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

Включено много модулей и датчиков

Содержание

DS1820 Arduino

Есть достаточно много интересных модулей и датчиков, которые можно использовать в разработках на платформе Arduino, и один из них – это конечно датчик температуры DS1820 разработанный компанией Dallas Semiconductor и приобретенная компанией Maxim Integrated Products в 2001 году.

Выпускается в разном исполнении

  • Просто датчик
  • Во влагозащищённом корпусе
  • В виде готового модуля

Датчик DS1820 – это не дорогой измеритель температуры с довольно хорошими характеристиками, уникальным 64 битным кодом, маленьким размером, не требующий дополнительной обвязки.
По сути, это даже не датчик, а маленький микропроцессор со своей памятью EEPROM в которую можно сохранить параметры контроля, заданные пользователем, а возможность получать данные по однопроводной линии связи, да на которую можно подвесить практически неограниченное количество датчиков, делает его практически не заменимым в разработках.

Характеристики
DS1820 (DS18S20, DS1821, DS18B20)

  • интерфейс 1-Wire. На один пин микроконтроллера можно подключить несколько датчиков.
  • Уникальный 64-битный серийный номер.
  • Напряжение питания 3,0 В — 5,5 В. Можно использовать линию связи и подключить по схеме паразитной связи двумя проводами (“parasite power”).
  • Диапазон измерения от -55°C до +125°C
  • Точность ± 0.5°C в диапазоне -10 . +85 °C.
  • Разрешение преобразования 9 — 12 бит. Задается пользователем.
  • Потребление тока 1,5мА
  • Время измерения, до 750 мс, при максимальном разрешении 12 бит.
  • Температура эксплуатации, °С 0. +55
  • Относительная влажность эксплуатации, % . 55
  • Производство Dallas / Maxim
  • Вес, г 10

Возможность программирования параметров тревожного сигнала. установка пороговых значений температуры по максимуму и минимуму. Тревожный сигнал передает данные об адресе датчика, у которого температуры вышла за заданные пределы.

Получает данные всего по одному проводу. На этот единственный провод возможно повесить огромное количество таких же датчиков, так как каждый DS1820 имеет свой уникальный 64-битный код.

Применяются для определения температуры в помещениях, на улице, в жидкостях (версия в влагозащищённом корпусе).

Типы корпусов датчика ds1820

Выводы

  • GND – Общий провод (Земля)
  • D – Вывод данных. По нему так же подаётся питание при схеме с Паразитным питанием.
  • VDD – Питание от 3,3 до 5,5 Вольт. В схеме с паразитным питанием соединить с Общим проводом.

Подключение DS1820
По протоколу 1-Wire. Вывод данных подключается через подтягивающий резистор 4,7 кОм к питанию. Arduino, работающий здесь как Мастер, определяет есть ли устройства на шине и обменивается с ними данными используя уникальный 64 битный код каждого датчика.
Младшие восемь бит содержат код семейства микросхем DS18B20 28h.
Средний блок из 48 бит — это уникальный серийный номер устройства.
Старшие восемь бит — это циклический код (CRC) для всех предыдущих 56 битов.

Паразитное питание
Питание получается от подтягивающего резистора включенного между выводом D(Вывод данных, центральный вывод) и + питания 3,0 – 5,5 Вольт. GND и VDD необходимо соединить. Измерение температуры при этом немного снижается до +100 С. Если вам необходимо регистрировать температуру до +125С, то необходимо подключить внешнее питание. Часто печатают схемы с дополнительным полевым транзистором, но он не обязателен при работе с Arduino, потому что на выходах микроконтроллера достаточно силы тока.

Блок-схема датчика

Память датчика.
Включает в себя оперативную (SRAM) и энергонезависимую (EEPROM) память.
В EEPROM хранятся регистры TH, TL и регистр конфигурации.
Если функция тревожного сигнала не используется, то регистры TH и TL могут использоваться как регистры общего назначения.

Режим с внешним питанием.
Тут ничего сложного нет. Подключаете VDD к + источника 3,0 В — 5,5 В, а GND к общему проводу(земле).
Подключаете подтягивающий резистор между выводом D (Вывод данных, центральный вывод) и + питания.

Подключение DS1820 к Arduino

Выдержка из даташита.
Изменение резистора от длины кабеля, помех и сопротивления жил.

Конвертация температуры
Разрешающую способность преобразования датчика можно изменять с 9 до 12 битов. От этого зависит точность измерений и скорость определения температуры, соответственно 0.5 °C, 0.25 °C, 0.125 °C, 0.0625 °C. По умолчанию установлено 12 бит., так же по умолчанию датчик откалиброван в градусах Цельсия. Результат представлен как 16-разрядное число.
Эти данные, как и пороги тревожного сигнала хранятся в энергонезависимой память EEPROM.
Более подробно можно прочитать в datasheet ds1820 на русском языке
или на datasheet на английском

Принцип работы датчика
Основан на сравнении частоты 2-х генераторов. Частота первого постоянна, а второго изменяется в зависимости от изменения измеряемой температуры. При вычитании частоты первого генератора из второго получаем значение температуры.
При подаче питания датчик находится в Низком состоянии, состоянии ожидания. Микроконтроллер может запросить данные с датчика, отправив ему запрос. Датчик измерит температуру, сохранит её в 2 байтах регистра и снова уйдёт в состояние ожидания.

Тревожный режим
Значения находятся в регистрах Th и Tl и хранятся в EEPROM. При измерении температуры её значения сравниваются с Th и Tl и если они находятся в пределах, то всё в порядке, а если значения ниже чем Tl или выше Th то создаётся признак аварии.

«Бомж» Умный дом, конфигурирование конечных устройств. Часть 3

Пришло время подключения наших датчиков и реле к ESP8266. В качестве прошивки я выбрал Sonoff-Tasmota как достаточно стабильный и активно развивающийся open source проект. Прошивка на сегодня поддерживает «из коробки» огромное множество сенсоров, систем управления умным домом Home Assistant, Domoticz, HomeBridge, Alexa, Google Assistant и многое другое. Качаем прошивку с гитхаба, нам подойдет практически любая бинарная сборка, sonoff-sensors поддерживает больше сенсоров (и даже дисплей).

Прошивка ESP8266

Заливать пошивку мы будем с помощью инструментов esptool и nodemcu-pyflasher. Устанавливаем.

После установки esptool запускаем nodemcu-pyflasher. Здесь нужно указать порт загрузки — он появляется после после подключения USB to TTL конвертера (либо после подключения USB кабеля если конвертер уже распаян на плате), путь к нашей прошивке, скорость можно оставить 115200. В случае ошибок загрузки, скорость нужно уменьшить, например до 9600. Указываем нужно ли нам стирать все данные на флеш памяти ESP, нажимаем кнопку Flash NodeMCU, ждем несколько секунд — все готово! Иногда перед подключением ESP к компьютеру нужно зажать на плате кнопку «flash», а уже потом подключать питание. Если кнопки flash нет на плате, просто замыкаем контакты GPIO0 и GND, затем подаем питание, это переведет наш модуль в режим прошивки, позволяя загрузить нашу микропрограмму на устройство.

Читать еще:  Spyrix Personal Monitor — записываем деятельность пользователя на компьютере

Подключение датчиков

Для датчика движения HC-SR501 необходимо подать питание от 5 до 20 вольт, угол обзора составляет около 130 градусов, зона обнаружения движения от 3 до 7 метров. На самом устройстве имеется два подстроечных резситора — первый отвечает за настройку чувствительности (размера объекта, дальнобойность), второй отвечает за время релаксации (время, которое датчик будет активен). В случае обнаружения движения датчик подает на подключенный пин сигнал высокого уровня. Сигнальный выход находится посередине, слева ноль, справа — плюс. Подключаем сигнальный провод к цифровому выходу D1 (GPIO 5).

Датчик дыма MQ-2 чувствителен к дыму, природному газу. При обнаружении дыма, датчик подает сигнал высокого уровня на цифровой выход, уровень срабатывания настраивается с помощью встроенного потенциометра. Через аналоговый выход датчик выдает текущие показания качества воздуха. Подключаем аналоговый выход к пину А0, цифровой — к TX (GPIO 1). После включения датчику необходимо немного времени для того, чтобы прогреться и войти в рабочий режим. Настраиваем на уровень срабатывания примерно 100-150.

DHT11, пожалуй, один из самых простых устройств. При подаче сигнала высокого уровня (либо низкого в зависимости от модели и настроек) реле переключается. Имеет два выхода COM (common — общий), NC (normally closed) и NO (normally open). Другими словами, при выключенном реле контакты COM-NC замкнуты, при подаче питания на реле контакты COM-NC размыкаются, контакты COM-NO замыкаются. Это следует учитывать при подключении потребителей. Реле бывает на 5А, 10А, 16А. Реле нужно подбирать в зависимости от планируемой нагрузки. Подключаем сигнальные выходы к пинам D4 (GPIO 2) и D6 (GPIO 12). Для питания реле, как правило, необходимо 5V.

Датчик температуры и влажности DHT11. Плюсом его является разве что стоимость, лучше выбрать датчик немного подороже DHT22, но в целом для наших целей DHT11 подойдет. Подключаем сигнальный пин к D2 (GPIO 4), плюс подключаем к 3.3V, минус к GND.

Герконы — одни из самых простых устройств. В присутствии магнитного поля контакты замыкаются.

TSL-2561- цифровой датчик освещенности. Датчик работает на шине данных: I 2 C, измеряет освещенность в пределах от 1 до 40000 люкс с точностью 0.1 люкс. На одну шину I 2 C можно подключить до трёх таких датчиков. Прошивка Sonoff-Tasmota имеет поддержку драйвера этого датчика. Подключаем выход SDA к пину D8 (GPIO 15), SCL к пину D0 (GPIO 16).

Датчик протечки и дождя. Датчик питается от напряжения 5V, имеет аналоговый и цифровой выходы. Цифровой выход калибруется встроенным потенциометром и выдает высокий уровень при превышении установленного порога. Есть аналогичный датчик влажности почвы. Его можно использовать в умном доме для информирования о необходимости полива домашних растений (либо организации автоматического полива). Подключим сигнальный вывод к выходу D7 (GPIO 13)

Подключение базовых сенсоров и реле выполнено, теперь необходимо указать в прошивке что мы там к ней подключали. Заходим в браузере по IP адресу нашей ESP (его можно посмотреть в настройках роутера), далее идем в меню Конфигурация -> Конфигурация модуля.

Для датчиков, управляемых уровнем сигнала (изменением с высокого на низкий или наоборот) выбираем в настройках напротив подключенного пина тип «СвичN». N — порядковый номер в системе. Каждому «свичу» sonoff-tasmota сопоставляет реле с точно таким же порядковым номером. Например, при выборе типа Свич1, подключенный пин ESP конфигурируется на Input, т.е. для чтения сигнала. Пин, подключенный к Реле1 конфигурируется на Output т.е. на подачу сигнала. Другими словами, после срабатывания датчика и получения сигнала высокого уровня, реле переключается (если оно физически подключено к ESP), при этом отображается индикация срабатывания датчика на стартовой странице модуля ESP. Реле сенсоров, конечно, мы не будем подключать физически — управление выключателями мы организуем в системе управления умным домом.

После сохранения конфигурации и перезагрузки устройства. на заглавной странице ESP появляются все наши подключенные датчики — уровень освещенности, температура, влажность. При срабатывании датчика дыма, переключатель с номером 1 меняет свое значение на единицу. То же самое происходит с датчиком движения. Если нажать на кнопку 3 или 4 — произойдет переключение реле, при обнаружении протечки — значение над кнопкой 5 меняет свое состояние на 1. В принципе уже с помощью текущей конфигурации можно сделать себе «безумный дом». Реле будут переключаться по сигналу от датчика движения, температуры или освещенности, но это не наш путь. Философия умного дома не в наборе одиночных кнопок и датчиков, она заключается в совместной и слаженной работе всех элементов умного дома вне зависимости от типа и точки подключения.

Абсолютно аналогичным способом подключаются все оставшиеся устройства к второй ESP8266. Нужно помнить одну вещь — ESP8266 очень чувствительна к стабильному питанию, поэтому если в источнике питания нет стабилизатора на 3.3V, его нужно припаять иначе наши ESPхи со временем будут умирать. Все датчики и реле лучше также припаять, плохой контакт может быть причиной постоянных перезагрузок модуля. Контакт GPIO 0 при запуске модуля всегда должен быть всегда разомкнут для нормальной загрузки ESP, поэтому на него вешаем виртуальные реле для индикации состояния либо кнопку.

На этом пока все, всем спасибо за интерес к проекту, буду рад если данная информация кому-то пригодится. В следующей части будем пробрасывать наши датчики в реле в систему управления умным домом Domoticz и прописывать базовую логику работы.

Решение для мониторинга датчиков

Решение Tibbo для мониторинга датчиков позволит отслеживать состояние множества цифровых и аналоговых датчиков, а также цифровых и аналоговых линий при помощи Концентратора Датчиков SH (Sensor Hub), известного также как «устройство для контроля за датчиками». Основанные на нашей платформе Tibbo Project System (TPS), Концентраторы датчиков обладают удивительной эксплуатационной универсальностью. Основную часть функциональности Концентратора датчиков SH реализуют Тиббит-модули. Требуется дополнительный вход? Необходимо подключить еще один датчик? Добавьте соответствующий Тиббит! Появилось что-то лишнее? Нет необходимости держать это на Концентраторе. Можно выбрать одну из нескольких стандартных конфигураций Концентратора датчиков или же создать собственную схему Концентратора при помощи нашего Онлайн-конфигуратора.

На Концентраторах датчиков SH запускается специальное приложение с открытым исходным кодом. Это приложение позволяет задать настройки для Концентратора, т.е. прописать, какой Тиббит-модуль будет установлен в тот или иной сокет Концентратора. Кроме того, можно также автоматически определить или задать количество и тип датчиков, подключенных к Концентратору. После завершения настройки можно отслеживать состояние датчиков и входов при помощи стандартного SNMP-клиента. Приложение Концентратора датчиков совместимо с нашим сервером AggreGate и может отправлять SMS-оповещения или уведомления на электронную почту.

Решение Tibbo для мониторинга датчиков идеально подходит для центров сбора и обработки данных, объектов по производству и хранению, теплиц и прочих производственных помещений.

Датчики и входы

Проводные датчики
Tibbo

Проводные датчики, также известные как датчики, работающие по протоколу I2C — это миниатюрные датчики температуры и влажности, предназначенные для использования в сочетании с устройствами TPS (Tibbo Project System).

Концентратор датчиков поддерживает три типа проводных датчиков: датчик температуры окружающей среды (CP №01), датчик влажности и температуры окружающей среды (CP №02) и датчик освещенности (CP №03).

Читать еще:  Просто о сложном или изучаем PHP7! Часть 5. Арифметические операторы в PHP

Каждый датчик поставляется с кабелем длиной 100 см. Проводные датчики оказываются очень полезными, когда необходимо отслеживать показатели окружающей среды в непосредственной близости к концентратору.

Стандартные датчики с поддержкой 1-wire и Single-Wire

Устройства Tibbo работают с датчиками с поддержкой 1-wire, а также их близким «родственникам» — датчиками, работающими на протоколе SWP (Single Wire Protocol).

Один концентратор датчиков может включать в себя несколько каналов 1-wire/single-wire. Множество датчиков с поддержкой 1-wire можно подключить к одному каналу. Для устройств с одним проводом возможно выделить лишь один датчик для одного канала.

Подключение устройств с поддержкой 1-wire и single-wire к концентратору осуществляется при помощи провода длиной до 10 метров.

Проводные датчики с шиной
Tibbo

Проводные датчики с шиной — это семейство датчиков окружающей среды с интерфейсом RS485 и протоколом Modbus.

Все типы проводных датчиков с шинами поддерживают: датчик температуры окружающей среды (BP №01), датчик температуры окружающей среды/влажности (BP#02), датчик освещенности (BP №03), акселерометр (BP №04) и датчик затопления (BP №05).

Проводные датчики с шиной оказываются полезными тогда, когда необходимо установить датчики на значительном расстоянии от концентратора.

Серия MDS-модулей распределенного сбора данных и управления

В статье рассматриваются модули серии MDS, выпускаемые НПФ «КонтрАвт» и предназначенные для построения систем распределенного сбора данных и управления.

НПФ «КонтрАвт», г. Нижний Новгород

В 2006 году научно-производст­венная фирма «КонтрАвт» начала производство модулей удаленного ввода/вывода MDS (Modules for Distributed System). Модули серии MDS предназначены для работы в составе распределенных систем сбора данных и автоматического управления. В составе серии есть процессорный модуль, модули ввода, модули вывода и модули ввода/вывода. Модули ввода предназначены для сбора информации от первичных датчиков, ее первичной обработки (например, фильтрации, линеаризации и подсчета событий) и передачи информации управляющему устройству по цифровому интерфейсу. Модули вывода – для получения информации от управляющего устройства в цифровом виде через интерфейс и в соответствии с ней для формирования выходных дискретных или унифицированных аналоговых сигналов. Модули ввода/вывода совмещают в себе обе эти функции.

В качестве источников дискретных сигналов для модулей могут выступать датчики положения, приближения, энкодеры, кнопки, контакты реле и пускателей. В качестве источников аналоговых сигналов – термопары, термосопротивления, датчики с унифицированными выходными сигналами и т.п.

Дискретные выходные сигналы используются для подключения устройств, имеющих только два состояния («включено», «выключено»). К двухпозиционным или бинарным механизмам относятся магнитные клапаны, электромагнитные реле, электронные твердотельные выключатели и т.п. Аналоговые выходные сигналы управления аналоговыми выходными устройствами, такими, как частотно-регулируемые приводы асинхронных двигателей, регуляторы мощности, электроприводы запорной арматуры и т.д.

Модули ввода/вывода серии MDS имеют такую особенность – они не привязаны к какому-либо определенному типу управляющего устройства. В серии MDS-модулей роль управляющего устройства выполняет процессорный модуль MDS 100 CPU, который является головным в линейке MDS. В общем случае в качестве управляющего устройства может использоваться фактически любой программируемый логический контроллер. В качестве примера могут быть приведены контроллеры ADAM 5510, I-7000, I-8000, WinCon-8000, WinPAC-8000, ViewPAC. Также в качестве управляющего устройства могут быть использованы одноплатные компьютеры, настольные компьютеры. Единственное требование – это наличие интерфейса RS-485 и поддержка используемых модулями протоколов.

С точки зрения управляющего устройства модули выглядят как наборы регистров, в которых находятся данные: измеренные значения, значения выходных сигналов, иные различные параметры и данные. Управляющее устройство устанавливает связь с модулями и размещает или извлекает значения их регистров. Таким образом осуществляется информационный обмен в системы в целом. Названия регистров, их относительные адреса в памяти модуля, типы хранящихся данных, назначение этих данных составляют так называемую регистровую модель модуля и приводятся в приложениях к руководствам по эксплуатации. Регистровые модели всех MDS-модулей основаны на одинаковых принципах и совпадают в части одинаковых параметров, что упрощает их изучение и использование.

Как подключить датчик пламени к Ардуино

Сенсор огня KY-026 для Arduino ► позволяет определить наличие открытого пламени. Рассмотрим устройство датчика, как подключить flame sensor к Arduino Uno.

Датчик огня KY-026 (flame sensor Arduino) позволяет определить наличие открытого пламени с помощью инфракрасного приемника. На основе датчика можно создать пожарную сигнализацию в доме и много других полезных устройств. Рассмотрим устройство данного сенсора, как его правильно подключить к микроконтроллеру Arduino Uno и разберем работу модуля на примере двух простых программ.

Устройство датчика пламени для Ардуино

Производится flame sensor для Arduino в двух вариантах — с тремя или с четырьмя контактами, распиновка датчика пламени размещена на картинке ниже. Оба варианта имеют цифровой выход. На датчике включается индикатор, а на выходе появляется сигнал истина (логическая единица), если обнаружено пламя, и ложь (логический нуль) при отсутствии пламени в пределах видимости инфракрасного приемника.

Распиновка цифрового и аналогового датчика пламени Ардуино

Датчик огня с четырьмя ножками имеет дополнительно аналоговый выход, который сообщает не только о наличии сигнала, но и сообщает его характеристику. Таким образом, с помощью сенсора можно определять не только наличие открытого огня, но и его масштаб. ИК датчик реагирует излучение в диапазоне 750 — 1100 нм, на практике сенсор реагирует не только на огонь, но и на солнце или лампы накаливания.

Кроме ИК приемника на модуле размещен подстроечный резистор для калибровки чувствительности датчика и другие радиоэлементы с обозначением. Схема подключения датчика к плате Arduino размещена на картинке ниже. В примерах мы используем порт A1 в качестве цифрового и аналогового входа, в скетче можно изменить порт и использовать для обработки сигнала любой микроконтроллер.

Подключение датчика пламени к Ардуино

Для занятия нам понадобятся следующие детали:

  • плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
  • модуль датчика пламени;
  • беспаечная макетная плата;
  • светодиод и резистор;
  • провода «папа-мама», «папа-папа».

Схема подключения датчика пламени (flame sensor) к Arduino

На плате датчика есть подписи у контактов для подключения к Arduino Nano или Uno. Датчик питается от 5V и выдает цифровой или аналоговый сигнал, в зависимости от модификации. В примерах мы покажем, как подключить датчик огня к Ардуино, используя аналоговый и цифровой выход сенсора ky-026, чтобы включать/выключать светодиод от платы. Соберите схему, как на картинке и загрузите следующий скетч.

Скетч для цифрового датчика пламени (KY-026)

Пояснения к коду:

  1. для приема цифрового сигнала с датчика KY-026 используется порт A1, который можно поменять в скетче на любой порт общего назначения;
  2. данный датчик имеет на цифровом выходе сигнал «логическая единица» при появлении открытого огня на расстоянии до 1 метра от ИК приемника.

Скетч для аналогового датчика пламени (KY-026)

Пояснения к коду:

  1. для приема сигнала используется аналоговый порт, который можно поменять. Данные с датчика выводятся на мониторе порта Arduino IDE
  2. в условии значение flame при котором будет включаться и выключаться светодиод следует поставить свои.

Похожие записи по теме:

2 комментариев для “Пример: Как подключить датчик пламени к Ардуино”

А как сделать два соединения от резистора и от датчика к GND на плате.

Виды и примеры Ардуино модулей

Ардуино – одна из удобнейших систем микроконтроллеров, позволяющих инженеру реализовать любую свою задумку, без лишних проблем в программной части. Всё, что необходимо, уже присутствует в бесплатных библиотеках, которые можно скачать на нашем сайте.

Читать еще:  Пароль от Вай-Фай написан на роутере

А благодаря модульности появляется возможность сконструировать любую систему, в зависимости от необходимости. Начиная с простого смарт-прибора для контроля освещённости и температуры в помещении, и заканчивая умными аграрными системами. Давайте же разберёмся, что такое Ардуино модули и какие их виды существуют.

Зачем нужен модуль для Ардуино

Для начала стоит понять, зачем вообще подобная модульность необходима. Ведь, казалось бы, Ардуино – это всего лишь микроконтроллер, к которому можно приспособить любой сторонний датчик. Но на деле всё не так просто, как раз из-за программной части и других особенностей системы, поэтому, для расширения функционала, и присутствуют специальные Аrduino модули, позволяющие приспособить МК к любым потребностям человека, который его использует. Это основная функция, объясняющая необходимость модульности, помимо неё, присутствуют и другие причины такого решения:

  1. Стандартизированный набор датчиков с одинаковыми характеристиками позволяет писать универсальные решения для различных ситуаций. Таким образом, захотев воплотить в жизнь какой-то проект, вам не нужно самостоятельно изучать язык программирования и создавать уникальную электросхему. В большинстве случаев, уже готовая система или какие-то её части присутствуют в свободном доступе, инженеру лишь остается их правильно скомпоновать, что значительно экономит время при реализации задумок.
  2. Простота работы с Ардуино. Уже описанная выше стандартизация, позволяет быть уверенным, что купленный вами датчик или специальный модуль, не нужно будет подключать с помощью дополнительных шлейфов или переходников. Хоть иногда и появляется необходимость самостоятельно паять платформу под Ардуино, но, в большинстве случаев, вы можете приобрести уже готовую, под конкретные модули и потребности. Более того, существуют универсальные платы, полностью раскрывающие возможности модульной системы.

Условно, модули для Ардуино можно разделить на два гигантских лагеря, у которых уже присутствуют свои ответвления:

  1. Датчики. Разнообразные системы или контроллеры, позволяющие считывать, отправлять и обрабатывать информацию. Хотя последние иногда относят ко второму классу модулей, но из-за тесной связи с устройствами ввода-вывода их лучше причислить именно к датчикам, тем более, зачастую они выполняют сразу две функции. Все эти устройства направленны на расширение аппаратного функционала системы, например, чтобы дать возможность Ардуино считывать расстояние до объекта или влажность воздуха, что просто необходимо для многих систем.
  2. Модули, расширяющие вычислительные мощности проекта. Это различные карты памяти, дополнительные буферы для проведения операций и вспомогательные многопоточные процессоры. К ним же можно отнести вариации самого микроконтроллера, характеристики которого варьируются от версии к версии. Они направлены именно на улучшение возможностей программной части системы, например, дополнительные карты памяти позволяют хранить больше информации в различных кодеках, чтобы воспроизводить какие-то аудиодорожки. Особенно необходимы при проектировании сложных систем с нейросетями или в робототехнике, в которой также используется Ардуино.

Сами же датчики отдельно делятся на:

  1. Устройства ввода или получения информации. Это различные сканеры, которые позволяют получить данные об окружающей среде, будь то уровень освещённости или влажности воздуха. С их помощью возможно ввести различные переменные, в зависимости от которых система будет определять свои дальнейшие действия. Являются базой для большинства систем, и без них невозможно реализовать любой смарт-девайс. Простейшим примером будет всё тот же датчик расстояния, хотя и их существует несколько видов.
  2. Устройства обработки информации. Зачастую уже встроены в предыдущий тип, из-за чего считаются комбинированными, но нередко такие модули устанавливаются и отдельно. Имеют небольшой объем памяти или вовсе продаются без него, и способны выполнять лишь простые промежуточные операции. Подобным модулем можно считать даже МК Ардуино различных версий, но не стоит их путать с устройствами, расширяющими вычислительные возможности главного контроллера, ведь они именно выполняют операции.
  3. Устройства вывода информации. У большинства ассоциируются с простейшим ЖК-экраном, хотя это далеко не единственная разновидность данных девайсов. Необходимы для того, чтобы выводить результаты вычислений, для получения фидбека от системы и проверки различного функционала. Бывают звуковыми, визуальными и тактильными, соответствуя каждому из органов чувств человека. Также могут комбинироваться с первыми двумя видами, становясь гибридным дополнением к микроконтроллеру.

Существуют и разновидности дополнений, без строгой типизации, так как их сложно отнести к какой-то конкретной группе устройств. Это происходит или из-за узкой направленности их функционала, или из-за изначальной гибридности модулей.

К ним можно отнести различные девайсы, для передачи информации по сети или другим протоколам, так как, с одной стороны, они расширяют программный функционал продукта, используя протоколы, которые невозможно реализовать через стандартные аппаратные возможности, а с другой – как раз дополняют последние.

Технические характеристики, свойства и функции

Технические характеристики и функционал напрямую зависят от докупаемого пользователем модуля, поэтому невозможно выделить конкретные свойства продуктов. Единственная их общая черта – специальная распиновка, для подключения к платформам Ардуино, без которых было бы невозможно или крайне тяжело выполнять связь между микроконтроллером и устройством. В остальном, все характеристики крайне вариативны и зависят от девайса к девайсу.

Примеры популярных Ардуино модулей

Ультразвуковой дальномер HC-SR04

Самый популярный ультразвуковой датчик, которые работает по следующему принципу: отправляет ультразвуковую волну, считает время, за которое она возвратится. Мы знаем скорость звука и время, за которое волна вернулась, а далее мы рассчитываем расстояние до объекта. Данный модуль стоит довольно дешево, диапазон измерений от 2 см до 4 метров.

Инфракрасный дальномер Sharp

Также довольно широко используются дальномеры Sharp с рабочим диапазоном от 20 см до 1,5 метров. Цена таких модулей выше, чем звуковых дальномеров.

Модуль температуры и влажности DHT11

Этот Ардуино модуль измеряет температуру в диапазоне от 0 до +50 °C и влажность от 20 до 90%. Часто используется для измерений данных в комнате или теплице. Также оченб популярен при создании систем по управлению климатом или умных домов.

Барометр BMP085 или BMP180

С помощью модуля Барометр можно определить атмосферное давление от 30 до 110 кПа. Используется при создании на базе Ардуино аналогов метеостанциё.

Модуль-датчик влажности почвы FC-28

Модуль измеряет влажности почвы или среды в которую его втыкают. Состоит из двух частей. Его используют для автоматизированного полива растений.

Bluetooth HC06

Помогает организовать беспроводную связь Ардуино с компьютером, телефоном или другими устройствами.

Как подсоединить

Подсоединяются модули с помощью всё той же распиновки, но не напрямую к МК. Зачастую для этого используют специальные платформы с дорожками, которые делаются самими инженерами или заказываются отдельно.

В первом случае чаще всего применяют химический способ изготовления плат с помощью сильных щелочей. Дорожки заранее прочерчиваются, и на них наклеивают стойкий материал, беря за основу, например, медную плату. Затем, вследствие химической реакции, окисляется всё, кроме защищенных участков, служащих в качестве проводников тока.

Стоимость

Стоимость дополнительных датчиков и других девайсов также крайне вариативна, может начинаться от 50 центов и заканчиваться десятками долларов. Всё напрямую зависит от того, где вы их заказываете, конкретной разновидности и множества других факторов, поэтому выдать какое-то среднее арифметическое по их цене – невозможно.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector