====== Датчик вибрации (Troyka-модуль) ====== Используйте [[amp>product/troyka-vibration-sensor|датчик вибрации]] для обнаружения ударов, тряски и незваных гостей. {{ :продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor.1.jpg |}} ===== Видеообзор ===== {{youtube>0f3-JNnmExg?large}} ===== Пьезоэлектрический эффект ===== Термин «пьезо» происходит от греческого слова «давить» или «сжимать». В 1880 году братья [[https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%8E%D1%80%D0%B8,_%D0%96%D0%B0%D0%BA|Жак]] и [[https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%8E%D1%80%D0%B8,_%D0%9F%D1%8C%D0%B5%D1%80|Пьер Кюри]] обнаружили, что при механической деформации некоторых материалов вырабатывается электричество. Это явление получило название [[https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%8C%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82|пьезоэлектрический эффект]]. Братья Кюри открыли и обратный пьезоэлектрический эффект, если подвести к такому материалу напряжение, они меняют форму. Открытие имело важное значение для науки и техники: пьезоэлектрики нашли применение в кварцевых часах, электронных будильниках и весах, системах зажигания и даже в зажигалках.{{ :продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor_piezoelectricity.gif |}} ===== Подключения и настройка ===== Датчик вибрации отдаёт два [[сенсоры:аналоговые|аналоговых сигнала]], при подключении к управляющей плате понадобятся два аналоговых пина. По одной линии передается текущий сигнал с пьезо-диска, а по второй — интегрированные измерения за последнюю сотню миллисекунд. Это значение отражает общий уровень вибрации. Такой же принцип организован в [[amp>collection/arduino?utm_source=man&utm_campaign=vibration-sensor&utm_medium=wiki|датчике шума]]. При подключении к [[amp>collection/arduino?utm_source=man&utm_campaign=vibration-sensor&utm_medium=wiki|Arduino]] или [[amp>product/iskra-js?utm_source=man&utm_campaign=vibration-sensor&utm_medium=wiki|Iskra JS]] удобно использовать [[amp>/product/arduino-troyka-shield?utm_source=man&utm_campaign=vibration-sensor&utm_medium=wiki|Troyka Shield]]. {{ :продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor_troykashield.png |}} С [[amp>product/arduino-troyka-slot-shield?utm_source=man&utm_campaign=vibration-sensor&utm_medium=wiki|Troyka Slot Shield]] можно обойтись без лишних проводов. {{ :продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor_troykaslotshield.png |}} ===== Пример использования ===== #define VIBRO_PIN A5 #define VIBRO_INTEGRATED_PIN A4 void setup() { // открываем монитор Serial-порта Serial.begin(9600); } void loop() { // считываем показания с пьезодиска int vibroValue = analogRead(VIBRO_PIN); // считываем показания уровня вибрации int integratedVibroValue = analogRead(VIBRO_INTEGRATED_PIN); Serial.print(vibroValue); Serial.print("\t\t"); Serial.println(integratedVibroValue); } ===== Элементы платы ===== {{ :продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor_annotation.png |}} ==== Пьезодиск и электронная обвязка модуля ==== {{ :продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor_piezodisk.jpg?300 |}} Пьезодиск преобразует механические колебания в колебания электрического тока. Если этот сигнал напрямую подключить к аналоговым входам микроконтроллера, такого как Arduino, результат скорее всего будет неудовлетворительным. Сигнал с пьзодиска предварительно необходимо усилить, избавиться от отрицательной полуволны и сгладить сигнал. Все эти действия выполняет электронная обвязка модуля. Почему мы не можем просто взять пьезодиск? Сигнал с пьзодиска — это всегда колебания. Поэтому показания вибрации очень зависят от того, в какой момент времени произошло измерение напряжения микроконтроллером. Даже при самой сильном землетрясении ''analogRead'' может вернуть ''0''. {{ :продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor_signal1.jpg |}} Как видим, даже измерение максимальных значений амплитуды не даст четкую информацию об уровне вибрации. Чтобы получить эту информацию, нужно делать измерения максимально часто и подвергать эти данные математической обработке. Численной характеристикой вибрации является площадь под графиком мгновенной вибрации. Именно её и «считает» электронная обвязка модуля. {{ :продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor_signal2.jpg |}} ==== Потенциометр регулировки чувствительности ==== Потенциометр регулирует коэффициент усиления усилителя сигнала с пьзодиска. Он бывает полезен, если необходимо изменить условия срабатывания вашего устройства без изменения его прошивки. Чем выше чувствительность модуля, тем выше доля помех в полезном сигнале датчика. Мы рекомендуем начинать работу с модулем при среднем положении потенциометра. В таком случае чувствительность модуля будет легко изменить в любую сторону. ==== Контакты подключения трёхпроводного шлейфа ==== Модуль подключается к управляющей электронике двумя [[сенсоры:3-провода|трёхпроводными шлейфами]]. //1 группа// * Питание (V) — красный провод. На него должно подаваться напряжение от 3 до 5 В. * Земля (G) — чёрный провод. Должен быть соединён с землёй микроконтроллера. * Сигнал (E) — усиленный сигнал датчика вибрации. //2 группа// * Сигнал (S) — фоновый сигнал датчика вибрации. * Не используется. * Не используется. ===== Принципиальная и монтажная схемы ===== {{:продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor_schematic.png?direct&350 |}} {{ :продукты:troyka-vibration-sensor:troyka-vibration-sensor_layout.png?direct&300|}} ===== Характеристики ===== * Рабочее напряжение: 3,3–5 В * Потребляемый ток: до 10 мА * Габариты: 25,4×25,4 мм ===== Ресурсы ===== * [[amp>product/troyka-vibration-sensor?utm_source=man&utm_campaign=vibration-sensor&utm_medium=wiki|Датчик вибрации (Troyka-модуль)]] в магазине * [[https://github.com/amperka/hardware-drawings/blob/master/troyka-vibration-sensor.svg|Векторное изображение датчика вибрации]] * [[https://github.com/amperka/hardware-drawings/blob/master/troyka-vibration-sensor-piezo-disk.svg|Векторное изображение датчика вибрации с пьезодиском]]