Датчики давления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Датчики давления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]ВикиЧтение
Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Ловин Джон
Содержание
Датчики давления
Для измерения сил хорошо подходят датчики давления, изображенные на рис. 5.44. «Чувствительный» элемент датчика расположен на специальной подложке размерами 14х14 мм на одном конце устройства. С увеличением приложенной силы сопротивление датчика падает. Датчики выпускаются для различных диапазонов приложенных сил: от 0–4 Н до 0-4000 Н.
Рис. 5.44. Датчик давления Flexiforce
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Установки электрической сварки с применением давления
Какой должна быть ширина проходов между машинами точечной, роликовой (линейной) и рельефной сварки при их расположении друг напротив друга?Ответ. Должна быть не менее 2 м, а между машинами стыковой сварки – неДатчики ИК излучения
Датчики ИК излучения Датчики ИК излучения работают в диапазоне низких частот излучения световых волн (900 нм и ниже). Они заслуживают специального рассмотрения, поскольку широко используются в роботах для ориентирования, обхода препятствий и связи.Использование ИК
Осязание и чувство давления
Осязание и чувство давления Поразительная точность и верность чувства осязания у человека едва ли может быть достигнута в конструкции робота. Однако существует несколько типов простых датчиков, которые можно использовать для обнаружения прикосновения и давления.
Датчики изгиба
Датчики изгиба
Датчики изгиба представляют собой пассивные элементы резистивного типа, сопротивление которых увеличивается при изгибе или скручивании (см.
рис. 5.40 и 5.41). Такие датчики обычно используются в специальных перчатках систем виртуальной реальности для
Тепловые датчики
Тепловые датчики Наиболее известными тепловыми датчиками являются термисторы (см. рис. 5.42). Это устройство пассивного типа изменяет сопротивление пропорционально температуре. Существуют термисторы, имеющие положительный и отрицательный температурный коэффициенты
Датчики запаха
Датчики влажности
Датчики влажности Пассивные датчики влажности с резистивным выходом представляют собой относительно новую разработку и доступны к
6.
Законы Паскаля. Приборы измерения давления6. Законы Паскаля. Приборы измерения давления Что произойдет в других точках жидкости, если приложим некоторое усилие ?p? Если выбрать две точки, и приложить к одной из них усилие ?p1, то по основному уравнению гидростатики, во второй точке давление изменится на ?p2. откуда
9. Определение силы давления покоящейся жидкости на плоские поверхности. Центр давления
9. Определение силы давления покоящейся жидкости на плоские поверхности. Центр давления Для того, чтобы определить силу давления, будем рассматривать жидкость, которая находится в покое относительно Земли. Если выбрать в жидкости произвольную горизонтальную площадь ?,
10. Определение силы давления в расчетах гидротехнических сооружений
10. Определение силы давления в расчетах гидротехнических сооружений
При расчетах в гидротехнике интерес представляет сила избыточного давления Р, при:р0 = ратм,где р0 – давление, приложенное к центру тяжести.
Говоря о силе, будем иметь в виду силу, приложенную в центре
14.3.1. Физические датчики
14.3.1. Физические датчики На рис. 14.4 показан один из самых первых нанодатчиков, созданный сотрудниками Технологического института штата Джорджия специально для демонстрации поразительных электрических и механических свойств нанотрубок[90]. Это устройство представляет
14.3.2. Химические датчики
14.3.2. Химические датчики За последние несколько лет появилось много публикаций, посвященных созданию новых типов газовых датчиков на основе нанотрубок. Например, группа Моди и др.[92] на основе углеродных нанотрубок создала миниатюрный ионизационный газовый детектор,
29. Парциальные давления
29. Парциальные давления
Давление, записанное в виде: Pi=NikT/ V,где i= 1,2,.
.., r, называется парциальным. Здесь r– число газов в смеси;Ni– число молекул i-го газа;V– объем смеси;k– постоянная Больцмана;Т – температура.Оно может быть найдено, если все основные параметры газа
Указатель давления масла
Указатель давления масла На большинстве автомобилей этого указателя нет, установлена только аварийная лампочка, которая загорается, когда давление опускается ниже 0,3 кг/см3. Кстати, сам датчик давления масла, включающий аварийную лампочку на щитке приборов, – довольно
49. Приборы для измерения давления
49. Приборы для измерения давления Давление – это напряженность жидкостей и газов, а также паров, которую формирует некоторое внешнее воздействие на них.Как измерять эту напряженность?С этой целью измеряют данные, приходящие на единичную площадь той поверхности, на
Датчики и преобразования
Датчики и преобразования
Большинство операций в метрологии делается с электрическими величинами и сигналами.
Датчик давления воды в системе водоснабжения: устройство, монтаж, регулировка
- Алгоритм работы и назначение
- Конструктивные особенности
- Рекомендации по установке
- Самостоятельная настройка
Для того чтобы параметры работы автономных систем водоснабжения (в частности, давление в трубопроводе) могли регулироваться автоматически, используют различные технические устройства, одним из которых является датчик давления воды. Этот элемент систем водоснабжения, в которые вода подается из скважин посредством насосных станций, позволяет не только контролировать параметры таких систем, но и управлять их работой. Датчик давления воды в системе водоснабжения позволяет в автоматическом режиме, без участия человека, включать и отключать насосные станции.
Реле давления предназначено для автоматической регулировки включения и отключения подачи воды в систему водоснабжения
Алгоритм работы и назначение
Датчик для регулирования давления воды (реле, сенсор давления) работает по следующему алгоритму:
- В тот момент, когда открываются краны и объем жидкости в гидроаккумуляторе уменьшается, в водопроводе снижается давление воды.
- Когда давление в системе водоснабжения достигает минимально допустимого значения, контакты датчика, регулирующего данный параметр, замыкаются.
- Замыкание контактов датчика давления приводит к запуску насоса, который отвечает за подачу воды из скважины.
- При закачивании воды из скважины давление в водопроводе начинает возрастать.
- После того как давление воды в водопроводе достигнет максимально допустимого значения, контакты датчика размыкаются, что приводит к отключению насосного оборудования.
Работая в подобном режиме, датчики давления воды позволяют сохранять напор жидкости в водопроводе на постоянном уровне.
Если не использовать такое устройство в трубопроводе, то насос, подающий воду, придется включать и отключать вручную. Это не только не позволит поддерживать давление воды в системе на постоянном уровне, но и может привести к возникновению гидравлических ударов и работе насосного оборудования в холостом режиме.
Блок автоматики, состоящий из реле давления, манометра и фитинга
Сенсоры давления воды, установленные на одном из узлов системы водоснабжения, выполняют еще одну важную функцию – сигнализируют о текущем давлении и выводят данные о его значении на контрольные приборы, простейшим из которых является манометр.
Таким образом, устанавливая датчик давления воды (электронный или механический), обеспечивают стабильность работы водопровода, а также защищают элементы его оснащения от негативных факторов, таких, например, как гидравлические удары и работа насоса «всухую».
Конструктивные особенности
Как уже говорилось выше, существуют как механические, так и электронные реле давления воды.
У тех и у других основным рабочим органом является мембрана, выступающая в роли одной из стенок их внутренней емкости, в которую поступает вода. Отклоняясь под напором воды, мембрана воздействует на остальные элементы датчика, в итоге и происходит срабатывание устройства.
Устройство мембранного датчика давления
Элементами, на которые воздействует отклоняющаяся мембрана, в механических датчиках являются контакты, которые при смыкании или размыкании включают и отключают насосное оборудование. Электронный датчик давления работает по несколько иному принципу. Деформация мембраны в таком устройстве преобразуется в управляющий электрический аналоговый сигнал, который затем усиливается, подвергается оцифровке и поступает в блок автоматической регулировки работы трубопровода.
Механические датчики давления, которые также называют контактными, используются чаще, чем электронные. Объясняется это как простотой конструкции такого устройства, так и его более доступной стоимостью.
В частности, регулярно осуществляют установку механических датчиков давления воды в системах отопления и водоснабжения бытового типа.
Устройство бытового реле давления воды
Конструкцию механического датчика составляют:
- патрубок, при помощи которого осуществляется подсоединение устройства к элементам трубопровода;
- мембрана;
- контактная группа;
- две пружины разного диаметра, посредством которых выставляется уровень наибольшего и минимального давления, при котором устройство должно срабатывать.
Датчик давления в разобранном виде
Пружина большего диаметра, устанавливаемая в датчики механического типа, определяет уровень давления воды в трубопроводе, при котором устройство сработает и отключит подающий насос. Вторая пружина отвечает за нижний предел срабатывания датчика, а если выразиться точнее, то диапазон значений, при выходе за который датчик сработает на включение и запустит насос, подающий воду в трубопровод.
Конструкция механических датчиков предусматривает возможность регулировать степень сжатия обеих пружин. При сжатии пружины большего диаметра увеличивается значение давления воды, при котором устройство будет срабатывать. Если сильнее сжать пружину меньшего диаметра, то увеличится разность давлений между уровнями срабатывания.
Принцип регулировки механического датчика давления
Рекомендации по установке
Если вы решили установить датчик давления своими руками, сначала ознакомьтесь с информацией о том, как это правильно сделать. Обычно в качестве места для установки датчика или реле давления выбирают ту часть водопровода, которая расположена после насоса и гидроаккумулятора, перед фильтрующими элементами. Объясняется это тем, что данная часть водопровода характеризуется меньшими скачками давления. Следует также иметь в виду, что эксплуатация многих моделей датчиков контроля давления воды допускается только внутри помещений. Это обязательно указывается в инструкции к таким устройствам.
Для установки датчиков применяются специальные тройники-разветвители, которые позволяют при помощи одного монтажного элемента подключить к водопроводу сам датчик, гидроаккумулятор и манометр. При установке датчика, кроме тройника, может потребоваться дополнительный переходник, о приобретении которого следует позаботиться предварительно. В любом случае схема подключения к водопроводу реле определяется конструктивным исполнением и техническими характеристиками последнего.
Схема водоснабжения из скважины
Отдельные модели датчиков, помещаемые во влагозащищенный корпус, могут устанавливаться непосредственно на водяном насосе с помощью специального штуцера. Датчики данного типа благодаря такому конструктивному исполнению успешно эксплуатируются вместе с насосным оборудованием внутри кессона или даже скважины.
После того как механическая часть процесса установки реле или датчика давления воды выполнена, необходимо подключить соответствующие контактные группы к насосу и заземлить устройство.
Выбирая электрокабели для подключения таких датчиков, следует в первую очередь учитывать мощность насоса, функционирующего в системе. Так, при использовании насосного оборудования, мощность которого составляет 2 кВт, следует применять кабели сечением не менее 2 мм2.
Схема подключения реле давления
После того как вы установили реле давления воды своими руками и выполнили все необходимые подключения, можно включить насос и проверить работоспособность всей системы. О том, что она функционирует нормально, будет свидетельствовать увеличение давления в ней, что можно определить по показаниям манометра.
Самостоятельная настройка
Несмотря на то, что в большинстве случаев рабочие параметры реле перепада давления уже настроены производителями, могут возникнуть ситуации, когда процедуру регулировки требуется выполнить своими руками.
Оптимальная разница между значениями давления воды в трубопроводе, при которых должен включаться и отключаться насос, должна составлять 1 атм. При этом нижний предел, при котором срабатывает датчик, устанавливается таким образом, чтобы он был на 0,2–0,5 бар меньше давления, которое может выдержать используемый насос.
Перед тем как своими руками начать выполнять регулировку рабочих параметров датчика или реле, необходимо проверить уровень давления в гидроаккумуляторе. Для этого надо выполнить следующие действия:
- Отключить все элементы системы от сети и слить воду.
- Снять боковую крышку гидроаккумулятора и проверить уровень давления в нем, для чего можно использовать автомобильный компрессор, оснащенный манометром.
- Если уровень давления меньше, чем 1,5 атм, необходимо повысить его, включив подающий насос.
- При слишком высоком уровне давления его необходимо понизить, нажав на ниппель.
Диаграмма регулировки реле давления воды
После такой проверки можно приступать к регулировке датчика, которая выполняется в следующей последовательности:
- Все элементы системы отключают от электрического питания и из нее сливают воду.
- После слива воды убеждаются, что манометр показывает нулевое значение.
- Затем включают насос и начинают заполнять систему водой.
- При выключении насосного оборудования фиксируют на манометре значение, при котором это произошло.
- После этого начинают сливать воду и при включении насоса также фиксируют уровень давления.
- Отключают элементы системы от электрического питания и снимают крышку датчика.
- Ослабляют гайку, при помощи которой регулируется степень сжатия пружины небольшого диаметра.
- Используя гайку для сжатия пружины большого диаметра, устанавливают уровень минимального давления, при котором датчик будет срабатывать. При этом следует иметь в виду, что сжатие данной пружины увеличивает этот параметр, а ее ослабление – уменьшает.
- Опять наполняют систему водой, затем начинают сливать ее и фиксируют уровень давления, при котором насос включится.
- Если это значение не соответствует требуемым параметрам, необходимо еще раз отрегулировать степень сжатия пружины большого диаметра.
- Изменяя степень сжатия пружины небольшого диаметра, устанавливают максимальный порог давления воды, при котором насос будет отключаться. При сжатии такой пружины разница между порогами срабатывания насоса увеличивается, а при ее ослаблении – уменьшается.
- Включают насос, наполняющий систему водой, и фиксируют уровень давления, при котором он отключится.
- Если уровень давления, при котором насос отключается, не соответствует требуемым параметрам, повторно регулируют степень сжатия пружины небольшого диаметра. Выполнять такую процедуру следует до тех пор, пока требуемая разница давлений, при которых насос включается и отключается, не будет достигнута.
Регулировочные элементы реле давления RD-2
Самостоятельно регулируя механический датчик давления, можно изменить рабочие параметры такого устройства, которые были выставлены производителем. Поступая таким образом, можно, например, уменьшить количество включений насоса. В то же время следует иметь в виду, что перепад давления воды в системе в этом случае может увеличиться, что негативным образом отражается на надежности элементов трубопровода.
Выполняя самостоятельную регулировку датчика, следует учитывать технические характеристики используемого насосного оборудования.
Чтобы компенсировать потери давления воды в трубопроводе, насос должен создавать избыток давления величиной в 0,5 бар. В противном случае можно столкнуться с тем, что насос будет работать с перегрузкой, а это приведет к его быстрому выходу из строя. Даже если для систем водоснабжения или обогрева жилья используется датчик с заводскими настройками, надо хотя бы ежегодно проверять параметры его работы и при необходимости выполнять его регулировку.
Многие домашние мастера, руководствуясь естественным желанием сэкономить, устанавливают на системы водоснабжения самодельный датчик давления воды. В подобных случаях всегда следует иметь в виду, что обеспечить требуемую надежность работы водопровода в состоянии только устройства, изготовленные в заводских условиях.
Использовать для оснащения водопроводов реле давления, изготовленное своими руками, конечно, можно, но делать это лучше в тех случаях, когда к параметрам работы такой системы и к ее надежности не предъявляются слишком высокие требования.
Датчик давления своими руками — База знаний Bela
Изготовление с нуля резистора, чувствительного к силе
Мы уже работали с резисторами, чувствительными к силе (FSR), датчиками, которые изменяют свое сопротивление в ответ на давление. В этом уроке мы рассмотрим создание собственных самодельных версий этого датчика, которые намного выгоднее и, самое главное, могут быть любой формы и размера!
Содержание
- Создание собственных датчиков
- Velostat: у каждого аппаратного хакера должно быть
- Код
- Практические задания
Создание собственных сенсоров
FSR — это интересный тип аналоговых сенсоров, который может быть полезен в ряде различных ситуаций, особенно когда речь идет о непрерывной модуляции параметра или ноты синтезатора.
Одним из недостатков FSR является то, что они довольно дороги по сравнению с другими типами датчиков, а разнообразие размеров и форм FSR весьма ограничено. Мы можем обойти это, создав собственные FSR. Материал, который будет использоваться для создания датчиков, был разработан группой исследователей под руководством Бекки Стюарт в рамках расширенного проекта.
Velostat представляет собой черный пластиковый лист, чувствительный к давлению и проводящий. Его можно использовать для обнаружения силы на его поверхности, потому что проводимость изменяется при изменении давления на материал. Это очень гибкий материал, который очень полезен для бумажных схем и электронного текстиля.
Для сборки собственного FSR вам потребуются следующие материалы:
- Бумажный шаблон. Вы можете загрузить один из них для использования или создать свой собственный.
- Квадрат Velostat, вырезанный по размеру бумажного шаблона
- Медная лента 5 мм. Убедитесь, что клейкая сторона также является токопроводящей!
- Более широкая медная лента (около 25 мм)
- Резистор 1 кОм
- Ножницы
- Паяльное оборудование
Чтобы сделать FSR, поместите велостат между двумя квадратами медной ленты.
Один квадрат медной ленты подключен к 3,3В. Другой квадрат подключен к резистору 1k, который, в свою очередь, идет на землю. Снимаем показания со стороны резистора.
Важно
При соединении двух сторон датчика убедитесь, что 3,3 В, показания и земля не соприкасаются друг с другом. Вы можете применить слой малярной ленты в качестве изоляции, чтобы быть уверенным. Если сомневаетесь, проверьте соединения мультиметром.
Эта схема представляет собой схему делителя напряжения, другие датчики с переменным сопротивлением, которые мы видели, такие как FSR и LDR. У нас есть резистор с фиксированным значением (1 кОм) и резистор, значение которого изменяется (велостат между контактными площадками). Мы измеряем относительное изменение доли напряжения между ними.
Нам нужно проложить три кабеля от этого датчика: один к 3,3 В, один к земле, а другой к аналоговому входу 0 на плате Бела. Припаяйте эти кабели к датчику и подключите их.
Совет
Если вы хотите узнать больше о создании бумажных датчиков, ознакомьтесь с превосходным набором инструментов Embelashed Toolkit Бекки Стюарт, ресурсом учебных пособий, который содержит шаблоны, инструкции и даже примеры кода Pure Data.
Код
Найдите скетч diy-pressure-sensors в разделе Pure Data Вкладка Примеры в Bela IDE.
В этом уроке мы сосредоточимся на том, как создать датчик, поэтому мы сделали патч простым.
1. Загрузите образец
2. Используйте сенсор, чтобы пролистать таблицу
Практические задания
Задача 1: Изменить образец
Текущий образец, который мы загружаем, называется greek-rumba.wav . Если вы хотите изменить образец, вам нужно загрузить другой образец через IDE и обязательно изменить имя образца на этапе инициализации на имя вашего образца.
Задача 2: Сгладить и переназначить сигнал датчика
Вы можете сгладить сигнал с помощью [lop~ 20] и переназначить его с помощью [+~] , [*~] и [clip~] .
Задача 3: Использовать пороговое значение для однократного запуска семпла
В предыдущем примере работы с сэмплами мы видели, как инициировать воспроизведение семпла с объектом [threshold~] .
Вместо того, чтобы пролистывать таблицу, мы хотим запустить рампу, которая идет от 0 до числа сэмплов с заданной скоростью.
Чтобы быть в курсе последних новостей и эксклюзивных скидок Bela, подпишитесь на информационный бюллетень Bela.
Мы только что запустили эту базу знаний! Мы хотели бы услышать ваши комментарии и предложения.
Весь контент создан Bela.io, 2016-2021
Как сделать накладку датчика давления
Подушечки с датчиками давления — это электронные устройства, которые улавливают контакт с физической силой, чтобы генерировать какую-то реакцию. Существует поистине бесконечное количество приложений для датчиков давления, начиная от механизма ввода в человеко-машинном интерфейсе (ЧМИ) и заканчивая методом захвата злоумышленников в системе безопасности, чувствительной к силе, и так далее.
Независимо от того, разработаны ли они как одноточечное сенсорное устройство или как массив из нескольких чувствительных к давлению элементов, сенсорные прокладки могут быть созданы для выполнения множества различных функций, включая:
- Обнаружение и измерение относительного изменения силы или приложенной нагрузки
- Обнаружение и измерение скорости изменения приложенной нагрузки
- Определение порогов силы для запуска соответствующей реакции
- Обнаружение контакта и/или прикосновения
Как устроены прокладки датчика давления?
Большинство прокладок датчиков давления обычно состоят из четырех исходных компонентов:
- Датчик силы (или датчик давления)
- Тензодатчики, тензодатчики, микроэлектромеханические системы (МЭМ) и силовые резисторы (FSR)
- Интерфейсная схема (она же макетная плата или микроконтроллер)
- Способ захвата или отображения обратной связи с контактной площадки датчика давления
- Блок питания
Конечно, эти элементы усложняются в зависимости от потребностей приложения.
В зависимости от рабочей среды могут также потребоваться интерфейсные материалы или защитные кожухи.
В этой статье мы покажем вам, как создать простую одноточечную сенсорную прокладку с использованием ультратонкого датчика силы.
Вот с чем мы работаем
Шаг 1: Соединение компонентов площадки датчика давления
Сначала вставьте два провода датчика силы в точки подключения интерфейсной электроники, а затем подключите батарею 9 В к зажиму батареи. Большинство интерфейсных электронных плат имеют небольшой индикатор, который загорается при успешном подключении источника питания. | |
Затем подключите черный и красный зажимы от мультиметра к соединительным проводам интерфейсной платы. Черный щуп следует прикрепить к проводу с маркировкой «земля» или «GND». | |
Когда все подключено, включите мультиметр. В этом упражнении мы установим циферблат мультиметра на напряжение постоянного тока (напряжение постоянного тока). | |
Примечание: На этом этапе процесса самое время попробовать протестировать различные интерфейсные материалы на вашем датчике силы. Например, если вы планируете встроить этот датчик в портативное устройство — например, в пульт дистанционного управления — вы определяете, какие материалы обеспечат наилучшие результаты с точки зрения чувствительности. |
Этот параметр позволяет фиксировать необработанные показания усилия. Нажмите на датчик, чтобы проверить соединения, и отслеживайте обратную связь на мультиметре.Шаг 2. Регулировка чувствительности подушечки датчика давления
Независимо от того, что вы планируете для своей площадки датчика давления, всегда идеально выбирать интерфейсную схему, включающую регулируемые компоненты. Плата быстрого запуска FlexiForce, которую мы используем в этом примере, включает в себя регулируемый потенциометр, который позволяет пользователю регулировать чувствительность своего датчика.
В этой статье объясняется, как пользователи FlexiForce могут получить максимальную отдачу от своих датчиков с возможностью регулировки диапазонов усилия.
Чтобы отрегулировать чувствительность, используйте небольшую отвертку, чтобы затянуть или ослабить потенциометр (небольшой синий блок с винтом). Поворот влево увеличивает чувствительность (требуется меньше усилий для получения ответа), а поворот вправо снижает чувствительность (требуется больше усилий для получения ответа). |
