Hoe werken verschillende Arduino-sensoren?

Een van de geweldige dingen van Arduino is de uitbreidbaarheid van het platform. Er zijn tientallen verschillende sensoren op de markt, elk met een unieke functie, zodat u alle projectideeën die u heeft kunt implementeren.

Het begrijpen van de verschillende beschikbare sensoren en hun toepassingen is eigenlijk een van de belangrijkste gebieden waarop u zich als Arduino-hobbyist kunt concentreren.

Als je dit serieus neemt, zul je de meeste van deze sensoren tegenkomen terwijl je toch een aantal basisexperimenten doet. Maar het is goed om te begrijpen wat ze precies doen en hoe je ze kunt combineren voor de beste resultaten.

Basisconcepten

Een Arduino-bord op zich is niet erg handig. Je kunt er kleine programma's naar uploaden en ze basishandelingen laten uitvoeren, maar de hardware is voor iedereen vrij beperkt echt rekengebruik (tenminste vergeleken met alternatieve aanbiedingen op de markt, zoals de goedkopere modellen van Raspberry Pi).

De echte kracht van het platform zit in de verschillende sensoren en andere modules die je op het basisbord kunt bevestigen. Met slechts een paar jumperdraden en enkele regels code, kunt u een basisconfiguratie hebben die een bepaalde eigenschap volgt en relevante gegevens uitvoert via uw Arduino.

Sensoren zijn er in verschillende soorten en maten, en sommige zijn bedoeld om met andere te worden gecombineerd voor een volledig effect. De meeste kunnen echter op zichzelf worden gebruikt - en in sommige gevallen kunt u ze zelfs in stand-alone circuits aansluiten, zonder dat u zelfs een Arduino-controller nodig hebt.

Verwant: Geweldige Arduino-projecten voor beginners

Populaire sensoren uitgelegd

Laten we eens kijken naar enkele van de meest populaire sensoren die u tegenkomt, en zien hoe ze onder de motorkap werken.

Licht sensor

Een lichtsensor, zoals de naam al aangeeft, kan worden gebruikt om veranderingen in het omgevingslichtniveau te detecteren. Dit kan handig zijn voor het regelen van de verlichting in verschillende omgevingen. Bijvoorbeeld het uitschakelen van de verlichting in huis als het buiten donker wordt, of het aanpassen van de intensiteit van verwarmingslampen bij het kweken van planten.

De meeste Arduino-lichtsensoren worden geïmplementeerd via een standaard LDR-lichtsensor (Low Dynamic Range), waardoor ze een lagere gevoeligheid hebben in vergelijking met meer geavanceerde modules zoals fotodiodes en weerstanden. Toch zou een eenvoudige LDR-lichtsensor voldoende gevoeligheid moeten bieden voor de meeste hobbyprojecten.

Temperatuursensor

Temperatuursensoren worden meestal geïmplementeerd met een NTC (negatieve temperatuurcoëfficiënt) of PCT (positieve temperatuurcoëfficiënt) thermistor.

Het enige verschil vanuit het perspectief van een gebruiker is hoe u de uitvoerwaarden moet interpreteren. Sommige sensoren hebben mogelijk een interne converter die dat onderdeel voor u afhandelt, in een poging de output van de meeste temperatuursensoren op de markt te standaardiseren.

Vochtigheidssensor

Vochtigheidssensoren zijn vaak geïntegreerd in temperatuursensoren, waarbij de twee worden aangeboden als een gepaarde eenheid. Ze zijn ook te vinden als zelfstandige apparaten. De meeste Arduino-vochtigheidssensoren zijn capacitief, wat betekent dat ze vochtigheidsveranderingen meten door een dunne strook van een materiaal dat de capaciteit verandert ten opzichte van de omringende vochtigheid.

Bewegingssensor

De naam van een bewegingssensor is enigszins misleidend. Ze detecteren eigenlijk geen beweging, maar eerder veranderingen in de omgevingsinfraroodstralingsniveaus.

Infraroodstraling wordt door vrijwel alles en iedereen uitgezonden en de mens is in dit opzicht bijzonder "heet" vanwege zijn hogere lichaamstemperatuur ten opzichte van de omgeving. Daarom wordt, wanneer een mens in het bereik van een bewegingssensor loopt, zijn aanwezigheid gedetecteerd, maar de sensor heeft in de eerste plaats nooit enige daadwerkelijke beweging gemeten.

Nabijheids sensor

De meeste naderingssensoren voor Arduino zijn gebaseerd op het klassieke infraroodontwerp. De sensor zendt stralen van infrarood licht uit die recht vooruit zijn gericht, die vervolgens worden gereflecteerd door elk oppervlak dat ze raken.

De sensor detecteert terugkerende stralen en meet het tijdsverschil tussen het uitzenden van een straal en het ontvangen ervan. Op die manier kan het de afstand schatten die de bundels hebben afgelegd met grote nauwkeurigheid en zonder veel stroom te verbruiken.

Versnellingsmeter

Versnellingsmeters worden gebruikt om veranderingen in versnelling te meten, die kunnen worden gebruikt om veranderingen in positie en snelheid te identificeren. Ze worden meestal gerealiseerd door een klein kristal naast een object van een bepaalde massa, verbonden met een zeer gevoelige lichtgewicht veer.

Elke beweging van de hele opstelling zorgt ervoor dat de massa verschuift en druk uitoefent op het kristal. Het kristal kan dan veranderingen in druk omzetten in elektrische signalen, wat aangeeft hoeveel versnelling er momenteel op het lichaam wordt uitgeoefend.

Verwant: Wat is Arduino? Wat kun je ermee? uitgelegd

Wanneer is een duurdere versie zinvol?

Sommige sensoren hebben duurdere tegenhangers. Voor een eenvoudig doe-het-zelf-project zou je meestal in orde moeten zijn met een goedkopere versie van elke sensor die je nodig hebt. Dit is vooral het geval tijdens de prototyping-fase, waar je meestal alles samen met jumperdraden hackt en je je niet echt druk maakt om het optimaliseren van de ruimte of het stroomverbruik.

Maar naarmate u dichter bij het voltooien van uw project komt, wilt u misschien meer geavanceerde, duurzame sensoren bekijken. Sommige hiervan kunnen uw apparaat energiezuiniger maken (wat een enorm verschil kan maken in op batterijen werkende instellingen), terwijl andere het nauwkeurigheidsniveau van de metingen die u krijgt, kunnen verhogen.

Een probleem dat u tegen kunt komen bij het overschakelen van goedkopere naar duurdere sensoren, is dat het uw initiële apparaatkalibraties ongeldig kan maken. Als je alle kalibraties op een minder nauwkeurige sensor hebt gedaan, kan het zijn dat je bepaalde dingen moet aanpassen bij het overschakelen naar meer geavanceerde versies. In dit geval is het misschien logischer om in de eerste plaats met de nauwkeurigere sensor te beginnen.

Dingen om in gedachten te houden over doe-het-zelfprojecten

Soms kun je met de juiste onderdelen je eigen sensoren implementeren. Maar u moet niet vergeten dat een deel van de prijs die u betaalt voor een kant-en-klaar exemplaar naar meer gaat dan alleen de basismaterialen en constructie-inspanningen.

U investeert ook in iets dat grondig is getest en gekalibreerd, en u weet dat u kunt vertrouwen op de metingen die het levert (binnen een bepaald nauwkeurigheidsbereik). Hoewel je misschien hetzelfde kunt garanderen voor je eigen tegenhangers, kan het veel meer tijd en moeite kosten om ze op dat punt te brengen.

De 10 beste Arduino MIDI-projecten voor beginners

Maak muziek met je Arduino door hem aan te sluiten op een van deze DIY MIDI-instrumenten.

Lees volgende

Over de auteur