Датчик наклона сделать своими руками

Датчик наклона на базе Ардуино своими руками

Многие смартфоны могут порадовать своих владельцев набором функций, реализованных за счет встроенного акселерометра. Который представляет собой электромеханическое устройство, фиксирующее любые изменения рабочего органа в пространстве. Принцип действия основан на измерении ускорения перемещения инертной массы внутри акселерометра. На его основе работает автоматический переворот экрана, подстраивающий картинку в соответствии с положением телефона, счетчик шагов, приложение для обнаружения препятствия, ряд фитнесс приложений и т.д.

Благодаря использованию микроконтроллера Arduino вы можете самостоятельно сконструировать датчик наклона в домашних условиях.

Для этого вам понадобится:

• Акселерометр ADXL335;
• Плата Arduino Uno;
• Дисплей для отображения направления наклона (в данном случае мы используем светодиодный вариант).

Практическая реализация датчика наклона на базе Arduino приведена на рисунке ниже:

Рисунок 1: общий вид датчика

В данном примере рассматривается установка акселерометра ADXL335 выпускаемого компанией Analog Devices который подключается к соответствующим выводам на микроконтроллере Arduino Uno, а от микроконтроллера сигналы переводятся на дисплей. Для сборки такой схемы удобно использовать заводскую макетную плату, хотя датчик наклона отлично сможет функционировать и на любой другой ровной поверхности, которую вы будете использовать в роли базы. Главная задача реализовать основной принцип датчика, который приведен на блок-схеме ниже.

Рис. 2: блок-схема датчика

Преимуществом такой модели является установка Arduino Uno, так как этот микроконтроллер лучший вариант для электронных устройств, управляемых сигналам с платы. Ее программирование и использование в схеме доступно широким массам за счет простой адаптации под стандартное программное обеспечение компьютера и возможности самостоятельной настройки с последующим внесением корректив в их работу. Поэтому данный вариант отлично подходит как профессиональным конструкторам, так и любителям в сфере робототехники и электронного моделирования.

Для реализации датчика наклона Arduino Uno выбран неспроста, он собран на базе микросхемы ATmega328 и включает в себя 14 цифровых выходов, 6 аналоговых, USB разъем для подключения к устройствам программирования, ICSP разъем, вход питания, и оснащается функцией сброса или обнуления данных. Также в данной плате установлен кварцевый генератор на 16МГц, предназначенный для поддержания стабильной работы всего микроконтроллера.

Несмотря на внушительный объем его элементов, Arduino Uno имеет оносительно небольшие размеры и его достаточно легко эксплуатировать. Для этого вам понадобиться подключить плату к ПК через USB вход для установки рабочих параметров и запитать посредством батареи или через адаптер. Программирование и дальнейшая эксплуатация производится в операционной среде Arduino.

Как собрать датчик наклона?

Подключение 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	0
Т1	5
Т2	Ниже, чем в Т3
Т3	Выше, чем в Т2

Тестирование работоспособности и корректировка параметров

После электрического соединения элементов датчика наклона производится загрузка программы, на устройство через ПК, для чего вам необходимо:

• Подключить микроконтроллер к компьютеру через USB переходник;
• Загрузить программу (test.ino) с компьютера на Ардуино УНО;
• Затем на компьютере откройте программную среду Arduino, в которой отображается исходный код от соответствующих выводов акселерометра;
• Сбросьте данные и отметьте числовые изменения по всем трем осям (X, Y, Z), которые происходят при наклоне датчика влево, вправо.

Если вас не устраивает положение, в котором светодиод начинает загораться, его можно откорректировать. Для изменения угла наклона, при котором датчик будет сигнализировать об изменении положения, вам понадобится:

• Оставаясь в программной среде Arduino, начните наклонять датчик влево, когда угол наклона достигнет той отметки, в которой светодиод должен загораться, отметьте для себя – это будет значение кода «A_max», граница отключения светодиода при возвратном движении датчика будет такой же;
• Для регулирования угла наклона вправо повторите ту же операцию, наклонив до нужного угла, отметьте для себя цифровое значение – это будет значение кода «A_min», та же величина прекратит горение при возвратном движении к нейтральной позиции датчика;
• Эти значения нужно изменить в теле программы tiltdetection.ino, для чего запускается Arduino IDE, в строки «A_max» и «A_min» вносятся записанные вами ранее данные (рисунок 5); Рис. 5. Снимок экрана программирования Arduino Uno
• После этого сохраните внесенные изменения и заново загрузите откорректированную программу на микроконтроллер.

Теперь устройство будет работать с более приемлемым для вас углом наклона. Здесь разобран пример корректировки угла перемещения датчика влево и вправо. Но при желании вы можете проделать те же манипуляции и для изменения угла наклона вперед и назад, при переходе через который будут загораться и гаснуть светодиоды.

Что нужно для работы программы?

Так как микроконтроллер программируется на специально разработанной под него платформе Arduino IDE, никаких дополнительных языков программирования и специальных навыков по работе с ними вам иметь не нужно, достаточно просто подключить Arduino к компьютеру. Также стоит отметить, что микросхема ATmega328 в Arduino Uno изначально содержит предварительно установленный механизм загрузки. Именно он позволяет программировать устройство без каких-либо аппаратных программаторов, а взаимодействие программной среды на компьютере и микросхеме происходит по протоколу STK500.

Для работы с программным обеспечением микроконтроллера вам понадобиться войти в меню «Инструменты», затем выбрать «Платы» и установить Arduino Uno (если вы применяете другую модель, установите ее). После этого через Arduino IDE запрограммируйте плату на логику датчика наклона и можете приступать к эксплуатации готового устройства. Также можно программировать Ардуино через протокол ICSP, но этот метод больше подходит искушенным программистам, а не начинающим конструкторам, поэтому куда проще пользоваться стандартным способом.

Исходный код программы: Датчик наклона на базе Arduino

Источник

Самодельный датчик наклона

В данной статье автор поясняет процесс создания простейших датчиков наклона. Как их использовать зависит только от вашей фантазии, но по утверждению автора его самоделка будет полезна владельцам авто, для установки дополнительных датчиков в цепь сигнализации. Замыкая электрическую цепь, они будут сигнализировать о изменении угла наклона автомобиля, что будет весьма к стати, если злоумышленники решили нажиться на ваших колесах. Для этих целей конечно существуют датчики фабричного производства, но их цена в около 1500 рублей, что согласитесь весьма не мало, а данный проект весьма бюджетен, и практически не потребует ни каких финансовых затрат.

Датчики представляют собой две емкости, скрепленных между собой и наполненных сыпучим токопроводящим материалом (в данном случае металлическими шариками). Внутри каждой емкости находятся два разомкнутых электрических контакта.

Принцип работы датчиков таков: при изменении его угла наклона сыпучий материал меняет место своего положение и в одной из емкостей происходит замыкание цепи.

Необходимые материалы:
— Две небольших стекленных баночки;
— Две пробки;
— Канцелярские скрепки (или другие жесткие проводники);
— Мелкие металлические шарики;

Стеклянные бутылочки можно приобрести в аптеке, купив любое недорогое лекарство.
Металлические шарики использовались с подшипников, как утверждает автор они были установлены в колесах велосипеда «школьник».

Пробки автор использовал из винных бутылок, для того чтобы они влезли в наши бутылочки их необходимо немного подточить до нужного диаметра.

Следующий шаг это обмотка горлышка бутылочек медной проволокой, как на фотографии:

Источник

Делаем автосигнализацию своими руками: схема и подробная инструкция

Хорошим способом защитить автомобиль от угона является установка автосигнализации. Однако, если вы обладатель недорогого автомобиля цена такой системы может быть сопоставима с ценой транспортного средства. В таком случае, можно обеспечить защиту автомобиля самодельной сигнализацией.

Зачем делать самому?

Во-первых, основной причиной создания охранного комплекса своими руками является высокая цена на заводские решения. Существует негласное правило, что цена на сигнализацию не должна превышать 5% от цены автомобиля. Если у вас новый или дорогой автомобиль, то разумно будет установить хорошую заводскую систему, но, если ваш личный транспорт стоит меньше 50 000 рублей, вряд ли вам захочется тратить на нее пять – десять тысяч (без учета работ по установки, которая чаще всего равна цене системы). А комплектующие для создания сигналки самому обойдутся максимум в 1000-1500р.

Во-вторых, автоугонщики уже настолько хорошо научились обходить популярные сигнализации низкого и среднего класса, что украсть автомобиль с такой системой им может быть даже проще, чем просто закрытый ключом. Сигнал с командой от брелка перехватывается сканером (кодграббером) и расшифровывается. А затем преступник просто открывает ваш автомобиль, не вызывая подозрения у окружающих людей.

И даже если в сигнализации присутствуют блокировки двигателя, установщики часто располагают их в одних и тех же местах. По этому опытному угонщику не нужно много времени, чтоб отключить их. Но и даже потерпев неудачу в попытках запустить двигатель, он может выкрасть из салона ценные вещи и документы, потеря которых может нанести ущерб даже выше стоимости автомобиля.

Рассмотрим, какие функции должна выполнять базовая автосигнализация:

• Система должна реагировать на несанкционированное открытие дверей, капота или багажника. Реализовать слежение за этим можно через штатные концевики (датчики открывания дверей), они есть на любом автомобиле. А вот датчиков у капота и багажника может не быть, но не сложно самому их установить.

Справка! А если добавить к системе недорогой бытовой инфракрасный датчик, то она сможет обнаруживать и проникновение в салон через разбитое стекло.

• После того, как сигнализация заметила проникновение, то она должна оповещать об этом окружающих звуковой и световой сигнализацией. В качестве источника громкого звука можно использовать штатный клаксон, но лучше приобрести автономную сирену, которая будет еще одним рубежом защиты. А для привлечения внимания вспышками света можно подключиться к фарам или поворотникам. Эти оповещения должны длиться две-три минуты, а затем автоматически отключаться.
• Также после срабатывания сигнализация должна каким-либо образом препятствовать угону. Блокировать запуск двигателя, топливный насос и так далее.
• Система не должна потреблять много энергии из аккумуляторной батареи автомобиля, исключая ее ускоренный разряд в процессе длительной стоянки в режиме охраны.
• В схеме должен быть тумблер, который отключает систему во время использования автомобиля.
• Механизм включения должен иметь задержку на активацию охраны. 20-30 секунд хватит на то, чтоб спокойно выйти из машины и запереть ее.

Схема создания самодельной простой сигнализации

Разберем одну из самых простых автосигнализаций, которую можно сделать самостоятельно.

На схеме представлена акустическая сигнализация, срабатывающая от замыкания концевиков на капоте, багажнике или дверях, которая в активном режиме блокирует пуск двигателя после включения зажигания. Эта схема отлично будет работать на автомобилях с классической контактной системой зажигания (ВАЗ, Волга, Москвич и иномарки прошлого века).

Как сделать gps для машины

GPS – это глобальная система позиционирования. Такое устройство для автомобиля называется GPS трекер. Трекер – это устройство слежения за автомобилем. Он получает сигналы со спутника, по ним определяет свои координаты, а далее передает их пользователю.

Этими устройствами пользуются, чтоб можно было в реальном времени определять местонахождение автомобиля, а также видеть траекторию его перемещения. С помощью трекера можно узнать с какой скоростью двигался автомобиль.

Отслеживать автомобиль по спутникам можно следующими способами:

Спутниковый трекер для автомобиля. Его выполняют в компактном корпусе, чтоб можно было легко спрятать устройство. Его можно купить в специализированных магазинах или заказать из Китая.

Справка! Покупая такое устройство убедитесь, что оно не запрещено законом (шпионское оборудование).

Смартфон со специальным приложением. Расположив в автомобиле андройд-устройство со включённым приложением (например, Loki) через сайт вы сможете отслеживать его перемещения. А соответственно и перемещения автомобиля. Главное, обязательно подключите телефон к зарядке. Такой способ часто выбирают таксопарки.

Самодельный трекер. Он будет работать так же, как и «покупной», разве что его создание встанет вам гораздо дешевле, чем покупка готового решения. Чаще всего их делают на базе старых кнопочных телефонов, однако сделать это уже не так просто, как простую сигнализацию. К тому же, «самопальный» трекер будет гораздо большего размера и его уже будет не так просто скрытно разместить в автомобиле.

Как правило, трекеры (и смартфоны) питаются от 5 вольт через USB разъем. Самым простым решением будет воспользоваться адаптером в прикуриватель, но постоянно торчащий провод будет мешаться и ни о какой скрытой установки не будет идти и речи.

Более корректным решением будет запитать трекер через понижающий DC/DC преобразователь, который можно купить в любом радиомагазине или на алиэекспресс. Преобразователь представляет из себя небольшую плату, которую будет легко спрятать в области торпедо или других местах.

Подключите плату к преобразователю через USB провод, а сам преобразователь к бортовой сети автомобиля (найдите постоянный «плюс»).

Самодельная GSM сигналка из мобильного телефона

Еще одним вариантом самодельной сигнализации будет сборка ее на основе кнопочного мобильного телефона. Схема будет похожа на рассмотренную ранее. В качестве датчиков проникновения будут использоваться концевики. Но в отличие от простой схемы, сигнал будет подаваться не на гудок, а на контакты кнопки телефона.

Справка! На телефоне обязательно должна быть функция быстрого вызова последнего контакта. И этим последним контактом должен быть ваш номер.

Сигнал имитирует нажатие на кнопку вызова на телефоне и совершает вам звонок. Получив вызов с номера из машины, вы сразу понимаете, что ваше имущество в опасности. А в дополнении к этому, взяв трубку вы сможете прослушивать, что происходит в салоне автомобиля через встроенный в телефон микрофон. Также по телефону через GSM протоколы можно отследить угнанный автомобиль, если он будет находиться в зоне действия сотовых вышек.

Плату от телефона необходимо подключить к зарядке и спрятать в таком месте, чтоб можно было эффективно прослушивать область вокруг водительского места.

Параллельно с телефоном к сигналу можно так же подключить клаксон и поворотники, а вместо датчиков открытых дверей использовать датчик движения или магнитные герконы.

Как подключить самодельную сигнализацию

Рассмотрим несколько советов по подключению.

• Подключая систему к питанию, обязательно внедрите в цепь предохранитель. Его номинал вы можете выбрать, подсчитав энергопотребление всех элементов.
• Желательно брать «плюс» напрямую от аккумулятора, не нагружая заводские цепи питания.
• Не стоит подключаться к каждому концевику по отдельности. Найдите место, в котором сходятся все сигнальные провода от дверей. Например, на проводах плафона освещения.
• Сирену лучше подключать не напрямую от сигнализации, а через реле.
• Тумблер включения располагайте в незаметном, но при этом доступном месте. Если вы слишком сильно спрячете его, вам может быть неудобно им пользоваться.

Преимущества самодельной сигналки

Как уже было отмечено, самодельные системы имеют два преимущества. Первое – это низкая цена. Радиоэлементы для схемы управления стоят недорого, а датчики с устройства светового и звукового оповещения уже есть в автомобиле.

Второй плюс самоделки – это уникальность. Для угонщика будет большим сюрпризом, что в машине будет не стандартная и хорошо известная ему сигнализация, а непонятная блокировка. Скорее всего, он не захочет разбираться с вашей системой и выберет своей целью другой автомобиль.

Полезное видео

Ознакомьтесь с особенностями установки самодельной сигнализации в следующем видеоролике:

Самодельная автосигнализация – это жизнеспособный вариант для автомобилей в ценовом диапазоне до 50 000 рублей. Однако для ее сборки необходимо обладать продвинутыми навыками в радио моделировании. В случае, если вы ошибетесь в момент монтажа или сделаете это небрежно, система будет глючить и больше мешать вам, чем угонщикам.

Источник