Digitrode
цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы
Детектор электромагнитного излучения на Arduino своими руками
Платформа Arduino уникальна тем, что с помощью нее можно создавать различные полезные (и не очень полезные) в быту устройства. К одним из таких можно причислить детектор электромагнитного поля, простая реализация которого может быть основана на плате Arduino. Такой самодельный детектор может определять присутствие вблизи магнитных полей, генерируемых различными бытовыми приборами, компьютерами, радиосистемами и другим электронным и электричским оборудованием.
Данный проект является довольно простым и рекомендуется новичкам, которые начинают изучать экосистему Arduino.
Схема детектора электромагнитного излучения на базе Arduino представлена ниже.
Схема помимо самой платы Arduino Uno состоит из входной цепи и выходной цепи. Входная цепь, предназначенная для регистрации электромагнитного излучения, в свою очередь состоит из конденсатора и двух диодов. Емкость конденсатора в данном случае составляет 1.5 нФ. В качестве диодов здесь используются диоды 1N4148. Сигнал входной цепи заводится на аналоговый вход A0 платы Arduino. Выходная цепь предназначена для определения уровня электромагнитного излучения и представляет собой светодиодный индикатор, то есть она состоит из десяти светодиодов и десяти подключенным к этим светодиодам токоограничительных резисторов номиналом 470 Ом. Светодиоды в данном случае используются LDA-B10ZX. Светодиоды с резисторами подключаются к цифровым портам ввода/вывода D2-D11.
Ниже представлен скетч (код) для работы детектора электромагнитного излучения на основе Arduino.
Источник
2 Схемы
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Датчики магнитных полей
В продолжение обзоров по готовым модулям различных датчиков к Ардуино платформе, перейдём к датчикам магнитных полей.
Модуль датчика Холла KY-003
Данный модуль предназначен для обнаружения магнитного поля при помощи эффекта Холла. Этот эффект состоит в том, что в проводнике с постоянным током, помещенном в магнитное поле возникает поперечная разность потенциалов 1.
Габариты 28 х 15 мм, масса модуля 1,2 г. На плате имеется два крепежных отверстия диаметром 2 мм на расстоянии 10 мм друг от друга. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» – общий, контакт «S» – информационный. Когда индукция магнитного поля превышает заданное значение на информационном выходе модуля высокий логический уровень сменяется на низкий. На модуле имеется светодиод, который загорается при срабатывании датчика. В качестве иллюстрации можно загрузить на плату Arduino UNO программу LED_with_button [4], и подключить вместо кнопки данный модуль.
Модуль срабатывает только на северный полюс магнита, порог срабатывания достаточно высокий, магнит нужно подносить вплотную. Потребляемый ток 6,3 мА в ждущем режиме и составляет 11 мА при срабатывании.
Из недостатков следует отметить, что довольно сложно найти взаимную конфигурацию магнита и датчика для надежного срабатывания.
Поскольку модуль реагирует на определенное пороговое значение магнитного поля, то самым очевидным применением такого датчика может быть использование этого датчика вместо геркона. Хотя геркон это весьма надежный прибор, все же в его конструкции имеются подвижные механические контакты, в отличие от него датчик Холла никаких подвижных деталей не имеет. К примеру, можно установить данный модуль на дверном косяке, на полотне двери напротив него установить магнит, получится датчик открывания двери для сигнализации или умного дома, аналогично можно организовать подсчет оборотов колеса, закрепив на нем магнит и поместив в непосредственной близости от него этот датчик.
Модуль на основе геркона KY-021
Датчик представляет собой нормально разомкнутый геркон с добавочным сопротивлением 10 кОм 6.
Габариты модуля 24 х 17 мм, масса 1,2 г. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» – общий, контакт «S» – информационный.
Потребляемый ток равен нулю в ждущем режиме и составляет 0,5 мА при срабатывании.
Модуль подключается и испытывается абсолютно аналогично тактовой кнопке [4,7]. Геркон можно использовать в системах сигнализации, для подсчета числа оборотов и т.п. Способов использования герконов великое множество 9.
Модуль датчика Холла (линейный) KY-024
Модуль предназначен для измерения напряженности постоянного магнитного поля 11.
Габариты модуля 44 х 15 х 13 мм, масса 2,8 г., в плате модуля имеется крепежное отверстие диаметром 3 мм. Чувствительным элементом служит датчик Холла SS49E. Индикация подачи питания осуществляется светодиодом L1.
Датчик имеет четыре контакта. «A0» – аналоговый выход, напряжение на котором меняется в зависимости от индукции магнитного поля. Выводы питания «G» – общий провод, «+»– питание +5В. На цифровом входе «D0» присутствует низкий логический уровень, если напряженность магнитного поля не превышает заданного порога, при срабатывании датчика низкий уровень меняется на высокий. Порог срабатывания цифрового канала датчика можно менять многооборотным подстроечным резистором. При срабатывании датчика загорается светодиод L2.
Потребляемый ток 9 мА в ждущем режиме и 11 мА при срабатывании.
Модуль срабатывает только на северный полюс магнита. Максимальное расстояние срабатывания 6 мм.
Аналоговый канал позволяет организовать измерение количественных характеристик магнитного поля. Показания на аналоговом порте Arduino UNO меняются от 550 до 200 единиц в зависимости от расстояния до магнита (в память Arduino UNO была загружена программа AnalogInput2).
Модуль с герконом KY-025
Чувствительным элементом модуля является обычный геркон, работающий вместе с компаратором на микросхеме LM393YD, по заверениям продавцов 13 это позволяет уменьшить, ток, протекающий через контакты геркона, и тем самым увеличить его ресурс.
Габариты модуля 45 х 18 х 13 мм, масса 2,8 г., аналогично предыдущему случаю в плате модуля имеется крепежное отверстие диаметром 3 мм. Индикация питания осуществляется светодиодом L1.
При срабатывании геркона загорается светодиод L2. Потребляемый ток 3,7 мА в ждущем режиме и 5,8 мА при срабатывании.
Какой порог чувствительности должен регулироваться переменным резистором неясно, видимо данные модули с компаратором LM393YD являются стандартными и к ним припаивают различные датчики в зависимости от назначения конкретного модуля. Разумеется, модуль срабатывает дискретно как кнопка, в чем можно убедиться с помощью программы LED_with_button [4]. На выводе «A0» постоянно присутствует напряжение питания +5В. Выводы питания «G» – общий провод, «+»– питание +5В. На цифровом входе «D0» присутствует низкий логический уровень, при срабатывании геркона низкий уровень меняется на высокий. Целесообразность данного модуля, по мнению автора, спорна, учитывая, что и в простейшем случае включения геркона типа модуля KY-021 сила тока, протекающая через контакты геркона, существенно меньше одного миллиампера.
Модуль датчика Холла KY-035
Данный модуль представляет собой микросхему SS49E, без каких либо дополнительных устройств [14]. Установка микросхемы на плате в данном случае может быть объяснена, только требованиями унификации при создании данного набора датчиков.
Габариты модуля 29 х 15 мм, масса 1,2 г. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» – общий, контакт «S» – информационный.
Потребляемый модулем ток составляет около 6 мА и не зависит от состояния датчика.
При отсутствии внешнего магнитного поля на информационном выходе присутствует напряжение равное половине напряжения питания. Внешнее постоянное магнитное поле приводит к тому, что напряжение на информационном выходе начнет увеличиваться или уменьшатся в зависимости от полярности магнита. В этом легко убедиться, используя программу AnalogInput2
С помощью данного модуля можно организовать контроль расстояния до источника магнитного поля, подсчет числа оборотов и т.п. Микросхема чувствительна к магнитному полю с индукцией в диапазоне 600-1000 Гс [15].
Полезные ссылки
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Холла
- http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla
- http://www.14core.com/wiring-hall-effect-sensor-switch-magnet-detector-module/
- http://robocraft.ru/blog/arduino/57.html
- http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-na-osnove-gerkona
- http://www.zi-zi.ru/module/module-ky021
- http://2shemi.ru/mehanicheskie-datchiki-dlya-arduino/
- https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/gerkony/
- http://electrik.info/main/school/419-gerkony-sposoby-upravleniya.html
- http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla-_lineynyiy_
- http://www.zi-zi.ru/module/module-ky024
- http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-magnitnyiy-datchik-s-gerkonom
- http://www.zi-zi.ru/module/module-ky025
- http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla_
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Гаусс_(единица_измерения)
Все файлы документации и программ находятся в общем архиве. Обзор подготовил Denev.
Источник
Детектор электромагнитного поля на Arduino (EMF Detector)
GeekElectronics » Arduino от А до Я » Детектор электромагнитного поля на Arduino (EMF Detector)
Данное устройство поможет вам без труда обнаружить источники электромагнитных излучений, которыми являются все электроприборы, которые нас окружают.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что область применения данного устройства достаточно широка и может с пользой применяться в жизни. В качестве примера могу предложить его для поиска электропроводки, расположенной в стене. Понятно, что такой прибор можно без труда собрать на двух транзисторах,
но надеюсь, что владельцам Arduino такой вариант применения контроллера будет интересен.
Помимо любого контроллера Arduino вам понадобятся только резистор на 3,3 МОм, светодиод и кусок провода.
Светодиод подключаем между землей и 11 PWM выводом контроллера. Резистор вешаем между землей и 5-м аналоговым входом. Также к этому контакту необходимо подключить небольшой кусок провода, который будет использоваться в качестве антенны.
Затем подключаем Arduino к компьютеру и заливаем этот скетч:
int inPin = 5;
int val = 0;
int pin11 = 11;
void setup()
<
Serial.begin(9600);
>
void loop()
<
val = analogRead(inPin);
if(val >= 1)
<
val = constrain(val, 1, 100);
val = map(val, 1, 100, 1, 255);
analogWrite(pin11, val);
>
else
<
analogWrite(pin11, 0);
>
Serial.println(val);
>
Если теперь поднести наше устройство к электрической розетке, то светодиод загорится. В Serial Monitor вы можете наблюдать за уровнем сигнала.
Имейте ввиду, что компьютер также является источником электромагнитного излучения, поэтому рекомендую запитать ваш контроллер от батареи.
Если светодиод горит постоянно, то попробуйте увеличить сопротивление резистора.
Источник