جزء كبير مما يجعل Arduino رائعًا للمشاريع هو عدد لا يحصى من المستشعرات التي يمكن استخدامها مع Arduino. تتناول هذه المقالة بعض المستشعرات المفيدة التي تتيح لك إنشاء مشاريع ونماذج أولية رائعة على لوحة Arduino.
توصيل المستشعرات
بالنسبة لمشاريع النماذج الأولية والإلكترونيات الخاصة بك ، أنصح باستخدام ألواح التجارب وكابلات التوصيل لتوصيل المستشعرات بـ Arduino.
هناك أيضًا لوحات درع من النموذج الأولي تتلاءم بشكل عام مع الجزء العلوي من Arduino لمنحها المزيد من الوظائف والسماح بتوصيل المزيد من أجهزة الاستشعار. عادة ، ستحتاج إلى توصيل المستشعر بمسمار Arduino 5V والأرضي ودبوس آخر ؛ ومع ذلك ، هذا يعتمد على المستشعر.
جديد في اردوينو؟ تحقق من دليلنا لإنشاء منزل ذكي DIY باستخدام Arduino.
1. مجسات الغاز
تكتشف مستشعرات الغاز أول أكسيد الكربون والهيدروجين والدخان من بين الغازات الأخرى.
فيما يلي بعض الأمثلة:
أجهزة استشعار الغاز هذه هي أجهزة كيميائية ، لأنها تستشعر كيف تتغير المقاومة عندما يتلامس مركب كيميائي مع غاز قابل للاحتراق. مادة استشعار الغاز ، على سبيل المثال ، هي أكسيد القصدير ، والتي لها موصلية عالية بما يكفي فقط عندما يحتوي الهواء على أحد الغازات بداخله. يمكن تغيير حساسية مستشعر الغاز عن طريق تدوير مقياس الجهد المرفق.
بالنسبة لمعظم مستشعرات الغاز هذه ، بينما يمكن الكشف عن وجود الغاز ، لا يمكن تحديد نوع الغاز.
2. مقياس التسارع
توجد مستشعرات يمكن استخدامها لتحديد التسارع والإمالة (قياسات الجيروسكوب). يمكن إضافة المستشعرات إلى ألواح الانكسار التي تقيس التسارع والاتجاه.
أحد المشاريع التي تفيدها هذه المستشعرات هو إنشاءات حساب الخطوات ، لأنها تتطلب قياس تغيرات الاتجاه والتسارع.
استخدام آخر لهذه المستشعرات هو في أجهزة التحكم في الألعاب أو أجهزة التحكم عن بُعد البديهية للطائرات بدون طيار ، حيث تكون مدخلات الإمالة والإيماءات مهمة.
ملحوظة: إذا كنت تفضل حلاً جاهزًا لتتبع خطواتك ، فتحقق من تطبيقات عداد الخطى هذه لنظامي التشغيل Android و iOS.
3. مجسات الحرارة والحركة
إذا كنت تريد إنشاء نظام إنذار خاص بك ، فإن مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبية (PIR) مفيد. مستشعر PIR هو مستشعر حركة يمكنه اكتشاف ما إذا كان الشخص (أو الجسم الدافئ) يتحرك بالقرب منه.
يكتشف PIR التغيرات في الحرارة مثل الأشعة تحت الحمراء (IR). عندما يتحرك الشخص أمام المستشعر ، ضمن النطاق المحدد ، يعمل التغيير في الأشعة تحت الحمراء على تنشيط المستشعر وأي إنذار يتم تشغيله معه.
4. مجسات جودة الهواء
يمكن استخدام مستشعر الغبار لتحديد جودة الهواء من حيث كمية جزيئات الغبار الدقيقة في الهواء. يقيس التركيز – عدد جزيئات الغبار لكل مليون هواء. يحتوي المستشعر على الصمام الثنائي الباعث للضوء بالأشعة تحت الحمراء والترانزستور الضوئي ويكشف الغبار عندما يتم مقاطعة مسار الضوء بواسطة جزيئات الغبار الدقيقة في الهواء.
يعكس الغبار الأشعة تحت الحمراء ويمتص بعضًا منها ، وتتحدد الدرجة بحجم وعدد جزيئات الغبار. أجهزة استشعار الغبار مفيدة لعدد من المشاريع ، بما في ذلك أنظمة تنقية الهواء أو المكانس الكهربائية.
هناك أيضًا مستشعرات تمت معايرتها لتحديد عدد الغازات في الهواء ، مثل الفورمالديهايد والأسيتون وأول أكسيد الكربون. تساعد هذه المستشعرات في تحديد جودة الهواء ، من الداخل والخارج.
5. مجسات السائل
يعد مستشعر الرطوبة مفيدًا لأشياء مثل التحقق من مدى رطوبة التربة في نبات محفوظ بوعاء لتحديد ما إذا كانت بحاجة إلى الري أم لا.
يمكن وضع مستشعر الرطوبة في التربة ، ثم توصيله بأردوينو. يعمل مستشعر الرطوبة على أساس قياس مقاومة الرطوبة في التربة.
يمكن استخدام مستشعر الكحول لاستشعار الكحول في مشاريع مثل جهاز تحليل التنفس. إنه يعمل باستخدام أشباه الموصلات ، والتي لها ناتج جهد يعتمد على كمية الكحول في التنفس.
6. مجسات درجة الحرارة والرطوبة
يمكن أن تساعد بعض المستشعرات في اكتشاف الطقس وتستخدم في محطات الطقس ومقاييس الحرارة ومقاييس الرطوبة وعروض الطقس. غالبًا ما يتم تجميعها كأجهزة استشعار لدرجة الحرارة والرطوبة.
مستشعر درجة الحرارة ، المعروف أيضًا باسم الثرمستور (المقاوم الحراري) ، يعتمد بشكل خاص على درجة الحرارة ويتكون من معدنين لهما مقاومة متغيرة عندما تتغير درجة الحرارة. تُعرف أيضًا باسم كاشفات درجة حرارة المقاومة (RTDs).
عادةً ما تحتوي مستشعرات الرطوبة على معدن رفيع بسعة متغيرة بناءً على مدى رطوبة الهواء.
تحتوي مستشعرات درجة الحرارة والرطوبة على نطاقات تشغيل معينة وقد لا تكون قادرة على قياس درجات الحرارة المنخفضة ودرجات الحرارة المرتفعة للغاية. سيحدد نوع المزدوجة الحرارية المستخدمة نطاق درجة حرارة التشغيل التي يمكن قياسها. تعتمد الدقة على المستشعر وحجم ونوع المعادن المستخدمة.
من خلال قياس الرطوبة ودرجة الحرارة ، يمكن لهذه المستشعرات أيضًا معرفة الضغط الجوي. هذا يعتمد على مدخلات الارتفاع.
7. مجسات ضوئية
تعد مستشعرات الضوء من أكثر أنواع المستشعرات شيوعًا. وهي تعمل عن طريق تحويل فوتونات الضوء إلى ناتج كهربائي ، ومن ثم تُعرف باسم المستشعرات الضوئية.
أحد هذه المستشعرات هو المقاوم الضوئي ، والذي يمكن استخدامه للكشف عن ضوء الشمس. تختلف المقاومة بناءً على كمية الفوتونات التي تضرب المركبات في المقاوم الضوئي.
تقل المقاومة بشكل عام مع زيادة شدة الضوء. هذه مقاومات تعتمد على الضوء (LDRs) ، وهي مفيدة في عدد من المشاريع ، مثل التحكم في الأضواء بحيث يتم تشغيلها تلقائيًا في الليل.
لا تُستخدم مستشعرات الضوء للضوء المرئي فحسب ، بل توجد أيضًا مستشعرات ضوئية تعمل بالأشعة تحت الحمراء ، مثل تلك الموجودة في مستشعرات المسافة بالأشعة تحت الحمراء. تعمل هذه عن طريق إصدار ضوء الأشعة تحت الحمراء (IR) ثم قياسه بالترانزستور الضوئي عند عودته.
بشكل عام ، كلما كان لون الكائن الذي يضربه ضوء الأشعة تحت الحمراء أفتح ، كلما انعكس الضوء مرة أخرى.
تلميح: تعلم كيفية تشغيل المصابيح الكهربائية باستخدام Arduino.
8. اللمس مجسات
يمكن استخدام زر اللمس للعديد من المشاريع لبدء أو إيقاف العملية عند الضغط على الزر.
يكتشف مستشعر اللمس السعوي التغير في السعة عند الضغط على لوحة اللمس بإصبعك (أو عندما يكون إصبعك قريبًا بدرجة كافية من مستشعر اللمس).
هناك أيضًا مستشعرات تعمل باللمس مقاومة لا تقيس تغيرات السعة ، ولكنها تقيس الضغط المطبق على المستشعر. يتم قياس هذا الضغط المطبق من خلال ثلاث طبقات: طبقتان موصلة وطبقة واحدة غير موصلة محصورة بينهما. عند الضغط على الزر أو المستشعر ، تتلامس الطبقتان الموصلة ويتم تنشيط المستشعر.
تسمح مستشعرات اللمس السعوية بمزيد من التعديلات الدقيقة واللمس المتعدد ، بينما تسمح اللمسة المقاومة عادةً بالتنشيط البسيط للتشغيل وإيقاف التشغيل.
9. مجسات الصوت والموجات فوق الصوتية
يتم إنشاء أجهزة استشعار الصوت بشكل عام من الميكروفونات. إنها تعمل بشكل مشابه لأذن الإنسان ، مع الحجاب الحاجز الذي يهتز عندما تضربه الموجات الصوتية. ثم يتم تحويل هذه الاهتزازات إلى مدخلات كهربائية من مستشعر الصوت.
يوجد عادة مقياس جهد على مستشعر الصوت يمكن تشغيله لضبط الحساسية.
تُستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل شائع لقياس المسافات ، حيث تنتقل الموجة الصوتية عند الترددات فوق الصوتية (التي لا يمكن اكتشافها بواسطة الأذن البشرية) ثم ترتد عن الأشياء ويستقبلها محول الطاقة.
10. مجسات القاعة المغناطيسية
تمت تسمية مستشعرات القاعة باسم تأثير هول ، والذي يستخدم لقياس المجالات المغناطيسية. هذه مفيدة لعدد من المشاريع التي تتطلب قياسات السرعة والقرب.
مثال على ذلك هو اكتشاف متى يكون الباب أو النافذة مفتوحًا ، باستخدام مغناطيس ومستشعر هول الذي يكتشف متى لم يعد المجال المغناطيسي مغلقًا (عندما يتم فتح الباب مع المغناطيس المرفق بعيدًا عن مستشعر القاعة).
هناك بالطبع أجهزة استشعار أخرى ، مثل الكاميرات ذات الذكاء الاصطناعي. يمكنك أيضًا تعلم أساسيات Arduino. إذا كنت متحمسًا بشأن إمكانيات Arduino ، فاقرأ المزيد عن مجموعات Arduino للمبتدئين حتى تتمكن من العمل في مشروع.
أسئلة مكررة
كيف تختار المستشعر الصحيح؟
هناك مواصفات معينة يجب أن تبحث عنها ، مثل مستشعرات درجة الحرارة ونطاقات درجة الحرارة التي تعمل بها ، ومستويات الدقة. يجب أن يكون المورد أيضًا حسن السمعة حتى تعرف أن المستشعر مصنوع جيدًا. تعتبر التكلفة دائمًا عاملاً ، لكن الحجم قد يكون آخر جيدًا ، خاصة إذا كنت بحاجة إلى تركيب المستشعر في مكان ضيق.
ما هو الفرق بين المشغل والحساس؟
يتم استخدام المستشعر لأخذ قياسات فيزيائية ، ثم نقلها كإشارات كهربائية ، بينما تحتوي المشغلات على مدخلات كهربائية تنقلها بعد ذلك إلى فعل فيزيائي أو ميكانيكي.
كيف تقيس القرب من Arduino؟
أسهل طريقة هي استخدام مستشعر الأشعة تحت الحمراء. يصطدم ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعث بجسم ما وينعكس مرة أخرى إلى مستشعر الصورة. طريقة أخرى هي باستخدام جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية ، والذي يسمح بقياس المسافة إلى الأشياء.
التقط المؤلف جميع الصور الفوتوغرافية ولقطات الشاشة.
اشترك في نشرتنا الإخبارية!
تم تسليم أحدث دروسنا مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك
