегодня доступны на рынке для использования в промышленности. Каждый из них имеет преимущества в определенных ситуациях.

== '''Классификация и принцип работы датчика''' ==
Большинство датчиков устроено таким образом, что они преобразуют внешнее давление в движение механической части датчика.

'''Упругие датчики'''

Большинство датчиков давления жидкости имеют упругую структуру, где жидкость заключена в небольшой отсек по меньшей мере с одной упругой стенкой. При использовании данного метода, показания давления определяются путем измерения отклонения этой эластичной стенки, представляя результат непосредственным отсчетом через соответствующие связи. Упругие датчики давления очень чувствительны, они довольно хрупкие и подвержены вибрации. Кроме того, они, как правило, значительно дороже, чем манометры, и поэтому в основном используются для передачи измеренных данных и измерения разности давлений. Теоретически можно использовать довольно широкий спектр упругих элементов для упругих датчиков давления. Однако большинство устройств используют ту или иную форму трубки Бурдона или диафрагмы.

'''Трубки Бурдона'''

Давление, которое подается внутрь трубки вызывает упругую деформацию эллиптического или овального сечения трубки в сторону круга, которая вызывает появление напряжений в продольном направлении, заставляющих трубку разгибаться, а свободный конец трубки перемещаться. Система рычагов и передач превращает это движение и возвращает стрелку, показывающую давление относительно круглой шкалы. Диапазон измерения такого манометра составляет - от 10 Па до 1000 МПа. Трубные материалы могут быть изменены соответствующим образом в соответствии с требуемым условием процесса. Также, трубки Бурдона - портативные и требуют минимального технического обслуживания, однако, они могут быть использованы только для статических измерений и имеют низкую точность.

Материалом для трубчатых пружин может служить сталь, бронза, латунь. В зависимости от конструктивного исполнения трубчатые пружины могут быть одно- и многовитковые (винтовые и спиральные), S-образные и т.п. Распространены одновитковые трубчатые пружины, используемые в манометрах, которые предназначены для измерения давления жидкостей и газов, а также в таких типах манометров как глубиномер. Датчики С-типа могут быть использованы в диапазонах давлений приближающихся к 700 МПа; они имеют минимальный рекомендованный диапазон давления - 30 кПа (т.е. они не достаточно чувствительны для измерения разности давлений меньше чем 30 кПа).

'''Сильфоны'''

Сильфоны имеют цилиндрическую форму и содержат много складок. Они могут деформироваться в осевом направлении при изменении давления (сжатие или расширение). Давление, которое должно быть измерено прикладывается к одной стороне сильфона (внутри или снаружи), тогда как на противоположную сторону действует атмосферное давление. Абсолютное давление может быть измерено путем откачки воздуха из внешнего или внутреннего пространства сильфона, а затем измерением давления на противоположной стороне. Сильфон может быть подключен только к включающим / выключающим переключателям или к потенциометру и используется при низких давлениях, <200 Па с чувствительностью 1,2 Па.

'''Мембраны (Диафрагмы)'''

Мембраны изготовлены из круглых металлических дисков или гибких элементов, таких как резина, пластик или кожа. Материал, из которого изготовлена мембрана зависит от того используется ли свойства упругости этого материала или ему должен противостоять другой элемент (например - пружина). Мембраны изготовленные из металлических дисков используют упругие характеристики, а тем, которым противостоят другие упругие элементы, изготовлены из гибких элементов. Мембраны очень чувствительны к резким изменениям давления. Мембраной изготовленной из металла можно измерить максимальное давление равное примерно 7 МПа, а мембраной использующей упругий тип материала можно измерять чрезвычайно низкие давления (0,1 кПа - 2,2 МПа) при подключении к емкостным преобразователям или к датчикам перепада давления. Диафрагмы бывают плоские, гофрированные и капсульного типа. Как отмечалось ранее, мембраны очень чувствительны (0,01 МПа). Они могут измерять дробные разности давления на очень маленьком диапазоне (скажем, давления нескольких дюймов воды) (эластичный тип) или большие перепады давления (приближаясь к максимальному диапазону в 207 кПа) (металлический тип).

Мембраны очень универсальны - они обычно используются в очень агрессивных средах или в ситуациях с экстремальными избыточными давлениями.

'''Электрические датчики'''

Электрические датчики принимают данные полученные механическое воздействие от упругого датчика и включают в себя электрический компонент, таким образом, усиливая чувствительность и увеличивая сферы применения датчиков. Существуют такие типы датчиков давления: емкостной, индуктивный, датчик магнетосопротивления (датчик Холла), пьезоэлектрический, тензодатчик, виброэлемент, и потенциометрический тип датчика.

'''Емкостной'''

Емкостной датчик состоит из параллельных пластин - конденсаторов, соединенных с диафрагмой, которая обычно металлическая и подвергается давлению сил участвующих в процессе с одной стороны и опорным давлением на другой стороне. Электроды прикреплены к мембране и получают питание от генератора высокой частоты. Электроды ощущают любое перемещение диафрагмы и это влияет на изменение емкости пластин-конденсаторов. Изменение емкости обнаруживается подсоединенной электрической цепью, которая выводит напряжение в соответствии с изменением давления. Данный тип датчика может работать в диапазоне от 2,5 Па - 70 МПа с чувствительностью 0,07 МПа.

'''Индуктивный'''

Индуктивные датчики давления в сочетании с диафрагмой или трубкой Бурдона. Ферромагнитный сердечник прикреплен к упругому элементу и имеет первичную и две вторичные обмотки. Ток подается на первичную обмотку. Когда сердечник по центру то то же напряжение будет индуцироваться к двум вторичными обмотками. Когда сердечник перемещается под влиянием давления, отношение напряжения между двумя вторичными обмотками изменяется. Разность напряжений пропорциональна изменению давления.

'''Пьезоэлектрический'''

Элементом чувствительности в этом датчике служит пьезоэлемент. Это вещество, создающее электрический сигнал во время деформации. Такое свойство называется прямым пьезоэффектом. В измеряемой области находится пьезоэлемент, который образует ток, прямо зависящий от значения давления. Сигнал в датчике из пьезоматериала образуется только при деформации. При неизменном давлении нет деформации, поэтому датчик годен только для проведения замеров среды с быстро изменяемым давлением.

Если давление не будет изменяться, то не будет деформации, пьезоэлектрик не сгенерирует сигнал.

На что обратить внимание при выборе датчика

== На что обратить внимание при выборе датчика ==
'''Тип давления.''' Важно определить, что вы будете измерять. Есть несколько типов давления: барометрическое, избыточное, вакуумное, относительное, абсолютное.

'''Интервал разбега давления.'''

'''Класс защиты датчика.''' Для разных условий работы определены свои степени защиты от пыли и влаги.

'''Термокомпенсация.''' Эффекты температуры: например, расширение предметов, создают значительные помехи на результат измерения датчика. Если температура всегда изменяется в среде, то нужна термокомпенсация. Про границы температур тоже нельзя забывать.

'''Вид материала.''' Свойства материала играют значительную роль для агрессивных условий.

'''Тип сигнала выхода.''' Бывают цифровой вид и аналоговый. Нужно также учесть интервалы выхода сигнала, количество проводов.

== Датчик BMP180 ==
[[Файл:Датчик BMP180.jpg|альт=вид|мини|внешний вид датчика]]
Датчик поставляется в виде модуля (на печатной плате) с 4 или 5 выводами:

- если у модуля 4 вывода (VСС GND SCL SDA), то на вывод VCC подаётся питание +3,3в.

- если у модуля 5 выводов (VСС 3V3 GND SCL SDA), то на вывод VCC подаётся +5в.

(так же можно запитать модуль с 5 выводами от 3,3в, подав их на вывод 3V3 оставив вывод VIN свободным)
{| class="wikitable"
|+Выводы датчика
!VIN(VCC, VDD)
!GND
!SDA (DA)
!SCL (CL)
|-
|плюс питания
|общий минус
|линия данных, интерфейс I2C
|линия тактирования, интерфейс I2C
|}
'''Состав датчика BMP180:'''

- пьезо-резистивный датчик (для определения атмосферного давления);

- термодатчик (для определения температуры);

- АЦП (аналого-цифровой преобразователь);

- EEPROM (энергонезависимая электрически стираемая перепрограммируемая память);

- RAM (энергозависимая память, другими словами ОЗУ);

- микроконтроллер;

- передача данных организована по шинам I2C или SPI.

'''Принцип действия датчика'''

В датчике имеется герметичная камера, одна из стенок которой является гибкой мембраной с установленными на ней тензодатчиками. Мембрана прогибается пропорционально разности давлений внутри камеры и снаружи, что влияет на изменение сопротивления тензодатчиков электрическому току. Так же имеется термодатчик, сопротивление которого меняется пропорционально температуре. АЦП (аналого-цифровой преобразователь) переводит результаты изменений датчиков в цифровые данные «некомпенсированные результаты», которые доступны для чтения из регистров датчика: «Out MSB», «Out LSB» и «Out xLSB». Для компенсации указанных результатов (компенсации смещения, температурной зависимости, погрешностей при изготовлении, неоднородностей материалов и т.д.) каждый датчик калибруется на заводе, и в EEPROM записываются индивидуальные для каждого датчика 11 калибровочных коэффициентов (176 бит), которые доступны для чтения из регистров датчика: «AC1», «AC2», «AC3», «AC4», «AC5», «AC6», «B1», «B2», «MB», «MC», «MD».

'''Немного важных характеристик BMP180:'''

- диапазон измеряемых значений: от 300 гПа до 1100 гПа (от -500м от +9000м над уровнем моря);

- напряжение питания: от 3.3 до 5 Вольт;

- сила тока: 5 мкА при скорости опроса — 1 Герц;

- уровень шума: 0.06 гПа (0.5м) в грубом режиме (ultra low power mode) и 0.02 гПа (0.17м) а режиме максимального разрешения (advanced resolution mode).

== Программа для датчика BMP180 ==
[[Файл:Внешний вид схемы подключения.png|альт=схема|мини|Внешний вид схемы подключения]]
Таблица подключения контактов
{| class="wikitable"
|BMP 180
|GND
|VCC
|SDA
|SCL
|-
|ARDUINO UNO
|GND
| +3V3
|A4
|A5
|}
Для начала добавим библиотеку BMP180_Breakout_Arduino_Library.

Программа для получения данных с датчика представляет собой следующую структуру

Сначала запрашиваем у барометра показания встроенного в него датчика температуры;

Затем ждем время, пока датчик оценивает температуру;

После этого получаем температуру;

Следующий шаг это запрос у барометра давления;

Снова ждем время пока барометр оценит давление и получаем это значение;

Финальный этап это возврат значения давления из функции. Датчик возвращает значение величины давления в гектопаскалях, что равно 100 Паскалей.

Время зависит от точности измерения, которая задается в функции startPressure. Значение которой варьируется от нуля (самая быстрая оценка, которая занимает минимальное количество времени) до трех (самая точная оценка, занимающая наибольшее количество времени)

<code>#include <SFE_BMP180.h></code>

<code>#include <Wire.h></code>

<code>SFE_BMP180 pressure;</code>

<code>void setup(){</code>

<code>   Serial.begin(9600);</code>

<code>   pressure.begin();</code>

<code>}</code>

<code>void loop(){</code>

<code>   double Davl;</code>

<code>   Davl = getPressure();</code>

<code>   Serial.println(Davl, 4);</code>

<code>   delay(100);</code>

<code>}</code>

<code>double getPressure(){</code>

<code>   char status;</code>

<code>   double T,Davl,p0,a;</code>

<code>   status = pressure.startTemperature();</code>

<code>   if (status != 0){</code>

<code>    // ожидание замера температуры</code>

<code>    delay(status);</code>

<code>    status = pressure.getTemperature(T);</code>

<code>    if (status != 0){</code>

<code>    status = pressure.startPressure(3);</code>

<code>    if (status != 0){</code>

<code>    // ожидание замера давления</code>

<code>    delay(status);</code>

<code>    status = pressure.getPressure(Davl,T);</code>

<code>    if (status != 0){</code>

<code>    return(Davl);</code>

<code> }</code>

<code>    }</code>

<code>    }</code>

<code> }</code>

<code>}</code>

Датчик давления

2021-06-05T09:53:08Z

Сергей:

[[Файл:4(9).jpg|мини|Пример внешнего вида датчика давления]]
'''Датчик давления''' – это прибор, который предназначен для мониторинга давления в жидкой либо газообразной среде с передачей сигнала о полученных измерениях на соответствующее оборудование. Это необходимо для своевременной корректировки параметров различных технологических процессов. Они применяются в автоматизированных системах многих отраслей промышленности.

Существуют три типа измеряемого давления:

'''Абсолютное давление''' - атмосферное давление плюс избыточное давление;

'''Избыточное давление''' - абсолютное давление минус атмосферное давление;

'''Дифференциальное давление''' - разность давлений между двумя точками.

Существуют различные типы датчиков давления, которые сегодня доступны на рынке для использования в промышленности. Каждый из них имеет преимущества в определенных ситуациях.

== '''Классификация и принцип работы датчика''' ==
Большинство датчиков устроено таким образом, что они преобразуют внешнее давление в движение механической части датчика.

'''Упругие датчики'''

Большинство датчиков давления жидкости имеют упругую структуру, где жидкость заключена в небольшой отсек по меньшей мере с одной упругой стенкой. При использовании данного метода, показания давления определяются путем измерения отклонения этой эластичной стенки, представляя результат непосредственным отсчетом через соответствующие связи. Упругие датчики давления очень чувствительны, они довольно хрупкие и подвержены вибрации. Кроме того, они, как правило, значительно дороже, чем манометры, и поэтому в основном используются для передачи измеренных данных и измерения разности давлений. Теоретически можно использовать довольно широкий спектр упругих элементов для упругих датчиков давления. Однако большинство устройств используют ту или иную форму трубки Бурдона или диафрагмы.

'''Трубки Бурдона'''

Давление, которое подается внутрь трубки вызывает упругую деформацию эллиптического или овального сечения трубки в сторону круга, которая вызывает появление напряжений в продольном направлении, заставляющих трубку разгибаться, а свободный конец трубки перемещаться. Система рычагов и передач превращает это движение и возвращает стрелку, показывающую давление относительно круглой шкалы. Диапазон измерения такого манометра составляет - от 10 Па до 1000 МПа. Трубные материалы могут быть изменены соответствующим образом в соответствии с требуемым условием процесса. Также, трубки Бурдона - портативные и требуют минимального технического обслуживания, однако, они могут быть использованы только для статических измерений и имеют низкую точность.

Материалом для трубчатых пружин может служить сталь, бронза, латунь. В зависимости от конструктивного исполнения трубчатые пружины могут быть одно- и многовитковые (винтовые и спиральные), S-образные и т.п. Распространены одновитковые трубчатые пружины, используемые в манометрах, которые предназначены для измерения давления жидкостей и газов, а также в таких типах манометров как глубиномер. Датчики С-типа могут быть использованы в диапазонах давлений приближающихся к 700 МПа; они имеют минимальный рекомендованный диапазон давления - 30 кПа (т.е. они не достаточно чувствительны для измерения разности давлений меньше чем 30 кПа).

'''Сильфоны'''

Сильфоны имеют цилиндрическую форму и содержат много складок. Они могут деформироваться в осевом направлении при изменении давления (сжатие или расширение). Давление, которое должно быть измерено прикладывается к одной стороне сильфона (внутри или снаружи), тогда как на противоположную сторону действует атмосферное давление. Абсолютное давление может быть измерено путем откачки воздуха из внешнего или внутреннего пространства сильфона, а затем измерением давления на противоположной стороне. Сильфон может быть подключен только к включающим / выключающим переключателям или к потенциометру и используется при низких давлениях, <200 Па с чувствительностью 1,2 Па.

'''Мембраны (Диафрагмы)'''

Мембраны изготовлены из круглых металлических дисков или гибких элементов, таких как резина, пластик или кожа. Материал, из которого изготовлена мембрана зависит от того используется ли свойства упругости этого материала или ему должен противостоять другой элемент (например - пружина). Мембраны изготовленные из металлических дисков используют упругие характеристики, а тем, которым противостоят другие упругие элементы, изготовлены из гибких элементов. Мембраны очень чувствительны к резким изменениям давления. Мембраной изготовленной из металла можно измерить максимальное давление равное примерно 7 МПа, а мембраной использующей упругий тип материала можно измерять чрезвычайно низкие давления (0,1 кПа - 2,2 МПа) при подключении к емкостным преобразователям или к датчикам перепада давления. Диафрагмы бывают плоские, гофрированные и капсульного типа. Как отмечалось ранее, мембраны очень чувствительны (0,01 МПа). Они могут измерять дробные разности давления на очень маленьком диапазоне (скажем, давления нескольких дюймов воды) (эластичный тип) или большие перепады давления (приближаясь к максимальному диапазону в 207 кПа) (металлический тип).

Мембраны очень универсальны - они обычно используются в очень агрессивных средах или в ситуациях с экстремальными избыточными давлениями.

'''Электрические датчики'''

Электрические датчики принимают данные полученные механическое воздействие от упругого датчика и включают в себя электрический компонент, таким образом, усиливая чувствительность и увеличивая сферы применения датчиков. Существуют такие типы датчиков давления: емкостной, индуктивный, датчик магнетосопротивления (датчик Холла), пьезоэлектрический, тензодатчик, виброэлемент, и потенциометрический тип датчика.

'''Емкостной'''

Емкостной датчик состоит из параллельных пластин - конденсаторов, соединенных с диафрагмой, которая обычно металлическая и подвергается давлению сил участвующих в процессе с одной стороны и опорным давлением на другой стороне. Электроды прикреплены к мембране и получают питание от генератора высокой частоты. Электроды ощущают любое перемещение диафрагмы и это влияет на изменение емкости пластин-конденсаторов. Изменение емкости обнаруживается подсоединенной электрической цепью, которая выводит напряжение в соответствии с изменением давления. Данный тип датчика может работать в диапазоне от 2,5 Па - 70 МПа с чувствительностью 0,07 МПа.

'''Индуктивный'''

Индуктивные датчики давления в сочетании с диафрагмой или трубкой Бурдона. Ферромагнитный сердечник прикреплен к упругому элементу и имеет первичную и две вторичные обмотки. Ток подается на первичную обмотку. Когда сердечник по центру то то же напряжение будет индуцироваться к двум вторичными обмотками. Когда сердечник перемещается под влиянием давления, отношение напряжения между двумя вторичными обмотками изменяется. Разность напряжений пропорциональна изменению давления.

'''Пьезоэлектрический'''

Элементом чувствительности в этом датчике служит пьезоэлемент. Это вещество, создающее электрический сигнал во время деформации. Такое свойство называется прямым пьезоэффектом. В измеряемой области находится пьезоэлемент, который образует ток, прямо зависящий от значения давления. Сигнал в датчике из пьезоматериала образуется только при деформации. При неизменном давлении нет деформации, поэтому датчик годен только для проведения замеров среды с быстро изменяемым давлением.

Если давление не будет изменяться, то не будет деформации, пьезоэлектрик не сгенерирует сигнал.

На что обратить внимание при выборе датчика

== На что обратить внимание при выборе датчика ==
'''Тип давления.''' Важно определить, что вы будете измерять. Есть несколько типов давления: барометрическое, избыточное, вакуумное, относительное, абсолютное.

'''Интервал разбега давления.'''

'''Класс защиты датчика.''' Для разных условий работы определены свои степени защиты от пыли и влаги.

'''Термокомпенсация.''' Эффекты температуры: например, расширение предметов, создают значительные помехи на результат измерения датчика. Если температура всегда изменяется в среде, то нужна термокомпенсация. Про границы температур тоже нельзя забывать.

'''Вид материала.''' Свойства материала играют значительную роль для агрессивных условий.

'''Тип сигнала выхода.''' Бывают цифровой вид и аналоговый. Нужно также учесть интервалы выхода сигнала, количество проводов.

== Датчик BMP180 ==
[[Файл:Датчик BMP180.jpg|альт=вид|мини|внешний вид датчика]]
Датчик поставляется в виде модуля (на печатной плате) с 4 или 5 выводами:

- если у модуля 4 вывода (VСС GND SCL SDA), то на вывод VCC подаётся питание +3,3в.

- если у модуля 5 выводов (VСС 3V3 GND SCL SDA), то на вывод VCC подаётся +5в.

(так же можно запитать модуль с 5 выводами от 3,3в, подав их на вывод 3V3 оставив вывод VIN свободным)
{| class="wikitable"
|+Выводы датчика
!VIN(VCC, VDD)
!GND
!SDA (DA)
!SCL (CL)
|-
|плюс питания
|общий минус
|линия данных, интерфейс I2C
|линия тактирования, интерфейс I2C
|}
'''Состав датчика BMP180:'''

- пьезо-резистивный датчик (для определения атмосферного давления);

- термодатчик (для определения температуры);

- АЦП (аналого-цифровой преобразователь);

- EEPROM (энергонезависимая электрически стираемая перепрограммируемая память);

- RAM (энергозависимая память, другими словами ОЗУ);

- микроконтроллер;

- передача данных организована по шинам I2C или SPI.

'''Принцип действия датчика'''

В датчике имеется герметичная камера, одна из стенок которой является гибкой мембраной с установленными на ней тензодатчиками. Мембрана прогибается пропорционально разности давлений внутри камеры и снаружи, что влияет на изменение сопротивления тензодатчиков электрическому току. Так же имеется термодатчик, сопротивление которого меняется пропорционально температуре. АЦП (аналого-цифровой преобразователь) переводит результаты изменений датчиков в цифровые данные «некомпенсированные результаты», которые доступны для чтения из регистров датчика: «Out MSB», «Out LSB» и «Out xLSB». Для компенсации указанных результатов (компенсации смещения, температурной зависимости, погрешностей при изготовлении, неоднородностей материалов и т.д.) каждый датчик калибруется на заводе, и в EEPROM записываются индивидуальные для каждого датчика 11 калибровочных коэффициентов (176 бит), которые доступны для чтения из регистров датчика: «AC1», «AC2», «AC3», «AC4», «AC5», «AC6», «B1», «B2», «MB», «MC», «MD».

'''Немного важных характеристик BMP180:'''

- диапазон измеряемых значений: от 300 гПа до 1100 гПа (от -500м от +9000м над уровнем моря);

- напряжение питания: от 3.3 до 5 Вольт;

- сила тока: 5 мкА при скорости опроса — 1 Герц;

- уровень шума: 0.06 гПа (0.5м) в грубом режиме (ultra low power mode) и 0.02 гПа (0.17м) а режиме максимального разрешения (advanced resolution mode).

== Программа для датчика BMP180 ==
[[Файл:Внешний вид схемы подключения.png|альт=схема|мини|Внешний вид схемы подключения]]
Таблица подключения контактов
{| class="wikitable"
|BMP 180
|GND
|VCC
|SDA
|SCL
|-
|ARDUINO UNO
|GND
| +3V3
|A4
|A5
|}
Для начала добавим библиотеку BMP180_Breakout_Arduino_Library.

Программа для получения данных с датчика представляет собой следующую структуру

Сначала запрашиваем у барометра показания встроенного в него датчика температуры;

Затем ждем время, пока датчик оценивает температуру;

После этого получаем температуру;

Следующий шаг это запрос у барометра давления;

Снова ждем время пока барометр оценит давление и получаем это значение;

Финальный этап это возврат значения давления из функции. Датчик возвращает значение величины давления в гектопаскалях, что равно 100 Паскалей.

Время зависит от точности измерения, которая задается в функции startPressure. Значение которой варьируется от нуля (самая быстрая оценка, которая занимает минимальное количество времени) до трех (самая точная оценка, занимающая наибольшее количество времени)
[[Файл:Код программы.jpg|альт=код|слева|мини|541x541пкс|код программы]]

Файл:Датчик BMP180.jpg

2021-06-05T09:42:23Z

Сергей:

изображение датчика

Датчик освещенности

2021-06-05T09:37:23Z

Сергей: /* Пример программы для аналогового датчика освещенности */

[[Файл:4592.750.jpg|мини|238x238пкс|Внешний вид датчика освещенности]]
'''Датчик освещенности (освещения)''' - относительно простой цифровой датчик, способный возвращать значение освещённости в люксах и коэффициент пульсаций света в процентах, а так же определять близость препятствий.

Датчики освещенности, построенные на базе фоторезисторов, довольно часто используются в реальных ардуино проектах. Данный датчик позволяет сделать автоматическое включение освещения.

Основой данного модуля является полупроводниковый элемент — фоторезистор. Фоторезистор ардуино позволяет контролировать уровень освещенности и реагировать на его изменение.

== Характеристики модуля датчика освещенности ==
[[Файл:Fotoresist.png|слева|мини|327x327px]]
Датчик света может выпускаться в двух вариантах: с подстроечным резистором (цифровой датчик) и без него (аналоговый датчик). Оба варианта имеют три контакта для подключения к Arduino Nano или Uno. Два контакта служат для питания датчика — 5V и GND, а третий контакт — выдает аналоговый (обозначен буквой S) или цифровой сигнал (обозначен D0) и подключается к соответствующим портам платы Ардуино.

== Подключение к Ардуино ==
[[Файл:ArduinoLightSensor1 foto-1024x386.jpg|мини|430x430пкс|Подключение датчика освещенности к Ардуино]]
Схема подключения датчика освещенности к ардуино довольна проста. Соединяем выход модуля VCC с разъемом 5В на плате, GND – c землей. Оставшиеся выводы соединяем с разъемами ардуино.

На модуль подается питание 5 Вольт, а в зависимости от освещенности в помещении на выходе модуля (S) меняется напряжение от 0 до 5 Вольт. При подаче этого сигнала на аналоговый вход микроконтроллера, Arduino преобразует сигнал при помощи АЦП в диапазон значений от 0 до 1023.

Если на плате представлен цифровой выход, то отправляем его на цифровые пины. Если аналоговый – то на аналоговые. В первом случае мы получим сигнал срабатывания – превышения уровня освещенности (порог срабатывания может быть настроен с помощью резистора подстройки). С аналоговых же пинов мы сможем получать величину напряжения, пропорциональную реальному уровню освещенности.

== Пример программы для аналогового датчика освещенности ==
[[Файл:Код данной программы.jpg|альт=код|слева|мини|396x396пкс|Код программы]]

В приведенном примере мы выводим на монитор порта данные с датчика освещенности, преобразованные с помощью АЦП (аналого-цифровой преобразователь) Ардуино;

Чтобы узнать приблизительно напряжение, поступающее на вход Arduino, следует умножить получаемое значение на 0,0048 или U = light * (5 / 1023). Так как тип данных <code>float</code> может хранить значения только с двумя знаками после запятой, то мы используем в скетче другую формулу для своих расчетов.

Файл:Код данной программы.jpg

2021-06-05T09:35:14Z

Сергей:

код

Датчик давления

2021-06-05T09:13:23Z

Сергей: /* Программа для датчика BMP180 */

[[Файл:4(9).jpg|мини|Пример внешнего вида датчика давления]]
'''Датчик давления''' – это прибор, который предназначен для мониторинга давления в жидкой либо газообразной среде с передачей сигнала о полученных измерениях на соответствующее оборудование. Это необходимо для своевременной корректировки параметров различных технологических процессов. Они применяются в автоматизированных системах многих отраслей промышленности.

Существуют три типа измеряемого давления:

'''Абсолютное давление''' - атмосферное давление плюс избыточное давление;

'''Избыточное давление''' - абсолютное давление минус атмосферное давление;

'''Дифференциальное давление''' - разность давлений между двумя точками.

Существуют различные типы датчиков давления, которые сегодня доступны на рынке для использования в промышленности. Каждый из них имеет преимущества в определенных ситуациях.

== '''Классификация и принцип работы датчика''' ==
Большинство датчиков устроено таким образом, что они преобразуют внешнее давление в движение механической части датчика.

'''Упругие датчики'''

Большинство датчиков давления жидкости имеют упругую структуру, где жидкость заключена в небольшой отсек по меньшей мере с одной упругой стенкой. При использовании данного метода, показания давления определяются путем измерения отклонения этой эластичной стенки, представляя результат непосредственным отсчетом через соответствующие связи. Упругие датчики давления очень чувствительны, они довольно хрупкие и подвержены вибрации. Кроме того, они, как правило, значительно дороже, чем манометры, и поэтому в основном используются для передачи измеренных данных и измерения разности давлений. Теоретически можно использовать довольно широкий спектр упругих элементов для упругих датчиков давления. Однако большинство устройств используют ту или иную форму трубки Бурдона или диафрагмы.

'''Трубки Бурдона'''

Давление, которое подается внутрь трубки вызывает упругую деформацию эллиптического или овального сечения трубки в сторону круга, которая вызывает появление напряжений в продольном направлении, заставляющих трубку разгибаться, а свободный конец трубки перемещаться. Система рычагов и передач превращает это движение и возвращает стрелку, показывающую давление относительно круглой шкалы. Диапазон измерения такого манометра составляет - от 10 Па до 1000 МПа. Трубные материалы могут быть изменены соответствующим образом в соответствии с требуемым условием процесса. Также, трубки Бурдона - портативные и требуют минимального технического обслуживания, однако, они могут быть использованы только для статических измерений и имеют низкую точность.

Материалом для трубчатых пружин может служить сталь, бронза, латунь. В зависимости от конструктивного исполнения трубчатые пружины могут быть одно- и многовитковые (винтовые и спиральные), S-образные и т.п. Распространены одновитковые трубчатые пружины, используемые в манометрах, которые предназначены для измерения давления жидкостей и газов, а также в таких типах манометров как глубиномер. Датчики С-типа могут быть использованы в диапазонах давлений приближающихся к 700 МПа; они имеют минимальный рекомендованный диапазон давления - 30 кПа (т.е. они не достаточно чувствительны для измерения разности давлений меньше чем 30 кПа).

'''Сильфоны'''

Сильфоны имеют цилиндрическую форму и содержат много складок. Они могут деформироваться в осевом направлении при изменении давления (сжатие или расширение). Давление, которое должно быть измерено прикладывается к одной стороне сильфона (внутри или снаружи), тогда как на противоположную сторону действует атмосферное давление. Абсолютное давление может быть измерено путем откачки воздуха из внешнего или внутреннего пространства сильфона, а затем измерением давления на противоположной стороне. Сильфон может быть подключен только к включающим / выключающим переключателям или к потенциометру и используется при низких давлениях, <200 Па с чувствительностью 1,2 Па.

'''Мембраны (Диафрагмы)'''

Мембраны изготовлены из круглых металлических дисков или гибких элементов, таких как резина, пластик или кожа. Материал, из которого изготовлена мембрана зависит от того используется ли свойства упругости этого материала или ему должен противостоять другой элемент (например - пружина). Мембраны изготовленные из металлических дисков используют упругие характеристики, а тем, которым противостоят другие упругие элементы, изготовлены из гибких элементов. Мембраны очень чувствительны к резким изменениям давления. Мембраной изготовленной из металла можно измерить максимальное давление равное примерно 7 МПа, а мембраной использующей упругий тип материала можно измерять чрезвычайно низкие давления (0,1 кПа - 2,2 МПа) при подключении к емкостным преобразователям или к датчикам перепада давления. Диафрагмы бывают плоские, гофрированные и капсульного типа. Как отмечалось ранее, мембраны очень чувствительны (0,01 МПа). Они могут измерять дробные разности давления на очень маленьком диапазоне (скажем, давления нескольких дюймов воды) (эластичный тип) или большие перепады давления (приближаясь к максимальному диапазону в 207 кПа) (металлический тип).

Мембраны очень универсальны - они обычно используются в очень агрессивных средах или в ситуациях с экстремальными избыточными давлениями.

'''Электрические датчики'''

Электрические датчики принимают данные полученные механическое воздействие от упругого датчика и включают в себя электрический компонент, таким образом, усиливая чувствительность и увеличивая сферы применения датчиков. Существуют такие типы датчиков давления: емкостной, индуктивный, датчик магнетосопротивления (датчик Холла), пьезоэлектрический, тензодатчик, виброэлемент, и потенциометрический тип датчика.

'''Емкостной'''

Емкостной датчик состоит из параллельных пластин - конденсаторов, соединенных с диафрагмой, которая обычно металлическая и подвергается давлению сил участвующих в процессе с одной стороны и опорным давлением на другой стороне. Электроды прикреплены к мембране и получают питание от генератора высокой частоты. Электроды ощущают любое перемещение диафрагмы и это влияет на изменение емкости пластин-конденсаторов. Изменение емкости обнаруживается подсоединенной электрической цепью, которая выводит напряжение в соответствии с изменением давления. Данный тип датчика может работать в диапазоне от 2,5 Па - 70 МПа с чувствительностью 0,07 МПа.

'''Индуктивный'''

Индуктивные датчики давления в сочетании с диафрагмой или трубкой Бурдона. Ферромагнитный сердечник прикреплен к упругому элементу и имеет первичную и две вторичные обмотки. Ток подается на первичную обмотку. Когда сердечник по центру то то же напряжение будет индуцироваться к двум вторичными обмотками. Когда сердечник перемещается под влиянием давления, отношение напряжения между двумя вторичными обмотками изменяется. Разность напряжений пропорциональна изменению давления.

'''Пьезоэлектрический'''

Элементом чувствительности в этом датчике служит пьезоэлемент. Это вещество, создающее электрический сигнал во время деформации. Такое свойство называется прямым пьезоэффектом. В измеряемой области находится пьезоэлемент, который образует ток, прямо зависящий от значения давления. Сигнал в датчике из пьезоматериала образуется только при деформации. При неизменном давлении нет деформации, поэтому датчик годен только для проведения замеров среды с быстро изменяемым давлением.

Если давление не будет изменяться, то не будет деформации, пьезоэлектрик не сгенерирует сигнал.

На что обратить внимание при выборе датчика

== На что обратить внимание при выборе датчика ==
'''Тип давления.''' Важно определить, что вы будете измерять. Есть несколько типов давления: барометрическое, избыточное, вакуумное, относительное, абсолютное.

'''Интервал разбега давления.'''

'''Класс защиты датчика.''' Для разных условий работы определены свои степени защиты от пыли и влаги.

'''Термокомпенсация.''' Эффекты температуры: например, расширение предметов, создают значительные помехи на результат измерения датчика. Если температура всегда изменяется в среде, то нужна термокомпенсация. Про границы температур тоже нельзя забывать.

'''Вид материала.''' Свойства материала играют значительную роль для агрессивных условий.

'''Тип сигнала выхода.''' Бывают цифровой вид и аналоговый. Нужно также учесть интервалы выхода сигнала, количество проводов.

== Программа для датчика BMP180 ==
[[Файл:Внешний вид схемы подключения.png|альт=схема|мини|Внешний вид схемы подключения]]
Таблица подключения пинов
{| class="wikitable"
|BMP 180
|GND
|VCC
|SDA
|SCL
|-
|ARDUINO UNO
|GND
| +3V3
|A4
|A5
|}
Для начала добавим библиотеку BMP180_Breakout_Arduino_Library.

Программа для получения данных с датчика представляет собой следующую структуру

Сначала запрашиваем у барометра показания встроенного в него датчика температуры;

Затем ждем время, пока датчик оценивает температуру;

После этого получаем температуру;

Следующий шаг это запрос у барометра давления;

Снова ждем время пока барометр оценит давление и получаем это значение;

Финальный этап это возврат значения давления из функции. Датчик возвращает значение величины давления в гектопаскалях, что равно 100 Паскалей.

Время зависит от точности измерения, которая задается в функции startPressure. Значение которой варьируется от нуля (самая быстрая оценка, которая занимает минимальное количество времени) до трех (самая точная оценка, занимающая наибольшее количество времени)
[[Файл:Код программы.jpg|альт=код|слева|мини|541x541пкс|код программы]]

Файл:Код программы.jpg

2021-06-05T09:01:21Z

Сергей:

код

Файл:Внешний вид схемы подключения.png

2021-06-05T08:35:26Z

Сергей: Сергей загрузил новую версию Файл:Внешний вид схемы подключения.png

Подключение к ардуино

Файл:Внешний вид схемы подключения1.png

2021-06-05T08:28:46Z

Сергей:

подключение к ардуино

Датчик давления

2021-06-05T08:24:25Z

Сергей: /* На что обратить внимание при выборе датчика */

[[Файл:4(9).jpg|мини|Пример внешнего вида датчика давления]]
'''Датчик давления''' – это прибор, который предназначен для мониторинга давления в жидкой либо газообразной среде с передачей сигнала о полученных измерениях на соответствующее оборудование. Это необходимо для своевременной корректировки параметров различных технологических процессов. Они применяются в автоматизированных системах многих отраслей промышленности.

Существуют три типа измеряемого давления:

'''Абсолютное давление''' - атмосферное давление плюс избыточное давление;

'''Избыточное давление''' - абсолютное давление минус атмосферное давление;

'''Дифференциальное давление''' - разность давлений между двумя точками.

Существуют различные типы датчиков давления, которые сегодня доступны на рынке для использования в промышленности. Каждый из них имеет преимущества в определенных ситуациях.

== '''Классификация и принцип работы датчика''' ==
Большинство датчиков устроено таким образом, что они преобразуют внешнее давление в движение механической части датчика.

'''Упругие датчики'''

Большинство датчиков давления жидкости имеют упругую структуру, где жидкость заключена в небольшой отсек по меньшей мере с одной упругой стенкой. При использовании данного метода, показания давления определяются путем измерения отклонения этой эластичной стенки, представляя результат непосредственным отсчетом через соответствующие связи. Упругие датчики давления очень чувствительны, они довольно хрупкие и подвержены вибрации. Кроме того, они, как правило, значительно дороже, чем манометры, и поэтому в основном используются для передачи измеренных данных и измерения разности давлений. Теоретически можно использовать довольно широкий спектр упругих элементов для упругих датчиков давления. Однако большинство устройств используют ту или иную форму трубки Бурдона или диафрагмы.

'''Трубки Бурдона'''

Давление, которое подается внутрь трубки вызывает упругую деформацию эллиптического или овального сечения трубки в сторону круга, которая вызывает появление напряжений в продольном направлении, заставляющих трубку разгибаться, а свободный конец трубки перемещаться. Система рычагов и передач превращает это движение и возвращает стрелку, показывающую давление относительно круглой шкалы. Диапазон измерения такого манометра составляет - от 10 Па до 1000 МПа. Трубные материалы могут быть изменены соответствующим образом в соответствии с требуемым условием процесса. Также, трубки Бурдона - портативные и требуют минимального технического обслуживания, однако, они могут быть использованы только для статических измерений и имеют низкую точность.

Материалом для трубчатых пружин может служить сталь, бронза, латунь. В зависимости от конструктивного исполнения трубчатые пружины могут быть одно- и многовитковые (винтовые и спиральные), S-образные и т.п. Распространены одновитковые трубчатые пружины, используемые в манометрах, которые предназначены для измерения давления жидкостей и газов, а также в таких типах манометров как глубиномер. Датчики С-типа могут быть использованы в диапазонах давлений приближающихся к 700 МПа; они имеют минимальный рекомендованный диапазон давления - 30 кПа (т.е. они не достаточно чувствительны для измерения разности давлений меньше чем 30 кПа).

'''Сильфоны'''

Сильфоны имеют цилиндрическую форму и содержат много складок. Они могут деформироваться в осевом направлении при изменении давления (сжатие или расширение). Давление, которое должно быть измерено прикладывается к одной стороне сильфона (внутри или снаружи), тогда как на противоположную сторону действует атмосферное давление. Абсолютное давление может быть измерено путем откачки воздуха из внешнего или внутреннего пространства сильфона, а затем измерением давления на противоположной стороне. Сильфон может быть подключен только к включающим / выключающим переключателям или к потенциометру и используется при низких давлениях, <200 Па с чувствительностью 1,2 Па.

'''Мембраны (Диафрагмы)'''

Мембраны изготовлены из круглых металлических дисков или гибких элементов, таких как резина, пластик или кожа. Материал, из которого изготовлена мембрана зависит от того используется ли свойства упругости этого материала или ему должен противостоять другой элемент (например - пружина). Мембраны изготовленные из металлических дисков используют упругие характеристики, а тем, которым противостоят другие упругие элементы, изготовлены из гибких элементов. Мембраны очень чувствительны к резким изменениям давления. Мембраной изготовленной из металла можно измерить максимальное давление равное примерно 7 МПа, а мембраной использующей упругий тип материала можно измерять чрезвычайно низкие давления (0,1 кПа - 2,2 МПа) при подключении к емкостным преобразователям или к датчикам перепада давления. Диафрагмы бывают плоские, гофрированные и капсульного типа. Как отмечалось ранее, мембраны очень чувствительны (0,01 МПа). Они могут измерять дробные разности давления на очень маленьком диапазоне (скажем, давления нескольких дюймов воды) (эластичный тип) или большие перепады давления (приближаясь к максимальному диапазону в 207 кПа) (металлический тип).

Мембраны очень универсальны - они обычно используются в очень агрессивных средах или в ситуациях с экстремальными избыточными давлениями.

'''Электрические датчики'''

Электрические датчики принимают данные полученные механическое воздействие от упругого датчика и включают в себя электрический компонент, таким образом, усиливая чувствительность и увеличивая сферы применения датчиков. Существуют такие типы датчиков давления: емкостной, индуктивный, датчик магнетосопротивления (датчик Холла), пьезоэлектрический, тензодатчик, виброэлемент, и потенциометрический тип датчика.

'''Емкостной'''

Емкостной датчик состоит из параллельных пластин - конденсаторов, соединенных с диафрагмой, которая обычно металлическая и подвергается давлению сил участвующих в процессе с одной стороны и опорным давлением на другой стороне. Электроды прикреплены к мембране и получают питание от генератора высокой частоты. Электроды ощущают любое перемещение диафрагмы и это влияет на изменение емкости пластин-конденсаторов. Изменение емкости обнаруживается подсоединенной электрической цепью, которая выводит напряжение в соответствии с изменением давления. Данный тип датчика может работать в диапазоне от 2,5 Па - 70 МПа с чувствительностью 0,07 МПа.

'''Индуктивный'''

Индуктивные датчики давления в сочетании с диафрагмой или трубкой Бурдона. Ферромагнитный сердечник прикреплен к упругому элементу и имеет первичную и две вторичные обмотки. Ток подается на первичную обмотку. Когда сердечник по центру то то же напряжение будет индуцироваться к двум вторичными обмотками. Когда сердечник перемещается под влиянием давления, отношение напряжения между двумя вторичными обмотками изменяется. Разность напряжений пропорциональна изменению давления.

'''Пьезоэлектрический'''

Элементом чувствительности в этом датчике служит пьезоэлемент. Это вещество, создающее электрический сигнал во время деформации. Такое свойство называется прямым пьезоэффектом. В измеряемой области находится пьезоэлемент, который образует ток, прямо зависящий от значения давления. Сигнал в датчике из пьезоматериала образуется только при деформации. При неизменном давлении нет деформации, поэтому датчик годен только для проведения замеров среды с быстро изменяемым давлением.

Если давление не будет изменяться, то не будет деформации, пьезоэлектрик не сгенерирует сигнал.

На что обратить внимание при выборе датчика

== На что обратить внимание при выборе датчика ==
'''Тип давления.''' Важно определить, что вы будете измерять. Есть несколько типов давления: барометрическое, избыточное, вакуумное, относительное, абсолютное.

'''Интервал разбега давления.'''

'''Класс защиты датчика.''' Для разных условий работы определены свои степени защиты от пыли и влаги.

'''Термокомпенсация.''' Эффекты температуры: например, расширение предметов, создают значительные помехи на результат измерения датчика. Если температура всегда изменяется в среде, то нужна термокомпенсация. Про границы температур тоже нельзя забывать.

'''Вид материала.''' Свойства материала играют значительную роль для агрессивных условий.

'''Тип сигнала выхода.''' Бывают цифровой вид и аналоговый. Нужно также учесть интервалы выхода сигнала, количество проводов.

== Программа для датчика BMP180 ==
[[Файл:Внешний вид схемы подключения.png|мини|Внешний вид схемы подключения]]
Таблица подключения пинов
{| class="wikitable"
|BMP 180
|GND
|VCC
|SDA
|SCL
|-
|ARDUINO UNO
|GND
| +5V
|A4
|A5
|}
Для начала добавим библиотеку BMP180_Breakout_Arduino_Library.

Программа для получения данных с датчика

Файл:Внешний вид схемы подключения.png

2021-06-05T08:19:59Z

Сергей:

Подключение к ардуино

Датчик давления

2021-06-05T07:54:21Z

Сергей:

Датчик давления

2021-06-05T07:29:02Z

Сергей: Новая страница: «Пример внешнего вида датчика давления '''Датчик давления''' – это прибор,...»

Файл:4(9).jpg

2021-06-05T07:28:23Z

Сергей:

Пример внешнего вида датчика давления

Заглавная страница

2021-06-05T07:16:04Z

Сергей: /* Датчики */

'''Добро пожаловать на Вики!'''

Здесь Вы найдете материалы по нашим и сторонним изделиям, программированию и инженерным решениям.

== Редактирование ==
[[Файл:LogIn screenshot.png|200x200пкс|альт=|мини|Расположение кнопки входа]]Для добавления и редактирования статей:

# создайте учетную запись или выполните вход (кнопка '''Аноним''' справа сверху)
# отредактируйте данную страницу, добавив ссылку '''''на пока ещё не созданную страницу''''' в один из разделов (или создав новый)
# сохраните изменения и перейдите по ссылке
# Отредактируйте новую страницу, заполнив её содержанием по выбранной теме. Не забудьте нажать сохранить изменения.

== Описание модулей ==
*[[Ультразвуковой дальномер HC-SR04]]
*[[Драйвер двигателя L298N]]
*[[Датчик линии на базе TCRT5000]]
*[[Драйвер моторов двухканальный tb6680|Драйвер двухканальный на базе микросхемы tb6612fng]]
*[[Лазерные дальномеры|Лазерные дальномеры - Laser Sensor]]
*[[Шаговый электродвигатель]]
*[[Оптические энкодеры|Оптические энкодеры - FC-03 на базе ITR9608]]
*[[Подключение гироскопа GY-521 MPU-6050 к Arduio]]
*[[АЦП на базе микросхемы hx711|АЦП на базе микросхемы HX711]]
*[[Сервопривод]]
*[[Arduino Shield]]
*[[Драйвер двигателя L293D]]
*[[Зуммер]]
*[[Сторожевой таймер|Сторожевой таймер | WatchDog Timer]]
*[[Мотор-редуктор]]
*[[Четырехразрядный семисегментный индикатор]]

== Процессы и подходы ==

* [[ШИМ]]
* [[Калибровка]]
* [[SPI]]

== Алгоритмы ==

* [[Движение робота по черной ленте]]
* [[Алгоритм A*]]
* [[Алгоритм D*]]
* [[Объезд препятствий]]
* [[SLAM]]

== Датчики ==

* [[Инфракрасный Датчик]]
* [[Тензодатчик]]
* [[Датчик Холла]]
* [[Доплеровский датчик]]
* [[Датчик влажности воздуха]]
* [[Акселерометр]]
* [[Датчики влажности почвы|Датчик влажности почвы]]
* [[Датчик наклона]]
* [[Датчик цвета]]
* [[Датчик-компас]]
* [[Энкодер]]
* [[Датчик препятствия|Инфракрасный датчик препятствий YL-63]]
* [[Датчик освещенности]]
* [[Датчик температуры]]
* [[Датчик уровня звука]]
* [[Датчик уровня воды]]
* [[Датчик вибрации]]
* [[Датчик угарного газа]]
* [[Датчик жестов]]
* [[Кнопка]]
* [[Датчик давления]]

== Советы и рекомендации ==

* [[Технология проектирования печатных плат]]
* [[Полезные советы по Webots]]
* [[Устанавливаем драйвер Ардуино - Подключаем порт]]
* [[Как выбрать Arduino]]

== Программирование MIK32 в среде eclipse ==

* [[Быстрый старт с MIK32]]

== Некоторые полезные ресурсы ==
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Manual:Configuration_settings Список возможных настроек];
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Manual:FAQ/ru Часто задаваемые вопросы и ответы по MediaWiki];
* [https://lists.wikimedia.org/mailman/listinfo/mediawiki-announce Рассылка уведомлений о выходе новых версий MediaWiki].
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Localisation#Translation_resources Перевод MediaWiki на свой язык]
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Manual:Combating_spam Узнайте, как бороться со спамом в вашей вики]

Заглавная страница

2021-06-05T07:15:03Z

Сергей: /* Датчики */

'''Добро пожаловать на Вики!'''

Здесь Вы найдете материалы по нашим и сторонним изделиям, программированию и инженерным решениям.

== Редактирование ==
[[Файл:LogIn screenshot.png|200x200пкс|альт=|мини|Расположение кнопки входа]]Для добавления и редактирования статей:

# создайте учетную запись или выполните вход (кнопка '''Аноним''' справа сверху)
# отредактируйте данную страницу, добавив ссылку '''''на пока ещё не созданную страницу''''' в один из разделов (или создав новый)
# сохраните изменения и перейдите по ссылке
# Отредактируйте новую страницу, заполнив её содержанием по выбранной теме. Не забудьте нажать сохранить изменения.

== Описание модулей ==
*[[Ультразвуковой дальномер HC-SR04]]
*[[Драйвер двигателя L298N]]
*[[Датчик линии на базе TCRT5000]]
*[[Драйвер моторов двухканальный tb6680|Драйвер двухканальный на базе микросхемы tb6612fng]]
*[[Лазерные дальномеры|Лазерные дальномеры - Laser Sensor]]
*[[Шаговый электродвигатель]]
*[[Оптические энкодеры|Оптические энкодеры - FC-03 на базе ITR9608]]
*[[Подключение гироскопа GY-521 MPU-6050 к Arduio]]
*[[АЦП на базе микросхемы hx711|АЦП на базе микросхемы HX711]]
*[[Сервопривод]]
*[[Arduino Shield]]
*[[Драйвер двигателя L293D]]
*[[Зуммер]]
*[[Сторожевой таймер|Сторожевой таймер | WatchDog Timer]]
*[[Мотор-редуктор]]
*[[Четырехразрядный семисегментный индикатор]]

== Процессы и подходы ==

* [[ШИМ]]
* [[Калибровка]]
* [[SPI]]

== Алгоритмы ==

* [[Движение робота по черной ленте]]
* [[Алгоритм A*]]
* [[Алгоритм D*]]
* [[Объезд препятствий]]
* [[SLAM]]

== Датчики ==

* [[Инфракрасный Датчик]]
* [[Тензодатчик]]
* [[Датчик Холла]]
* [[Доплеровский датчик]]
* [[Датчик влажности воздуха]]
* [[Акселерометр]]
* [[Датчики влажности почвы|Датчик влажности почвы]]
* [[Датчик наклона]]
* [[Датчик цвета]]
* [[Датчик-компас]]
* [[Энкодер]]
* [[Датчик препятствия|Инфракрасный датчик препятствий YL-63]]
* [[Датчик освещенности]]
* [[Датчик температуры]]
* [[Датчик уровня звука]]
* [[Датчик уровня воды]]
* [[Датчик вибрации]]
* [[Датчик угарного газа]]
* [[Датчик жестов]]
* [[Кнопка]]
* Датчик давления

== Советы и рекомендации ==

* [[Технология проектирования печатных плат]]
* [[Полезные советы по Webots]]
* [[Устанавливаем драйвер Ардуино - Подключаем порт]]
* [[Как выбрать Arduino]]

== Программирование MIK32 в среде eclipse ==

* [[Быстрый старт с MIK32]]

== Некоторые полезные ресурсы ==
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Manual:Configuration_settings Список возможных настроек];
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Manual:FAQ/ru Часто задаваемые вопросы и ответы по MediaWiki];
* [https://lists.wikimedia.org/mailman/listinfo/mediawiki-announce Рассылка уведомлений о выходе новых версий MediaWiki].
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Localisation#Translation_resources Перевод MediaWiki на свой язык]
* [https://www.mediawiki.org/wiki/Special:MyLanguage/Manual:Combating_spam Узнайте, как бороться со спамом в вашей вики]