Зробіть власні точні датчики вібрації

Виявляйте рух і навіть окремі кроки за допомогою датчиків "зроби сам" краще, ніж у смартфона.

Facebook
Люблю
Twitter
Pinterest
LinkedIn
Digg
Дел
Tumblr
ВКонтакте
Друк
Електронна пошта
Flattr
Reddit
Буфер
Люблю це
Вейбо
Кишеньковий
Сін
Однокласники
ManageWP.org
WhatsApp
Менеєм
Блогер
Амазонка
Yahoo Mail
Gmail
AOL
Newsvine
HackerNews
Evernote
Мій простір
Mail.ru
Віадео
Лінія
Фліпборд
Коментарі
Смачно
СМС
Viber
Телеграма
Підпишіться
Skype
Facebook Messenger
Какао
LiveJournal
Яммер
Едгар
Фінтель
Змішати
Instapaper
Копіювати посилання

Багато методів було імпровізовано, винайдено та зламано, щоб відчути різкі рухи, прискорення та вібрацію. Сьогодні для виконання цих завдань доступні крихітні твердотільні акселерометри, які вбудовані у багато смартфонів, планшетів та електронних ігрових контролерів. Ці мініатюрні акселерометри доступні за розумними цінами, або ви можете використовувати сам смартфон для виявлення вібрації.

DIY та твердотільні датчики вібрації

Але немає необхідності в спеціалізованих схемах акселерометра, якщо для вашого проекту потрібен простий вібраційний детектор. Доступно багато методів DIY - а деякі є більш чутливими, ніж твердотільні акселерометри у смартфонах.

Це можна продемонструвати за допомогою навчального комп’ютера Einstein Tablet (einsteinworld.com). Ейнштейн може зберігати дані до 16 датчиків, включаючи власний внутрішній 3-осьовий акселерометр та фотодіод. Ці 2 датчики дозволяють нам безпосередньо порівняти твердотній акселерометр із датчиком вібрації "зроби сам", виготовленим із джерела світла та фотодіода Ейнштейна.

Спочатку перетворіть Ейнштейна в маятник, підвісивши його до стільниці за допомогою 2 ″ транспортної стрічки. Фотодіод (датчик темного квадрата внизу) повинен бути звернений вниз, а екран - убік від столу. Помістіть світлодіодний ліхтарик на підлогу та направте його на фотодіод.

Виберіть параметри акселерометра та фотодіоду, перевіривши їх у вікні запуску Ейнштейна. Встановіть частоту дискретизації 10 на секунду, тривалість вибірки - 50 секунд і більше, а чутливість фотодіода - 0-600 люкс. Натисніть стрілку Пуск, а потім відтягніть Ейнштейна на 1 ″ від вертикалі. Потім відпустіть планшет, щоб він гойдався вперед-назад. Експериментуйте з розміщенням ліхтарика для найкращих результатів.

На наведеній нижче діаграмі порівнюється реакція руху осі z осі акселерометра Ейнштейна та його фотодіода. Фотодіод явно більш чутливий до руху і навіть періодично хитається при помаху планшета. Очевидно, що простий маятник або консоль, виготовлені із джерела світла та фотодіода, можуть забезпечити дуже чутливий детектор руху та вібрації.

Зробіть п’єзоелектричний датчик вібрації

Ось ще один метод саморобки, який простий і не потребує захисту від зовнішнього світла. П'єзоелектричний кристал або кераміка створює напругу при згинанні або ударі. Дуже простий датчик вібрації може бути виготовлений із типу п’єзокерамічного диска, який видає тони та звуки в годинниках, телефонах, вітальних листівках та сигналізаціях.

На схемі нижче показано схему, яка блимає світлодіодом і видає спалахи тону при торканні або вібрації п’єзодиска PZ1 (мій був врятований з вітальної листівки). П'єзодиск підключений до інвертуючого входу TLC271 або подібного операційного підсилювача, підключеного як компаратор напруги. Дільник напруги, утворений потенціометром R3, підключений до неінвертуючого входу операційного підсилювача.

Під час роботи R3 регулюється, поки вихід операційного підсилювача не перемикається з низького на високий. Це вимикає генератор тонів, сформований 4011-х квадратичним NAND-шлюзом. Дуже незначний механічний удар призведе до того, що PZ1 буде генерувати напругу, яка переведе вихід компаратора з високого на низький. Це буде блимати світлодіодом і призведе до того, що 4011 генерує спалах тону.

Ця схема може бути побудована на безпаяній макетній панелі, що дозволяє легко модифікувати. Наприклад, частоту тону можна зменшити, збільшивши значення С1. Гучність звуку можна збільшити, замінивши PZ2 на вхідну сторону стандартного аудіовихідного трансформатора, що має вхідний опір 1000 Ом і вихідний опір 8 Ом (RadioShack 273-1380 або еквівалент). Підключіть невеликий динамік 8 Ом до виходу трансформатора. Для ще більшої гучності підключіть штифт 4 4011 і землю до входу зовнішнього підсилювача.

Чутливість схеми найкраще продемонструвати, підключивши PZ1 до ланцюга за допомогою пари 4-дюймових дротів перемички 24-го калібру, як показано на малюнку D. Припаяйте один кінець кожного дроту до точок з'єднання на задній стороні п'єзодиска . Інші 2 кінці проводів з'єднайте з ланцюгом так, щоб п'єзодиск був консольним, підвішений приблизно на 1 ″ над макетною дошкою.

Коли PZ1 нерухомий, відрегулюйте R3, доки світлодіод не засвітиться і генератор тонів не увімкнеться. Потім поверніться на R3, поки не вимкнеться і світлодіод, і тон. Тепер, коли ви ледве торкаєтесь п’єзодиска, світлодіод і генератор тонів повинні реагувати. Постукайте по п'єзодиску так, щоб він відскакував вгору-вниз, а світлодіод і тон відповідатимуть відповідно.

PZ1 можна тримати в консольному режимі, цементувати або прикріплювати до стіни, фіранки, сходинки, автомобіля тощо. Схему можна зробити набагато чутливішою, цементуючи на верхній поверхні жорсткий металевий стрижень з невеликою вагою, встановлений на кінець. Сліди можна виявити, коли п’єзодиск із прикріпленим стрижнем встановлений на або під рівною поверхнею, такою як дерев’яна підлога або сходинка.

Йти далі

Чутливі маятникові та консольні датчики вібрації можна виготовити з обладнання, яке можна знайти майже в будь-якій майстерні. Підвісьте гирю до кінця вертикального металевого стержня або встановіть її на кінці горизонтальної металевої консолі. Встановіть машинний гвинт та гайку поблизу рухомої ваги, щоб гвинт можна було відрегулювати, щоб майже торкнутися ваги або її штока. Тепер у вас є вимикач-вимикач, чутливий до руху та вібрації.