====== 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]]