Ардуино уно и датчик вибрации с реле: включаем светодиод

Датчик вибрации Ардуино

Датчики вибрации Ардуино (их еще иногда называют датчиками сигнализации) применимы для выявления внешних воздействия вибрационного характера и широко используются в противоугонных автомобильных системах, различных охранных сигнализациях, позволяют детектировать вибрации при начинающемся землетрясении. В этой статье мы рассмотрим строение датчика и схему подключения к платам Arduino.

Особенности конструкции и принцип действия датчика вибрации

Основной элемент датчика – металлическая пружина гибкой структуры, расположенная во внутренней части трубки из пластика. При наличии каких-либо воздействий на нее она начинает колебаться. Усиление сигнала происходит за счет его подачи сначала на операционный усилитель, а потом на выход аналогового типа. Важным элементом датчика вибрации является потенциометр, который регулирует чувствительность прибора, и позволяет устанавливать необходимый порог срабатывания.

Датчик вибрации имеет три выхода:

  • Земля;
  • Питание;
  • Выход аналогового сигнала А0.

Находящийся на плате потенциометр позволяет настроить его чувствительность. Он представляет собой переменный резистор c сопротивлением регулируемого типа. На плате датчика также присутствуют светодиоды, которые сигнализируют о наличии питания. Кроме того, некоторые разновидности оснащаются цифровым выводом D0, который выдает логический ноль при достижении порогового значения уровня вибрации.

В состоянии покоя модуль находится в разомкнутом состоянии, и протекания тока по нему нет. При наличии внешних вибрационных воздействий за счет раскачивания пружины происходит кратковременное замыкание контактов. В результате происходит сработка датчика, и на выходе появляется логический 0.

Технические параметры датчиков вибрации для Ардуино (могут отличаться в зависимости от модели устройства):

  • Питающее напряжение от 3 до 5 В;
  • Ток потребления 4-5мА;
  • С наличием или отсутствием цифрового выхода;
  • С наличием или отсутствием регулировки чувствительности.

Датчики могут отличаться по весу и габаритам, но обязательно содержат монтажное отверстие для крепления к плате.

Варианты применения

Наиболее актуальным применение датчиков вибрации может быть реализовано в сфере охранной сигнализации различного назначения. За счет высокого уровня чувствительности такие устройства могут реагировать на вибрации широкого диапазона интенсивности, улавливая колебания во всех плоскостях. Благодаря простому способу подключения, датчики вибрации применяются для реализации самых разнообразных проектов:

  • Системы охраны;
  • Сигнализации;
  • Электронные замки;
  • Детекторы движения;
  • Противоугонные системы;
  • Сейсмостанции;
  • Детские игрушки;
  • Бытовые приборы;
  • Спортивный инвентарь.

Пример реализации

Схема подключения датчика вибрации к ардуино

Вариантом использования вибрационного датчика может стать охранная сигнализация, в которой при ударе о поверхность, с закрепленным на ней устройством, происходит сработка (в данном примере загорится светодиод, присоединенный к пину 13). Для проекта следует подготовить такие детали:

  • плату Arduino Uno;
  • датчики вибрации 801S или Logo sensors v1.5;
  • макетную плату;
  • соединительные провода.

Сборка схемы производится согласно рисунку. Цифровой вывод DO соединяем с цифровым пином 2. При наличии вибраций значение сигнала многократно увеличивается и при достижении порогового значения, которое устанавливается потенциометром, на вывод DO подается логическая единица. Мы обрабатываем эту ситуацию, считывая значение функцией digitalRead, после чего подаем с помощью функции digitalWrite 5В на порт 13 и загорается встроенный в плату светодиод.

Подключение датчика вибрации к Ардуино

Датчик вибрации Arduino ► используется для определения наличия внешних вибрационных воздействий на модуль и применяется при создании домашней сигнализации.

Датчик вибрации Arduino (ky-002) используется для определения наличия внешних вибрационных воздействий на модуль и применяется при создании домашней сигнализации. Рассмотрим несколько примеров использования датчика, представим на этом занятии несколько схем подключения сенсора вибрации к плате Ардуино и продемонстрируем простой скетч с использованием цикла while() в языке C++.

Принцип работы датчика вибрации

Данный сенсор может выпускаться в виде модуля, например, SW-420, logo sensors v1.5 или сенсора вибрации 140с001 для Ардуино. Основа датчика SW-420 – металлическая пружина внутри пластиковой трубки, которая начинает колебаться при вибрации. На модуле имеется усилитель сигнала, подстроечный резистор, для регулировки чувствительности датчика и три вывода для подключения к микроконтроллеру.

Распиновка Logo sensors v1.5 и 801S Vibration Sensor Module

Внутри сенсора 801S находится металлический шарик на пружинке, который реагирует на малейшие колебания. Принцип работы данных датчиков можно сравнить с тактовой кнопкой — если контакты на кнопке замыкаются, когда мы на нее нажимаем, то контакты в рассматриваемом нами датчике замыкаются при возникновении вибрации. Рассмотрим далее, как подключить датчик вибрации к плате Arduino UNO.

Logo sensors v1.5 имеет три выхода — GND и VCC для питания и вывод аналогового сигнала A0, который подключается к любому аналоговому входу. Модуль вибрации 140C001 801S имеет дополнительно цифровой порт, при достижении определенной величины вибрации (устанавливается подстроечным резистором) на порт выдается логический ноль — поэтому его можно использовать автономно, без контроллера.

Как подключить датчик вибрации к Ардуино

Для занятия нам понадобятся следующие детали:

  • плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
  • макетная плата;
  • датчик вибрации (ky-002);
  • 1 светодиод и 2 резистора на 220 Ом;
  • 1 тактовая кнопка;
  • провода «папа-папа», «папа-мама».

Как подключить датчик вибрации к Ардуино УНО

Чтобы использовать модуль KY-004 или датчик HDX в качестве сенсора колебаний следует использовать различные схемы подключения. Модуль SW-420 или датчик вибрации 140с001 801s следует подключать напрямую к Arduino, согласно распиновке (см. схему выше). Датчик HDX в виде одного элемента необходимо подключать через резистор к цифровому или аналоговому входу на микроконтроллере, как на схеме.

Счетч для датчика вибрации Arduino (KY-002)

Пояснения к коду:

  1. в первой строчке программы, для удобства, мы присвоили имя SENSOR для аналогового входа A0 с помощью функции #define ;
  2. в вашем случае значения sens могут быть абсолютно другие — все зависит от настройки чувствительности датчика;
  3. условный оператор if позволяет определить действие при истинном условии.

В предложенном скетче светодиод будет включаться только при наличии вибрации и выключаться при ее отсутствии, что не совсем подходит для устройства сигнализации. Для правильной работы следует доработать скетч и подключить тактовую кнопку. Светодиод не должен выключаться при окончании вибрации (иначе мы не заметим, что датчик сработал), а возвращаться в режим ожидания только при нажатии на кнопку.

Урок 8 — Подключаем реле к Arduino. Пример работы и скетч

Подключить реле к Arduino достаточно просто. Для примера мы будем использовать Скетч и подключения из урока: Урок2. Нажатие кнопки без ложных срабатываний.Устраняем дребезг кнопки

В схеме вместо светодиода с резистором подключим реле. Вот так выглядит схема подключения реле к Arduino UNO . К другим версиям например Arduino NANO схема не будет иметь отличий.

Как видим, схема не многим отключается от исходного примера.

Реле может управлять различными бытовыми приборами.

Пара фоток сделанных при снятии видео по данному уроку: Подключение реле к Arduino.

Скетч можно взять из Урок 2. Нажатие кнопки без ложных срабатываний. Устраняем дребезг кнопки без изменений.

Для более красивого и читабельного кода заменим переменную ledPin на relayPin . Так же заменим вспомогательную переменную ledOn на relayOn. У нас получиться вот такой скетч управления реле.

Вы должны понимать, что управлять реле можно и буз Arduino . Данный пример приведен для ознакомления.

Если подключить реле через кнопку с фиксацией . Вот по такой схеме.

То у нас все будет работать отлично. В качестве источника питания 5В можно использовать MICRO USB адаптер 5pin, при подключении от компьютера или адаптера. Так же можно подключить через понижающий трансформатор, например вот такой.

Вывод: Урок показывает как можно с помощью Arduino упровлять реле. Но в простых схемах управления реле использовать платформу Arduino или другой микроконтроллер не целесообразно.

Подписывайтесь на мой канал на Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Спасибо за внимание!

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

Подключаем датчик вибрации к Arduino Uno

Подключаем датчик вибрации с реле к Arduino UNO. Когда датчик обнаруживает вибрацию, загорается светодиод 3 раза по 2 секунды.

Идея проекта появилась при посещении стрелкового тира. Часто, когда попадаешь в цель, нет понимания промахнулся ты или попал. Появилась необходимость включать источник света, который должен мигать 3 раза если на дальней дистанции попадаешь цель. Целью, в нашем случае была металлическая круглая деталь, прикрепленная к металлической раме.

Как это работает

Когда цель ударяется, чувствительный датчик вибрации, закрепленный на задней части целевой рамы, обнаружит вибрацию. Дальше он должен передать сигнал о том, что цель была поражена, включением света 3 раза по такому принципу:

2 сек – ВКЛ, 1 сек – ВЫКЛ / 2 сек – ВКЛ, 1 сек – ВЫКЛ / 2 сек – ВКЛ, 1 сек – ВЫКЛ

Модуль датчика питается от Arduino. С помощью Optocoupler PC817 мы делаем схему для реле отделенную от Arduino UNO.

Реле питается от внешнего источника, в этом случае 3 батареи AA.

На втором видео в конце урока вы можете увидеть, что светодиод, подключенный к реле, заменяется светом, который легко увидеть с расстояния в 200 метров.

Комплектующие

В этом проекте для подключения датчика вибрации к Arduino Uno нам понадобится довольно много деталей:

  • Arduino UNO & Genuino UNO × 1
  • SW-420 Модуль датчика вибрации x 1
  • Оптрон Optocoupler PC817 × 1
  • Транзистор BC 547 × 1
  • 1N4007 – высоковольтный высокоомный номинальный диод × 1
  • Реле 5V DC × 1
  • 5 мм светодиод красный (второй светодиод используется для проверки контакта реле ВКЛ ВЫКЛ) × 1
  • Резистор 220 Ом × 2
  • Макет (на выбор) × 1
  • Провода-перемычки (общий) × 1
  • 4xAA (в этом проекте мы использовали держатель батареи с 3 батареями АА) × 1

Из программного обеспечения нам пригодится:

Все подключения датчика вибрации, Arduino Uno и комплектующих сделайте соответственно схеме выше. Вторая схема отличается наличием реле и Optocoupler PC817.

Собираем проект

Ниже фото собранного проекта со светодиодом и с реле. Внешне всё выглядит довольно громоздко, но если захотеть, то можно устройство сделать более компактным.

Код проекта

Ниже вы можете скачать или скопировать код проекта по подключению к Ардуино датчика вибрации SW-420.

Итоговый результат

Видео #1: светодиод

Видео #2: Реле и лампа

Как мы писали ранее, идея появилась в тире. Но на примере данного урока можно сделать систему безопасности дома, когда включается свет, если нарушитель задел датчик вибрации или предмет к которому он подключен.

Дополнительно можно подключать звуковую сигнализацию – мы уже делали урок по обнаружению дыма и включению сигнализации. Из этого урока вы также можете многое почерпнуть.

Источники:

http://xn--18-6kcdusowgbt1a4b.xn--p1ai/%D0%B4%D0%B0%D1%82%D1%87%D0%B8%D0%BA-%D0%B2%D0%B8%D0%B1%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8-%D0%B0%D1%80%D0%B4%D1%83%D0%B8%D0%BD%D0%BE/

http://portal-pk.ru/news/163-podklyuchaem-rele-k-arduino-primer-raboty-i-sketch.html

http://arduinoplus.ru/arduino-uno-datchik-vibracii/

http://arduinoplus.ru/chto-takoe-kompilyacia-dekompilyacia/

Ссылка на основную публикацию