Датчик вибрации для ардуино

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Arduino и датчик вибрации SW-420

Существует ряд критически важных механизмов или дорогостоящего оборудования, которые страдают от вибраций. В таком случае требуется датчик вибрации, чтобы определить, производит ли машина или оборудование вибрации или нет. Идентификация объекта, который постоянно вибрирует, не является сложной задачей, если для обнаружения вибрации используется соответствующий датчик.

Есть несколько типов датчиков вибрации, доступных на рынке, которые могут обнаруживать вибрации путем определения ускорения или скорости и могут обеспечить превосходный результат. Однако такие датчики слишком дороги, когда используется акселерометр. Акселерометр очень чувствительный и может быть использован для создания схемы детектора землетрясения или сейсмографа. Но есть несколько специализированных и дешевых датчиков, которые также могут обнаруживать только вибрации, одним из таких датчиков является SW-420, который в этом примере мы собираемся связать с Arduino Uno.

Таким образом, в этом проекте базовый модуль датчика вибрации будет сопряжен с популярной платой Arduino UNO, и всякий раз, когда датчик вибрации будет обнаруживать любую вибрацию или рывок, светодиод начнет мигать.

На изображении выше показан вибрационный модуль SW-420, который может работать от 3,3 до 5 В. Датчик использует компаратор LM393 для обнаружения вибрации через пороговую точку и выдачи цифровых данных, 0 или 1. Во время нормальной работы датчик обеспечивает логический 0, а при обнаружении вибрации датчик обеспечивает логическую 1. В модуле имеется три периферийных устройства, два светодиода, один для состояния питания и другой для выхода датчика. Кроме того, имеется потенциометр, который в дальнейшем можно использовать для контроля пороговой точки вибрации. В этом проекте мы будем использовать 5V для питания модуля.

Схема подключения датчика вибрации с Arduino uno приведена ниже.

Светодиод подключен к выводу D13. Модуль питается от имеющегося 5-вольтового контакта Arduino. Заземление и вывод 5V используются для включения питания Arduino, а вывод A5 – для получения данных от датчика вибрации. Вот более наглядное изображение подключения.

Программирование Arduino UNO для сопряжения с датчиком вибрации не требует больших усилий, так как только входной контакт должен контролироваться, чтобы обеспечить требуемую выходную информацию. Код программы следующий.

Схема не требует дополнительной макетной платы. Ее можно просто протестировать с помощью платы Arduino UNO. Светодиод мигает при нажатии на датчик вибрации или изменении его состояния. Светодиод будет мигать, подключенный к контакту 13 Arduino UNO, когда есть некоторые вибрации. Если датчик вибрации не работает, проверьте подключение и питание. Избегайте любых слабых связей между датчиком и микроконтроллером.

Источник

Подключение датчика вибрации SW-420 к Arduino Uno

В современном мире существует ряд механизмов (машин), для функционирования которых критически важно отсутствие вибрации. Наличие вибрации может повредить эти машины. Обнаружение и измерение силы вибраций в настоящее время не является технически сложной проблемой – на рынке сейчас можно приобрести датчики вибрации различных типов. Самые лучшие результаты показывают датчики вибрации на основе акселерометров – они обнаруживают вибрацию при помощи измерения ускорения или скорости. Однако подобные датчики достаточно дороги. Но одновременно с этим существуют несколько специализированных и дешевых датчиков, которые предназначены только для обнаружения вибраций. Одним из таких датчиков является SW-420. В статье мы рассмотрим подключение этого датчика вибрации к плате Arduino Uno.

Модуль датчика вибрации SW-420

Внешний вид этого модуля показан на следующем рисунке.

Модуль датчика вибрации (Vibration Sensor Module) SW-420 может работать с напряжением от 3.3V до 5V. В составе этого модуля присутствует компаратор LM393, который позволяет обнаруживать вибрации выше определенной границы и, таким образом, обеспечивать на цифровом выходе модуля датчика сигнал логической 1 или логического 0. При отсутствии вибраций (нормальный режим функционирования) на выходе датчика присутствует сигнал логического 0, а при обнаружении вибраций на выходе датчика формируется сигнал логической 1. В составе модуля датчика есть и светодиоды: один для индикации подаваемого питания на модуль, а другой – для индикации состояния выхода. Также присутствует потенциометр, с помощью которого можно регулировать границу срабатывания, то есть устанавливать чувствительность датчика. В нашем проекте для питания модуля датчика вибрации SW-420 мы будем использовать напряжение 5V.

Необходимые компоненты

1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
2. Модуль датчика вибрации SW-420 (купить на AliExpress).
3. Светодиод (купить на AliExpress).
4. Соединительные провода.
5. USB кабель для загрузки программы.

Работа схемы

Схема подключения датчика вибрации SW-420 к плате Arduino Uno представлена на следующем рисунке.

Светодиод подключен к контакту D13. Модуль датчика вибрации SW-420 запитывается от контакта 5V платы Arduino. Выход модуля датчика вибрации подключен к контакту A5 платы Arduino.

На следующем рисунке представлена та же самая схема нашего проекта, но нарисованная с помощью программы fritzing – может быть для кого-нибудь она покажется более удобной.

Объяснение программы для Arduino

Написание программы для работы с датчиком вибрации не потребует от нас больших усилий – нам всего лишь нужно проверять состояние контакта платы Arduino, к которому подключен датчик, и на основании результата проверки формировать соответствующие управляющие команды. Полный текст программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим ее основные фрагменты.

Первым делом в программе нам необходимо подключить используемые библиотеки. Поскольку мы писали программу в среде Eclipse IDE, то нам необходимо в программе подключить библиотеку — при использовании Arduino IDE необходимости в подключении этого заголовочного файла нет.

Источник

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:

Схема соединений

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.

Источник

Как подключить датчик вибрации к Ардуино

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 этого занятия нам потребуется:

• 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».

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.

Источник

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.

Источник