Digitrode

В данном материале приведен простой проект для изучения Интернета вещей путем подключения датчика температуры и влажности DHT11 к плате WeMos D1 Mini на основе ESP8266 и передачи данных в приложение Blynk.

Излучение (радиация) – это природное явление, при котором исходный материал излучает энергию в виде волн или частиц. Исходными материалами могут быть солнце, радиоактивные материалы и медицинские процедуры. Радиация существует с незапамятных времен. В популярной культуре радиация известна как вредная энергия, которую можно использовать для разрушения. Хотя это верно с точки зрения контекста, радиация также имеет много полезных применений. Радиация вредна для человека, потому что при длительных высоких дозах она может повредить ткани, изменить структуру клеток и повредить ДНК. По этой причине очень важно полагаться на датчики излучения, особенно в полезных приложениях, где ожидается контакт с человеком.

Датчики излучения предназначены для обнаружения и измерения уровня радиации в данный момент, предоставляя важные данные для безопасности и других целей. В данном материале будут рассмотрены наиболее важные доступные датчики радиации и некоторые промышленные применения.

Знание положения и смещения объекта очень важно во многих приложениях в промышленности и других областях. Инженерные процессы, основанные на этой информации, включают робототехнику, управление с обратной связью и системы безопасности. Положение объекта определяется его координатами относительно известного эталона. Смещение – это перемещение объекта из одного места в другое на определенное расстояние и угол. История датчиков положения восходит к девятнадцатому веку с изобретением Иоганном Поггендорфом в 1841 году потенциометра. Потенциометр измеряет положение подвижного контакта на резистивной дорожке. Позже, в начале двадцатого века, магниторезистивные датчики еще больше продвинули область определения положения. Эти датчики могут измерять изменение сопротивления материала под действием магнитного поля.

Твердотельная электроника, разработанная в 60-х годах, создала новые датчики положения, в том числе линейные регулируемые дифференциальные трансформаторы (LVDT). Два десятилетия спустя были впервые разработаны цифровые датчики положения, обеспечивающие измерения с высоким разрешением, которые можно было интегрировать в компьютерные системы. Последние тенденции продолжают подталкивать к миниатюризации датчиков положения и расстояния. Датчики положения и расстояния предоставляют информацию в режиме реального времени, которая позволяет машинам работать точно и безопасно. Эти датчики работают, обнаруживая изменения физических свойств, таких как смещение, емкость, индуктивность и магнитные поля. В данной статье будут рассмотрены различные датчики положения и расстояния, в том числе потенциометрические, гравитационные, емкостные, радарные, а также датчики толщины и уровня.

Microsoft Excel – полезный инструмент для визуализации и анализа данных. Надстройка Data Streamer позволяет импортировать, просматривать и анализировать оперативные данные с внешних устройств, таких как микроконтроллер Arduino. Это делает сбор данных с датчиков доступным, недорогим и удобным для широкого круга приложений.

Дополнение Data Streamer бесплатное и поставляется с O365, оно считывает значения, выведенные в последовательном порту вашего компьютера, таким же образом данные выводятся в последовательный монитор Arduino IDE. Для этого руководства вам понадобится Microsoft Excel O365 с включенным Data Streamer.

Калибровка – это процесс сравнения выходных сигналов измерительных приборов и устройств с входным сигналом стандартного поверенного прибора. Данный процесс обнаруживает и идентифицирует любую ошибку или погрешность в тестируемом устройстве. Если разница между сигналом калибровочного прибора и сигналом тестируемого устройства находится в установленных пределах, говорят, что калибровка прошла успешно.

Если прибор проходит процесс калибровки, его можно использовать для измерения. Но если калибровка не удалась, прибор или устройство необходимо исправить или заменить. Если требуется ремонт или замена, необходимо выполнить повторную калибровку. Только после успешной калибровки контрольно-измерительный прибор или измерительное устройство можно вернуть в системный процесс.

Датчики уровня – это устройства, которые могут измерять уровень вещества в контейнере, обычно жидкости или гранулированного материала. Выходной сигнал этих датчиков обычно представляет собой величину расстояния, которая оценивает уровень по отношению к размерам контейнера. Полученное расстояние затем можно преобразовать в объемные значения на основе тех же размеров резервуара. Сегодня на рынке доступны различные типы датчиков уровня, каждый со своими уникальными характеристиками и принципами работы.

В данном материале мы рассмотрим принципы работы четырех типов датчиков уровня и некоторые из их применений: емкостные датчики уровня, ультразвуковые датчики уровня, акустические датчики уровня и радарные рефлектометры.

MPU9250 – это компактное и универсальное устройство отслеживания движения, которое сочетает в себе 3-осевой акселерометр, 3-осевой гироскоп и 3-осевой магнитометр. Его бортовой магнитометр можно использовать для оценки «курсового» угла. Курсовой угол, также известный как азимут, относится к направлению, в котором объект или человек указывает или смотрит относительно опорного направления, обычно на север. Обычно он измеряется в градусах, где 0 градусов указывает направление, указывающее на истинный север, а 90 градусов, 180 градусов и 270 градусов указывают на восток, юг и запад соответственно.

Курсовой угол или азимут можно определить, используя показания магнитометра с другими методами калибровки, чтобы точно оценить, в каком направлении находится северный полюс. Это может быть полезно для целей навигации. В рамках данного проекта мы покажем, как с помощью Raspberry Pi Pico и MPU9250 получить такое значение, которое можно преобразовать в направление (север, юг, восток, запад и т. д.).

Зачастую в фильмах про шпионов показывают сцену, где главному герою приходится ловко обходить лазерные лучи для того, чтобы не сработала сигнализация или что-то вроде этого, что могло бы привести к негативному исходу авантюры.

Мы можем сделать некоторое подобие такой лазерной системы безопасности своими руками на основе Arduino. Конечно, она не будет так крута, как в фильмах, но вполне будет функциональна.

В рамках данного проекта мы подключим микроконтроллерную плату Raspberry Pi Pico к пироэлектрическому датчику движения HC-SR501, который используется во многих радиолюбительских проектах. Программировать их взаимодействие будем с помощью MicroPython.

Те из вас, кто собирал проекты на основе Arduino и Raspberry Pi, наверняка знакомы с ультразвуковым датчиком HC-SR04. HC-SR04 представляет собой популярный ультразвуковой датчик расстояния, который полезен для измерения расстояний до нескольких метров. Он работает, испуская ультразвуковой импульс, а затем измеряя время, необходимое для того, чтобы импульс отразился от объекта и вернулся к датчику. Затем это измерение времени можно использовать для расчета расстояния до объекта.

HC-SR04 обычно используется в робототехнике, автоматизации и других приложениях, где важно измерение расстояния. Например, его можно использовать для создания робота, который может автономно перемещаться и избегать препятствий. Сам датчик очень прост в использовании и настройке.