Ureնշման զգայուն հատակի սենսոր `9 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Այս Ուղեցույցում ես կկիսեմ ճնշման զգայուն հատակի գորգերի դիզայնի համար, որն ունակ է հայտնաբերել, երբ կանգնած եք դրա վրա: Չնայած այն չի կարող ձեզ ճիշտ կշռել, այն կարող է որոշել ՝ դուք կանգնած եք դրա վրա ձեր ամբողջ քաշով, թե՞ պարզապես նրա հետ եք շփվում:

Գորգը չափում է մարդկանց ՝ օգտագործելով Velostat- ը, նյութ, որը փոխում է իր էլեկտրական դիմադրությունը `դրա վրա կիրառվող ճնշման չափման հիման վրա: Ես ամբողջ գորգը պատրաստեցի մինչև 20 եվրոյով (առանց գորգի):

Քայլ 1: Այն, ինչ ձեզ հարկավոր կլինի

Սենսոր ստեղծելու համար ձեզ հարկավոր է.

• Վելոստատ. Գորգի տակ բավականաչափ տարածք ծածկելու համար ես օգտագործեցի 28 սմ (11 ") 2 քառակուսի, որոնք գնվել էին Adafruit վերավաճառողի մոտ:
• Պղնձե ժապավեն. Ես օգտագործել եմ 5 մմ լայնություն և մոտ 6-7 մ ժապավեն:
• Բարակ մեկուսիչ ժապավեն. Ես օգտագործել եմ 25 մմ լայնությամբ կապտոնային ժապավեն:
• Ուզում են գորգը ինչ -որ բանի հետ կապել:
• Eringոդման երկաթ մի անագով:
• Փորձարկման համար մուլտիմետր:

Այս գորգը միկրոկառավարիչով իրականում օգտագործելու համար ձեզ հարկավոր է.

• 47 օհմ դիմադրություն (կամ նույնքան փոքր արժեք):
• (ըստ ցանկության, N ալիքի mosfet 10k դիմադրիչով և 220ohm դիմադրիչով):

Քայլ 2. (Ինչպես չօգտագործել պղնձե ժապավենը Velostat- ին)

Ես կսկսեմ պատմելով, թե ինչպես ՉԻ Կիրառել պղնձե ժապավենը Velostat- ին:

Ես սկսեցի ենթադրելով, որ ժապավենի վրա «հաղորդիչ սոսինձը» հաղորդիչ էր: Սա արդարացի ենթադրություն թվաց, բայց կամ իմ ժապավենը այս «հաղորդիչ սոսինձ» տեսակի չէ, կամ «հաղորդիչ» մասը հազիվ հաղորդիչ է:

Ես սկսեցի կապոստոնային ժապավենով երկու կողմերում իրար կպցնելով Վելոստատի 2 քառակուսիները: Այնուհետև ես կտրեցի 25 սմ երկարությամբ պղնձե ժապավեններ և դրանք կիրառեցի հավասար ընդմիջումներով: Երկու կողմից պղնձե ժապավենը գտնվում է ճիշտ նույն տեղում, այնպես որ պղնձի միջև կա միայն Velostat- ի բարակ շերտ: Պատկերներում գորգի սխեմատիկ տեսք `կտրվածքի համար` ակնարկի համար:

Պղնձե ժապավենի երկար ժապավենը (մոտ 50 սմ) օգտագործվում է բոլոր շարքերը երկու կողմերում իրար միացնելու համար:

Երկու կողմերում մետաղալարեր կպցվեցին, և կատարվեց դիմադրության չափում:

Երբ ես փորձեցի այն փորձարկել, մուլտիմետրի արժեքները կտրուկ կշարժվեին 10k- ից մինչև 100ohm: Բացի այդ, գորգի վրա կանգնելը կամ չափման համար շատ քիչ տարբերություն է առաջացրել: Ինչ -որ բան սարսափելի սխալ էր: Theապավենի արագ չափումը ցույց տվեց, որ սոսինձն իրականում այդքան էլ հաղորդիչ չէր: Նյութերի սենդվիչը պղինձ էր, սոսինձ, Velostat, սոսինձ, պղինձ, իսկ սոսինձը մի տեսակ մեկուսիչ էր:

Պատմության բարոյականությունը, կատարեք փոքր մասշտաբի թեստեր, եթե վստահ չեք, որ այն կաշխատի:

Քայլ 3. Փոքր մասշտաբի փորձարկում

Վերադառնալ գծագրին: Պղնձե ժապավենի սոսինձ կողմը հստակորեն բավականաչափ չի անցկացնում: Առջեւի կողմը, սակայն, մաքուր պղինձ է: Իսկ եթե ես ժապավենը շրջեմ այնպես, որ պղնձե կողմը նայի դեպի Վելոստատ:

Երկու կողմերից մեկ հետք շրջվեց: Ես վերցրեցի ժապավենը, որը կողք կողքի էր, և կպցրեցի մի կտոր կապտոնային ժապավենի: Պղնձե ժապավենի վերաօգտագործումը բարդ է, բայց այս իրերը փոքր -ինչ չափազանց թանկ են պարզապես դեն նետելու համար: Կապտոնային ժապավենի այս կտորը, որի պղնձը կպչուն կողմից նայված է, խրված էր Վելոստատի վրա:

Կատարվեց նոր չափում: Սա ակնթարթորեն տվեց կայուն արդյունք: Չնայած մի բան. Թվում էր, թե մեկ հետքը 24 օմ է, երբ բարձր է, և 200 ՝ ցածր: Սա այն դեպքում, երբ ձեռքով սեղմում էի միայն մի փոքր քանակություն: Եթե ես ունեմ 12 հետք և լիովին կանգնած եմ դրա վրա, գորգը կարող է իջնել 1 օմ -ից ցածր ՝ չափազանց մեծ հոսանք քաշելով:

Ես վերանայեցի դիզայնը, որպեսզի ժապավենի միայն փոքր մասերը շփվեն Վելոստատի հետ: Այս կերպ ես հույս ունեի, որ դիմադրությունը կստանամ կառավարելի չափի:

Քայլ 4. Պղնձե ժապավենի կիրառումը Velostat- ին

Armedինված այն գիտելիքներով, թե իրականում ինչպես կատարել այս աշխատանքը, ես ձեռնամուխ եղա սենսորների գորգի վերանորոգմանը: Լուսանկարներում կտեսնեք, որ հին գորգը փոխվում է նորի:

Առաջին բանը, որ ես արեցի, փոքր կտոր ժապավեն ավելացնելն էր ՝ որպես մեկուսիչ: Կասետը երկու կողմերում է: Կասետի միջև եղած բացերը պետք է լինեն որոշակի հաստատուն և մոտ 1-3 սմ մեծ ՝ կախված այն բանից, թե որքան դիմադրություն եք ցանկանում: Անհրաժեշտ է, որ բացը երկու կողմերում էլ նույն տեղում լինի:

Ձեռք բերեք պղնձե ժապավենի և կապտոնային ժապավենի մի շերտ այնքան երկար, որ կարող է անցնել Վելոստատը: Պղնձե ժապավենը պետք է լինի 1-2 սմ երկար, քան կապտոնային ժապավենը: Կպցրեք պղնձե ժապավենը կապտոնային ժապավենի կպչուն կողմում, իսկ պղնձե ժապավենի մի կողմը անցնում է կապտոնային ժապավենի կողքով:

Կպչեք հավաքումը Վելոստատին, մեկուսիչների վրա: Համոզվեք, որ պղինձը երկու կողմից նույն տեղում է: Նաև համոզվեք, որ պղնձի ավելցուկը ամեն անգամ նույն կողմում է: Fալեք ավելորդ պղնձի վրայով, որպեսզի տեղ ունենաք պղնձի միացնող ժապավենը ամրացնելու համար: Խորհուրդներից մեկն այն է, որ պղնձի ավելցուկն ունենա գորգի մեկուսացված մասի վրա, որպեսզի հետագայում ավելի հեշտ լինի այն կպցնել:

Կրկնեք այս քայլը բոլոր տողերի համար:

Ավելացրեք պղնձե ժապավենի վերին շարքը, որը միացնում է պղնձի բոլոր նախկինում ամրացված շերտերը: Խելամիտ է այս շարանը մեկուսացնել Velostat- ից `կանխելու անցանկալի շորտեր կամ արտահոսքեր: Վերին տողը միանում է նախորդ քայլերում մնացած ներդիրներին:

Fullyգուշորեն կպցրեք բոլոր կարճ շերտերը վերին շերտին: Այս զոդումը անհրաժեշտ է, քանի որ հակառակ դեպքում վերին շերտը չի շփվի պղնձի շարքերի հետ: Carefulգույշ եղեք, որպեսզի պղնձի վրա շատ ջերմություն չավելացվի: Պղնձը տեղադրված է պլաստիկի վրա (Velostat), և պլաստիկի հալվելը վատ կլինի:

Երկու կողմերում լարերը կպցրեք վերին շարքերին: Ամենուր լավ է, ես անկյուն ընտրեցի:

Փորձարկեք գորգը `համոզվելու, որ այն աշխատում է: Մուլտիմետրը միացրեք գորգին և տեսեք, թե արդյոք դիմադրությունը նվազում է, եթե սեղմում եք չմեկուսացված մասերից որևէ մեկին: Նաև ստուգեք, արդյոք դիմադրությունը որոշ չափով կայուն է, եթե ոչինչ չեք անում: Եթե դա այդպես է, շնորհավորում եմ, այժմ գորգը գործում է:

Որպես վերջին քայլ, կիրառեք կապտոնային ժապավեն բոլոր բացված պղնձի վրա: Թեև դա, հավանաբար, կարճ շորտեր չի առաջացնի, բայց վատ ձև է բաց պղնձը թողնելը:

(Սխեմատիկ պատկերներում պղնձի վերին տողը ցուցադրված չէ: Պատկերը ծառայում է միայն կապտոնի և պղնձի կազմաձևը ցույց տալու համար, որպեսզի այս գորգը աշխատի):

Քայլ 5: Գորգի փորձարկում

Նոր գորգը միացված էր բազմիմետրին ՝ այն նորից փորձարկելու համար: Այս անգամ, առանց բեռի կիրառման, գորգի դիմադրությունը կայուն 17-20 օմ է:

Երբ ես ամբողջովին կանգնում եմ գորգի վրա, դիմադրությունը նվազում է մինչև 4-6 օմ: Գորգի վրա մեկ ոտքը տալիս է մոտ 10 օմ:

Սա մի փոքր ավելի ցածր է, քան ես գոհ եմ, բայց դա դեռ աշխատունակ արժեք է: Առանց բեռի և գորգի վրա կանգնած մարդու միջև շատ տարբերություններ կան: Կատարված դիտարկումն այն է, որ ճնշումն իրականում չի սահմանում դիմադրությունը: Մակերևույթը անում է: Եթե ես ավելի քիչ քաշ ունեցող գորգի վրա եմ կանգնում, դիմադրությունն ավելի ցածր է դառնում, քան եթե ես իմ ամբողջ քաշով կանգնած եմ մեկ տեղում: Ինչի համար է ինձ պետք այս սենսորը, սա հիանալի է, բայց մտադիր եղեք այն կառուցելիս:

Քայլ 6: Միացրեք այն

Քանի որ գորգը պարզապես մեծ փոփոխական դիմադրություն է, գորգից չափումներ կատարելը բավականին պարզ է:

Ամենապարզ միջոցը լարման բաժանարարի օգտագործումն է: Addնշման տվիչի գորգից առաջ ավելացրեք դիմադրություն (սխեմաներում կոչվում է R_mat) և չափեք դիմադրության և գորգի միջև ընկած կետը (կոչվում է MatA1): Ես օգտագործել եմ 47 օմ, բայց ձեր գորգը կարող է այլ բանի կարիք ունենալ: Իմ տրամաբանական մակարդակը 3.3 Վ է, կարող եք օգտագործել ձեր տրամաբանական հզորության ցանկացած մակարդակ:

Ես գորգին ավելացրի կամընտիր անջատման միացում: Ես չէի ուզում, որ մշտական 50 մԱ ոչ -ոքի իմ գորգին: Ես պարզապես չգիտեմ, թե ինչպես է Velostat- ին դուր գալիս դրա միջով անընդհատ հոսանքը, և ես ակնկալում եմ, որ դա վատ կլինի գորգի երկարակեցության համար: Շղթան բաղկացած է N- ալիքի mosfet- ից `պահանջվող դիմադրիչներով: Երբ ուզում եմ ընթերցանություն վերցնել, միացնում եմ մոսֆետը: Մնացած ժամանակ մոսֆետն անջատված է, և գորգը դրա միջով անցնելու ուժ չունի:

Քայլ 7: Ինչպես օգտագործել այն

Arduino- ի (կամ որևէ այլ միկրոկոնտրոլերի) հետ գորգ օգտագործելը պարզ է: Եթե ունեք միայն լարման բաժանարար, պարզապես ձեր գորգը կցեք անալոգային կապին, մուտքագրեք այն գամասեղը, որին կցում եք գորգը և օգտագործեք անալոգային ընթերցման հրաման: Սրանից ստացված արժեքը կնվազի `կախված նրանից, թե որքան քաշ է կիրառվում գորգի վրա:

Եթե տեղադրված է mosfet- ը, չափումներ կատարելուց առաջ հիշեք, որ mosfet- ի մուտքը բարձր դարձնեք: Այլապես, դուք պարզապես կչափեք լարումը, որն օգտագործել եք գորգի համար (իմ դեպքում `3.3 Վ):

Արժեքը, որը դուք ստանում եք գորգից, ժամանակի ընթացքում շատ չի փոխվում: Ես պարզապես օգտագործում եմ շեմային արժեք `որոշելու, թե արդյոք ինչ -որ բան կանգնած է գորգի վրա, և մեկ ամիս շարունակական օգտագործման արդյունքում գորգը դեռ լավ է աշխատում:

Քայլ 8: Ինչ կանեի այլ կերպ հաջորդ անգամ

Projectրագրի հետ կապված մի կարևոր բան այն է, որ ես առաջին հերթին պատշաճ կերպով կփորձարկեի գորգի փոքր մասշտաբի տարբերակը: Ես իրականում պղնձի մի փոքրիկ կտոր արեցի «Վելոստատ» -ի վրա, թվեր տեսա բազմիմետրում և ենթադրեցի, որ ամեն ինչ աշխատում է: Սա սխալմունք էր:

Գորգի հետ կապված կետն այն է, որ ես կօգտագործեի պղնձի ավելի փոքր կտորներ: Ես այս պահին ունեմ 48 կտոր 2-3 սմ պղնձի կտոր: Սա պարապուրդի ժամանակ տալիս է 20 օմ դիմադրություն, իսկ դրա վրա կանգնելիս `մոտ 5 օմ: Թեև սա գործունակ թիվ է, ավելի հեշտ կլիներ, եթե այն մի փոքր ավելի ցածր լիներ: Այս գորգի համար 1 սմ բաց պղնձը ավելի քան բավարար կլինի: Ես այլևս չեմ պատրաստվում դա անել իմ վրա, բայց գուցե ինչ -որ մեկը, ով ցանկանում է դա անել, կարող է օգուտ քաղել դրանից:

Քայլ 9: Ինչպես եմ այն օգտագործում

Ինչու՞ եմ հատուկ պատրաստել ճնշման նկատմամբ զգայուն գորգը: Ես պատրաստել եմ մի շքեղ ESP32 զարթուցիչ: Այն միացված է իմ Domoticz համակարգին, այն կարող է վերադարձնել սենսորային արժեքներ, ինչպիսիք են CO2- ը և ջերմաստիճանը, և կարող է վերահսկել իմ լուսավորությունը: Այն նաև պատմում է ժամը և ահազանգ ունի:

Այստեղ է, որ գալիս է սենսորային գորգը: Ես արթնանալու իրական խնդիր չունեմ: Ես արթնանում եմ արթնանալու լույսով և սովորաբար արթնանում եմ, երբ պետք է դուրս գալ: Այնուամենայնիվ, ես անկողնուց վեր կենալու խնդիր ունեմ: Գորգը ստիպում է ինձ վեր կենալ անկողնուց: Theարթուցիչը անջատվում է միայն այն ժամանակ, երբ ես իրականում կանգնում եմ գորգի վրա (կամ վարդակից քաշում եմ զարթուցիչից): Սա ինձ ստիպում է վեր կենալ անկողնուցս, և երբ ես անկողնուց դուրս եմ գալիս, ես հազվադեպ եմ վերադառնում: Թեև դա մի փոքր չափազանց լուծում է խնդրին, որն ունի բազմաթիվ այլ լուծումներ, ես գոհ եմ դրանից: Մինչ այժմ, ես մոտավորապես մեկ ամիս ամեն առավոտ ժամանակին արթնանում էի: Նախկինում ես քնում էի մինչև մեկ ժամ:

Alarmարթուցիչս միանալուց 20 րոպե առաջ գորգը ակտիվանում է: Գորգը միանում է, տևում է լարման ընթերցում, և գորգը նորից անջատվում է: Սա տեղի է ունենում ամեն վայրկյան: Երբ ես կանգնած եմ գորգի վրա, ահազանգից առաջ կամ դրա ընթացքում, այն անջատում է ահազանգը: