Датчики наклона ky-020 и sw-520d для arduino

На что обратить внимание?

Пытаясь собрать дрон своими руками на Arduino возникает мысль полностью написать программное обеспечение. От этой мысли нужно избавиться, во всяком случае, на первых этапах.

Например, для управления полетным контроллером сейчас достаточно готовых решений. Если же вы сразу решите писать что-то свое, то высок риск повреждения квадрокоптера. Причина в том, что математика полета составляет минимальную часть всего кода программы, а для управления квадрокоптером без барометра и системы GPS требуется хорошая практика (особенно она понадобится при некорректной реакции дрона Arduino на управляющие команды, что происходит почти всегда).

Если вы решите писать программу для контроллера своими руками, то готовьтесь к большим временным затратам, которые неразумны при отсутствии соответствующего академического интереса. Во всяком случае, имеющиеся программы и решения для квадрокоптеров на базе Arduino вполне могут выполнять все стандартные действия (снимать видео, фотографировать, летать свободно и по заданию).

Пример 2. При изменении наклона KY-020 меняем цвет светодиода на модуле KY-016.

Чтобы сделать живой пример, необходимо дополнительно подключить RGB светодиод в виде модуля KY-016. Данный пример сигнализирует красным цветом при наклоне модуля и зеленым, если модуль находится в горизонтальном положении.

Схема подключения модулей KY-020, KY-016 к Arduino NANO.

Так как на модуле распаяна вся необходимая обвязка, дополнительные резисторы подключать не нужно. Как мы делали в уроке: KY-017 – модуль ртутного датчика наклона.

Вывод по использованию модуля наклона KY-020.

При работе с модулем наклона нужно помнить, что при соединении контактов возникает дребезг контактов, который мы уже рассмотрели в уроке: Arduino: Дребезг — программное устранение. Нажатие кнопки без ложных срабатываний.

Также можно отметить, что ртутный датчик работает гораздо быстрее и более точно. В связи с чем, можно сделать вывод, что модуль KY-020 можно использовать при обнаружения наклонов в не очень ответственных проектах. Если нужно измерять наклон боле точно стоит задуматься об использовании других средств измерения наклона, например акселерометр.

Понравился Урок KY-020 — датчики наклона. Подключение к Arduino? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.

А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу , в группу на .

Спасибо за внимание!

Технологии начинаются с простого!

Фотографии к статье

Файлы для скачивания

Скачивая материал, я соглашаюсь с
Правилами скачивания и использования материалов.

	Код для Arduino включения светодиода при наклоне модуля KY-020.ino	1 Kb	44	Скачать
	При изменении наклона KY-020 меняем цвет светодиода на модуле KY-016.ino	1 Kb	44	Скачать

Характеристики ультразвукового датчика HC-SR04

Большим превосходством такого ультразвукового датчика над инфракрасными является то, что на ультразвуковые датчики не влияют источники света или цвет препятствие. Могут возникнуть проблемы с измерением расстояния до тонких или пушистых объектов. Хотелось бы сказать, что скорость звука в воздухе зависит от температуры. Следовательно, погрешность измерения будет меняться от повышения или понижения температуры.

Рабочее напряжение 4,8 В до 5,5 В (± 0.2В макс).
Диапазон измерения: от 2 см до 400 см.
Диапазон рабочих температур: 0 ° С до 60 ° С (± 10%).
Ток потребления в режимах ожидания до 2 мА.
Ток потребления в режимах работы 15 мА.
Ультразвуковой диапазон работы на частоте 40 кГц.
Угол обзора 15 градусов.
Измеряемое расстояние от 0,03 до 0,6 мс разрешающей способностью 3 мм.
От 0,6 до 5 погрешность увеличивается.

Датчик имеет 4 вывода:

VCC: “+” питание
TRIG (T): вывод входного сигнала
ECHO (R): вывод выходного сигнала
GND: “-” питание

Заключительная часть

Многим начинающим домашним мастерам может показаться, что работать с ардуино очень сложно и этому нужно учиться долгое время. На самом деле стоит только один раз попробовать, чтобы это занятие увлекло человека настолько, что он сам начнёт изобретать различные приборы, требующие наличия подобной микросхемы. Тем более что стоимость необходимых элементов минимальна, а найти в сети нужные скетчи для той или иной цели крайне просто. Что же касается дальномера, то его можно сделать не только ультразвуковым, но и лазерным. Второй вариант будет даже более предпочтительным – всегда можно увидеть, нет ли препятствия на пути луча.

Погрешность гироскопа – «дрифт» (drift)

Из-зза неидеальной калибровки гироскопа, “gyro_x_scalled” никогда не равна нулю и со временем “angle_x_gyro” изменяет свои значения. Для решения данной проблемы, проводится расчет угла с помощью акселерометра и полученные значения сравнывиются с углом гироскопа. Так как модуль MPU6050 располагается горизонтально, ускорение по оси z равно 1g (то есть, 9.81) как это показано на рисунке. Мы можем использовать этот вектор ускорения и его проекцию на ось y для расчета угла между осями x и y.

Угол, который рассчитывается с помощью акселерометра, рассчитывается по зависимости:

Основными проблемами при определении угла наклона с помощью акселерометра являются: сильная зашумленность сигнала и очень сильная чувствительность к вибрациям, без которых ни один механизм не работает. Более того, еслипри перемещении MPU6050 вдоль одной из осей координат, полученные значения будут мешать расчету угла. Так что для лучшего результата, углы с гироскопа и акселерометра объединяются с помощью фильтра:

Подключение датчика наклона к Arduino Uno

Датчик наклона представляет собой электронное устройство, способное определять ориентацию объекта и обеспечивать на своем выходе, соответственно, высокий или низкий уровень напряжения. В своем составе датчик наклона имеет ртутный шарик, который может двигаться и замыкать цепь. Таким образом, электрическая цепь датчика наклона может замыкаться и размыкаться в зависимости от его ориентации.

В этой статье мы рассмотрим подключение датчика наклона на основе ртутного выключателя к плате Arduino Uno. В зависимости от положения датчика наклона мы будем включать и выключать светодиод и зуммер в нашем проекте.

Сборка тахометра

Итак, начнем по порядку:

Индикатор

При изготовлении тахометра мне хотелось, чтобы индикатор был аккуратно и красиво установлен в корпус блока управления станком. В качестве корпуса я использовал корпус-рамку от вышедшего из строя вольт/ампер метра. Плата индикатора TM1637 практически идеально подходила в этот корпус. Только нужно было обработать напильником — снять по 1 мм с каждой стороны. Также заменил стандартные пины на разъем XH2.54 4 pin. Получилось практически как заводское изделие.

Индикатор тахометра TM1637

Плата датчика Холла

Для аккуратного крепления датчика Холла на шпиндель пришлось сделать новую печатную плату. Кому интересно как я делаю печатные платы читай в этой статье. После изготовления платы, я перенес все детали с KY-003, а так же добавил разъем XH2.54 3 pin. И еще вырезал изоляционную прокладку из какого-то пластика толщиной 3 мм и просверлил в ней небольшие отверстия, чтобы плата ложилась на прокладку всей плоскостью.

Плата тахометра вид сверху

Плата тахометра вид снизу

Прокладка

Печатная плата тахометра на Ардуино

1 file(s) 3.76 KB Download

Также на плате предусмотрено место под SMD конденсатор, для устранения помех от шпинделя. Но пока он мне не понадобился — экранированный кабель справляется со своей задачей.

Сборка тахометра

Итак, начнем по порядку:

Индикатор

Индикатор тахометра TM1637

Плата датчика Холла

Плата тахометра вид сверху

Плата тахометра вид снизу

Прокладка

Печатная плата тахометра на Ардуино

1 file(s) 3.76 KB Download

Схемы подключения датчика давления жидкости

Среди множества схем, демонстрирующих работу Arduino с датчиком давления жидкости, была выбрана наиболее простая, использующая минимум радиодеталей. С ее помощью можно проводить измерение глубины погружения или уровня заполнения сосуда водой. Итак, понадобится:

Элемент	Наименование/характеристики	Количество
Микроконтроллер	Arduino Nano/Uno или любой клон	1
Экран	Display 2×16 ST7032	1
Датчик	MS5803	1
Резистор	10 кОм	2
Конденсатор	0.1 мкФ	1
Кнопка	Любая, без фиксации нажатия	1

Библиотека работы с датчиком давления берется здесь: https://github.com/millerlp/MS5803_05

С экраном тут: https://yadi.sk/d/KKJwJ1VtDx9PCw

Принципиальная схема

Кнопка нужна для выбора режима отображения — однократное нажатие переключает вывод абсолютных и относительных данных, с сохранением состояния на последующих опросах датчика.

Код

Код для нашего устройства ниже. Помните, что красный светодиод должен загораться при расстоянии менее 4 см.

/* Arduino HC-SR04 ультразвуковой датчик расстояния VCC подключается к 5v, GND к GND Echo к 13 пину на Arduino, Trig к 12 пину на Arduino Позитивная нога красного светодиода к 11 пину на Arduino Позитивная нога зеленого светодиода к 10 пину на Arduino */ #define trigPin 13 #define echoPin 12 #define led 11 #define led2 10 void setup() { Serial.begin (9600); pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); pinMode(led, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT); } void loop() { long duration, distance; digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin, LOW); duration = pulseIn(echoPin, HIGH); distance = (duration/2) / 29.1; if (distance < 4) { // На этом этапе происходит вкл/выкл светодиода digitalWrite(led,HIGH); // когда загорается красный, зеленый обязан выключится digitalWrite(led2,LOW); } else { digitalWrite(led,LOW); digitalWrite(led2,HIGH); } if (distance >= 200 || distance <= 0){ Serial.println(«Out of range»); // Вне диапазона } else { Serial.print(distance); Serial.println(» cm»); // тут тоже можно указать » см» } delay(500); }

Единственное, о чем стоит помнить, – далеко не все функции и библиотеки написаны профессионалами. Многие из них создаются такими новичками, как и вы, соответственно, старайтесь просматривать код, прежде чем заключать, что датчик не работает или выдаёт неправильные данные.

Но значительно лучше будет изучить основы программирования и С++, чтобы в дальнейшем самостоятельно писать многие вещи самому.

Калибровка mpu6050

Калибровка гироскопа и акселерометра – это очень важный шаг. Приведенные значения для гироскопа имеют вид: “gyro_x_scalled = ”, так как для получения угла поворота относительно оси по данным угловой скорости, необходимо провести интегрирование. Если “gyro_x_scalled” содержит ошибку или неверно выбрана база, эта ошибка также интегрируется и превращается в значительную погрешность в результате. Так что в идеале измерения должны показывать нуль, если гироскоп не движется вокруг каких-либо осей координат. На практике добиться идеала практически невозможно, так что наша задача – минимизировать эту ошибку. Кроме того, для компенсации «дрифта», можно использовать акселерометр для расчета угла наклона, сравнения полученных данных с результатами гироскопа и последующей компенсацией данной погрешности. Расчет угла будет рассмотрен в этой статье отдельно ниже.

На рисунках далее показано использование функции MPU6050_OffsetCal()

непосредственно в программе в Arduino IDE.

Скетч Arduino для калибровки платы акселерометра/гироскопа MPU6050:

Результат работы скетча для калибровки в серийном мониторе

Порядок расчета разрешающей способности шагового двигателя dvd привода

Чтобы измерить разрешение шагового двигателя привода CD / DVD, нужен цифровой микрометр. Расстояние вдоль винта было уже измерено. Общая длина винта промерена с помощью микрометра, которая оказалась 51,56 мм. Далее нужно определить значение отведения, которое представляет собой расстояние между двумя соседними резьбами на винте. Потоки были рассчитаны на 12 нитей в пределах этого расстояния. Отвод = расстояние между соседними нитями = (общая длина / количество нитей = 51,56 мм) / 12 = 4,29 мм / об. Угол шага составляет 18 градусов, что соответствует 20 шагам / оборот. Теперь, когда вся необходимая информация доступна, разрешение шагового двигателя можно рассчитать, как показано выше: Разрешение = (Расстояние между смежными нитями) / (N шагов / оборот) = (4,29 мм / оборот) / (20 шагов / оборот) = 0,214 мм / шаг. Что в 3 раза лучше требуемого разрешения, которое составляет 0,68 мм / шаг.

KY-032, модуль инфракрасного датчика

Модуль инфракрасного датчика

Модуль от 60 р в небольших партиях

Снова датчик 2 в 1. Данное устройство гибрид двух датчиков KY-005 (модуль инфракрасного светодиода) и KY-022 (датчик ИК приемника) в качестве датчика + плата управления на операционном усилителе. Девайс имеет несколько настроек. 1. На яркость светодиода. 2. На порог срабатывания фотодиода. Чувствительность регулируется от 2 до 40 см. Следует учесть что срабатывание на темных поверхностях несколько хуже чем на светлых вследствие плохого отражения. Принцип работы: светодиод испускает инфракрасный свет и он, если на пути излучения находится препятствие, отражается в фотодиод.

Описание датчика движения

Создаваемые на базе Ардуино сенсоры перемещения устроены довольно просто. Они работают на принципе регистрации инфракрасных излучений. Помимо контроллера, основной компонент устройства — высокочувствительный пассивный пироэлектрический (PIR) элемент, регистрирующий присутствие определенного уровня инфракрасного спектра. Чем теплее появившийся в радиусе действия сенсора объект, тем сильнее излучение.

Типичный PIR-датчик снабжается полусферой с фокусирующими поступающую на сегменты сенсора тепловую энергию линзами. Обычно применяется линза Френеля: она хорошо концентрирует тепло и существенно увеличивает чувствительность. В качестве платформы нередко берут Arduino Uno, но возможно создание датчика и на других версиях контроллера.

Конструктивно PIR-сенсор делится на две части

Поскольку для устройства принципиально важно улавливание движения в зоне покрытия, а не уровень тепловой эмиссии, части устанавливаются так, чтобы при появлении на одной из них большего уровня излучения на выход гаджета подавался сигнал low или high. Далее он обрабатывается микроконтроллером

Глобальные переменные

Данный заголовочный файл включает в себя следующие глобальные переменные:

int accel_x_OC — Содержит измерения положения акселерометра относительно оси x при калибровке

int accel_y_OC — Содержит измерения положения акселерометра относительно оси y при калибровке

int accel_z_OC — Содержит измерения положения акселерометра относительно оси z при калибровке

int gyro_x_OC — Содержит измерения положения гироскопа относительно оси x

int gyro_y_OC — Содержит измерения положения гироскопа относительно оси y

int gyro_z_OC — Содержит измерения положения гироскопа относительно оси z

float temp_scalled — Содержит абсолютное значение температуры в градусах цельсия

float accel_x_scalled — данные оси x акселерометра минус данные калибровки

float accel_y_scalled — данные оси y акселерометра минус данные калибровки

float accel_z_scalled — данные оси z акселерометра минус данные калибровки

float gyro_x_scalled — данные гироскопа относительно оси x минус данные калибровки

float gyro_y_scalled — данные гироскопа относительно оси y минус данные калибровки

float gyro_z_scalled — данные гироскопа относительно оси z минус данные калибровки

Пример программы

Скетч представляет собой программный код, который помогает проверить работоспособность датчика движения после его включения. В самом простом его примере есть множество недостатков:

Вероятность ложных срабатываний, за счет того, что для самоинициализации датчика требуется одна минута;
Отсутствие выходных устройств исполнительного типа – реле, сирены, светоиндикации;
Короткий временной интервал сигнала на выходе сенсора, который необходимо на программном уровне задержать, в случае появления движения.

Указанные недостатки устраняются при расширении функционала датчика.

Скетч самого простого типа, который может быть использован в качестве примера работы с датчиком движения на Arduino, выглядит таким образом:

#define PIN_PIR 2 #define PIN_LED 13 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(PIN_PIR, INPUT); pinMode(PIN_LED, OUTPUT); } void loop() { int pirVal = digitalRead(PIN_PIR); Serial.println(digitalRead(PIN_PIR)); //Если обнаружили движение if (pirVal) { digitalWrite(PIN_LED, HIGH); Serial.println(«Motion detected»); delay(2000); } else { //Serial.print(«No motion»); digitalWrite(PIN_LED, LOW); } }

Использование стороннего аналогового датчика давления

Редко, но все же случаются ситуации, когда по каким-либо причинам использовать в схеме специализированный сенсор, рассчитанный на работу конкретно с Ардуино, не получается. Скажем, его невозможно найти сразу в близлежащих магазинах электроники, а ждать посылку долго. Выходом могут стать датчики давления, применяемые в автомобильной электронике. Их тоже можно связать непосредственно с микроконтроллером.

Примером послужит WABCO 4410400130 — сенсор указанного плана, используемый на большегрузных фурах. Единственное, требующее внимания в представленной схеме — питание у элемента раздельно с Arduino. В последнем, просто нет требуемых для запуска датчика +24 В. В связи с чем и приходится использовать дополнительный блок энергообеспечения, с правильными и достаточными характеристиками питания — 8–32 V постоянного тока, при минимуме 400 mА мощности.

Что касается соединения сенсора напрямую к плате микроконтроллера — в нем на выходе не более 5 В. И чем больше давление, тем меньший ток будет поступать на аналоговые контакты логического устройства. Вот только, на всякий случай, рекомендуется проверить изначальный выход мультиметром, с целью контроля варианта «пробития» сенсора, с возникновением обстоятельств беспрепятственного связывания OUT с минусом или плюсом питающей детектор линии.

Пример скетча получения информации с аналогового датчика:

Теперь, что касается данных получаемых на выходе скетча. Нужно провести их градацию с использованием классического манометра, оценив какие цифры идут от сенсора при разном давлении и ввести соответствующую формулу в тело программы.

И в окончании, технические характеристики WABCO 4410400130, для сравнения с похожими датчиками Arduino:

Тип: пьезоэлемент
Питание: 8–32 V
Рабочая температура: −40..+80 °С
Диапазон измерения: от 0 до 10 bar
Точность: 0.2–0.3 %
Предельное давление разрушения: 16 bar

Схема на Ардуино для управление освещением

Для включения LED ленты используются транзисторы 2N2222, заказанные за 60 рублей за штуку на Алиэкспресс. Характеристика 2N2222 транзисторов: макcимальное напряжение коллектор-база — 60 Вольт, макcимальное напряжение коллектор-эмиттер — 30 Вольт, макcимальное напряжение эмиттер-база — 5 В, макcимальный постоянный ток коллектора — 0.8 Ампер, максимальная рассеиваемая мощность — 0,5 Ватт.

Схема. Освещение в комнате на Arduino Nano

При длительном включении 2-х метровой LED ленты, транзисторы греются, поэтому используйте радиаторы для их охлаждения или используйте для управления освещением полевой MOSFET транзистор IRF530. У транзистора максимальное напряжение коллектор-база — 100 В, макcимальный ток коллектора 3 Ампера (при напряжении на затворе 5 В), максимальная рассеиваемая мощность — 88 Ватт.

В схеме два светильника, подключены через транзистор к Pin7 и Pin8, установлены в коридоре на 1 и 2 этаже, включаются автоматически только в темноте и при срабатывании датчиков движения. Светильник, подключенный к Pin6, установлен в ванной и включается автоматически от Pir датчика движения при любом освещении. Три светильника на Pin10, Pin11 и Pin12 управляются от пульта через ИК приемник.

Управление освещением на Arduino своими руками

#include // подключаем библиотеку для IR приемника IRrecv irrecv(A5); // указываем пин, к которому подключен IR приемник decode_results results; // вводим переменные для циклов while byte n = 5; byte m = 5; // вводим переменные для счетчиков unsigned long counttime0; unsigned long counttime1; unsigned long counttime2; unsigned long counttime3; // назначаем имена для портов #define PIR_V 2 // ванная комната #define PIR_K1 3 // прихожая в доме #define PIR_K2 4 // коридор на 2 этаже #define LED_V 6 // ванная комната #define LED_K1 7 // прихожая в доме #define LED_K2 8 // коридор на 2 этаже #define LED_Z 10 // светильник в комнате #define LED_Z1 11 // светильник в комнате #define LED_Z2 12 // светильник в комнате #define FOTO A0 // датчик освещенности #define IR A5 // IR — приемник void setup() { // запускаем прием инфракрасного сигнала irrecv.enableIRIn(); // запускаем серийный монитор порта Serial.begin(9600); // назначаем режим работы портов pinMode(PIR_V, INPUT); pinMode(PIR_K1, INPUT); pinMode(PIR_K2, INPUT); pinMode(LED_V, OUTPUT); pinMode(LED_K1, OUTPUT); pinMode(LED_K2, OUTPUT); pinMode(LED_Z, OUTPUT); pinMode(LED_Z1, OUTPUT); pinMode(LED_Z2, OUTPUT); pinMode(FOTO, INPUT); pinMode(IR, INPUT); // выключаем светильники digitalWrite(LED_Z, LOW); digitalWrite(LED_V, LOW); digitalWrite(LED_K1, LOW); digitalWrite(LED_K2, LOW); digitalWrite(LED_Z1, LOW); digitalWrite(LED_Z2, LOW); }

Умное освещение в доме на Ардуино своими руками

Погрешность гироскопа – «дрифт» (drift)

Угол, который рассчитывается с помощью акселерометра, рассчитывается по зависимости:

Окончательно уравнение для определения угла наклона принимает вид:

На рисунке ниже приведена имплементация полученных зависимостей в оболочке Arduino IDE

Модуль ИК приемника KY-022

Модуль приемника инфракрасного излучения имеет габариты 24 х 15 мм и массу 1,6 г и представляет собой печатную плату на которой располагается сам приемный модуль и красный светодиод с добавочным сопротивлением .

Модуль имеет три вывода: центральный немаркированный – питание +5В, контакт «-» — общий, контакт «S» — информационный. Потребляемый ток 200 мкА в режиме ожидания, 500 мкА с работающим светодиодом.

В момент приема инфракрасного сигнала светодиод на плате мигает, что достаточно удобно при отладке конструкций на макетной плате.

Для полноценного использования ИК-приемника можно воспользоваться библиотекой IRremote . Для примера иллюстрирующего работу данного устройства можно использовать программу IR. В качестве источника сигналов можно использовать пульт дистанционного управления от телевизора.

Коды сигналов пульта телевизора

Аналогично модуль может принимать сигналы от пульта дистанционного управления светодиодной лампой.

При помощи этого датчика не сложно организовать многокомандное дистанционное управление в пределах прямой видимости, при расстоянии между приемником и передатчиком около 3-5 м.

Более сложная схема с шестью катушками

Для лучших результатов можно использовать несколько катушек и плату Arduino Nano.

Понадобятся:

контроллер Ардуино;
9-вольтовый источник питания;
счетверенный компаратор LM339 — 2 шт.;
макетная плата Veroboard 50 на 80 мм;
резисторы на 1 кОм — 5 шт.;
резисторы на 100 Ом — 5 шт.;
диод сигнальный IN4148 — 5 шт.;
конденсатор на 0.1 мкФ — 5 шт.;
конденсатор керамический на 330 пФ — 5 шт.;
резистор на 10К — 1 шт.;
светодиодная лента с резистором на 150 Ом, под напряжение 3 В — для визуальной индикации.

Проводником здесь служит медный провод сечением 0.26 мм и 25 метров в длину. Также нужны 3 мяча для пинг-понга, лист пластика, 6-мм МДФ 22 на 23 см для основы катушек (два листа), двухкомпонентный эпоксидный клей и экранированный кабель сечением 2–3 мм и длиной 30 см. Под рукоять можно взять пластиковую ручку швабры с гибким шарниром или другую похожую конструкцию.

Подготовка

Сперва создадим на картоне шаблон, нарисовав на нем круг радиусом 40 мм и разделив его на 8 одинаковых сегментов. Должна получиться шестиугольная форма. С ее помощью рисуется контур на листе бумаги. Всего должно получиться пять форм, которые следует скопировать на доску МДФ, как показано на картинке. Получившееся следует вырезать в двух экземплярах.

Далее в центре каждого шестиугольника одной из форм фрезой сверлятся отверстия под будущие катушки:

И листы скрепляются эпоксидным клеем, в результате чего появляется основа детектора.

Затем на 40-мм цилиндр наматывается 40 витков проволоки. Должно получиться пять таких катушек. Обмотки можно склеить горячим клеем, оставляя в начале и конце по 20 см для соединения с платой.

После этого в каждом узле катушки высверливается 3-мм отверстие для подвода проводов, и намотанные блоки приклеиваются на место.

Важно делать их «заподлицо» с плитой МДФ, чтобы катушки не портились при работе с прибором

Монтаж

Схема будущего металлоискателя:

Монтажная плата размечается по созданному ранее макету.

Сперва ставится контроллер Arduino и чип LM339. Затем добавляются конденсаторы и резисторы, с ними же ставится экранированный кабель.

Конденсаторы на 0.1 мкФ можно разместить прямо на МДФ для экономии места и провода, там же ставятся диоды.

Когда система собрана, ее остается разместить в корпус. Для верхней и нижней части по шаблону вырезаются пластиковые листы, из пластика же делаются боковины. В крышке сверлятся отверстия для диодов — здесь пригодятся пластиковые шарики, которые разрезаются на половинки и ставятся под отверстиями для рассеивания света. Допустимо обойтись без них — рассеивание нужно лишь для красоты.

Источник питания в данном случае заключен в контейнер на крышке.

Готовый вид конструкции:

Как собрать датчик наклона?

Рис. 3: электрическая схема датчика наклонаПодключение акселерометра к микроконтроллеру осуществляется по такому принципу:

Вывод ST подключается к пину платы Arduino A0;
Вывод перемещений по оси Z подключается к пину платы Arduino A1;
Вывод перемещений по оси Y подключается к пину платы Arduino A2;
Вывод перемещений по оси X подключается к пину платы Arduino A3;
Вывод GND подключается к пину платы Arduino A4;
Вывод VCC подключается к пину платы Arduino A5.

Затем от микроконтроллера Ардуино производится подключение к дисплею, в данной ситуации состоящего из группы светодиодов. Для подключения от платы берутся выходы с 8 по 12 и пин питания на 5В, которые распределяются по логике схемы следующим образом:

Пин 5В является общей точкой подключения;
Восьмой подключается к светодиоду, сигнализирующему о наклоне в правую сторону;
Девятый подключается к светодиоду, сигнализирующему о стабильном положении датчика по центру (его, для отличия, мы делаем красного цвета, но это не принципиально);
Десятый подключается к светодиоду, сигнализирующему о перемещении датчика назад;
Одиннадцатый подключается к светодиоду, сигнализирующему о наклоне в левую сторону;
Двенадцатый подключается к светодиоду, сигнализирующему о наклоне датчика вперед.

При изменении положения акселерометра в пространстве произойдет движение инертной массы. В результате такого движения инертная масса приведет к замыканию контактов и подаст соответствующий сигнал с одного из выводов. Далее этот сигнал обработается микроконтроллером Arduino и преобразуется в подачу напряжения на определенный светодиод или группу светодиодов. Вот по такому принципу и осуществляется работа датчика наклона на базе Arduino.

Помимо приведенного способа сборки датчика на макетной плате, вы можете с тем же успехом реализовать его на печатной плате. Пример такой платы приведен на рисунке ниже.

Рисунок 4: схема для печатной платы

Проверка правильности подключения осуществляется в контрольных точках, приведены на рисунке 3. Напряжение в них должно соответствовать данным из таблицы.

Таблица: уровни напряжения в контрольных точках

Точка на рисунке	Напряжение в точке, В
Т0
Т1	5
Т2	Ниже, чем в Т3
Т3	Выше, чем в Т2

Названия выводов и ультразвуковых излучателей модуля

Vcc — положительный контакт питания.
Trig — цифровой вход. Для запуска измерения необходимо подать на этот вход импульс (логическую единицу) длительностью 10 мкс. Следующий импульс рекомендуется подавать не ранее чем через 50 мс. что связано со временем обработки первого импульса.
Echo — цифровой выход. После обработки отраженного сигнала, на этот выход будет подан импульс (логическая единица), длительностью пропорциональной расстоянию до объекта.
GND — отрицательный контакт питания (земля).
Левый ультразвуковой излучатель (маркирован буквой Т — transmiter) это передатчик ультразвукового сигнала, правый ультразвуковой излучатель (маркирован буквой R — resiver) это приемник отраженного от объекта ультразвукового сигнала (эха).