ელექტრონული სენსორების გაგება: 8 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

განკუთვნილია საერთო სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო სენსორების მუშაობის ახსნის მიზნით, ეს "Instructable" გასწავლით თუ როგორ გამოიყენოთ კომერციულად ხელმისაწვდომი სენსორები რეალურ სამყაროში განსახორციელებლად პრაქტიკული ვარჯიშებისა და ექსპერიმენტების გამოყენებით.

ეს გაკვეთილი მოკლედ მოიცავს სქემებს, რომლებსაც შეუძლიათ იგრძნონ შემდეგი:

• ტემპერატურის ცვლილებები
• შეხება (კანის კონტაქტური მოცულობა)
• შეხება (გადამრთველები და ღილაკები)
• ცვლილებები სინათლეში
• ცვლილებები ბგერაში
• ცვლილებები აჩქარებაში (მოძრაობა და გრავიტაცია)

ასევე დაფარულია საჭირო აპარატურა და პროგრამული უზრუნველყოფა, სად უნდა შეიძინოთ / ჩამოტვირთოთ ნივთები, როგორ მოაწყოთ სქემები რიცხვითი გამომუშავებისთვის, როგორ წავიკითხოთ რიცხვითი გამომავალი და გაეცნოთ როგორ მუშაობს თითოეული სენსორი.

Დავიწყოთ!

ნაბიჯი 1: საფუძვლიანად შემოწმებული - გარემოს შეძენა და ჩამოტვირთვა

თქვენ დაინახავთ მთელი ინსტრუქციის მიხედვით, რომ ამ გაკვეთილის დეტალები საფუძვლიანად იქნა შემოწმებული ადგილობრივ უნივერსიტეტში მყოფი თინეიჯერების მიერ მეჩატრონიკის (რობოტიკა და წარმოება) ინტერესის ფარგლებში

ორეოს ქუქი - ფაილები სასარგებლოა, მაგრამ არ არის საჭირო

ადაფრუტის ხალხმა დაამზადა დაფა, რომელსაც ჩვენ დღეს გამოვიყენებთ, სახელწოდებით "Circuit Playground - Classic" და მათ საფუძვლიანად გამოსცადეს მოწყობილობის გამოყენების მრავალი გზა. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ზოგიერთი მათგანი მათ მიერ "ისწავლეთ" გვერდზე, რომელიც საკმაოდ უხეშად აკონტროლებს ამ ინსტრუქციულ ლაბორატორიულ ექსპერიმენტს და ქვე-ნაბიჯებს-ამ Adafruit "Learn" გვერდის წყალობით, https://learn.adafruit.com/circuit-playground -და bluetooth- დაბალი ენერგია

თქვენთვის საჭირო ნაწილები არის მარტივი, იაფი და ადვილად გამოსაყენებელი სხვადასხვა ასაკობრივი ჯგუფის ექსპერიმენტატორებისთვის, თუნდაც საშუალო სკოლის ასაკში (ალბათ 12 წლის?)

1. პირველი, იყიდეთ ერთი ან მეტი მოწყობილობა აქ: https://www.adafruit.com/product/3000 და ასევე USB to Micro-B USB ადაპტერი თქვენს კომპიუტერთან დასაკავშირებლად აქ https://www.adafruit.com/ პროდუქტი/898. მთლიანი ღირებულება 40 დოლარამდეა გადაზიდვისას, მაგრამ შეიძლება იაფად იპოვოთ.
2. მას შემდეგ რაც ყიდულობთ და მიიღებთ თქვენს იაფ მოედნის სათამაშო მოედანს და USB კაბელს, თქვენ უნდა დაუკავშიროთ იგი პერსონალურ კომპიუტერს (PC), რომელსაც აქვს ინტეგრირებული განვითარების გარემო (IDE) Arduino ტიპის მოწყობილობებისთვის.
3. ამ მაგალითში ჩვენ ვიყენებთ IDE arduino-1.8.4-ფანჯრებს, მაგრამ სხვებიც იმუშავებენ. დარწმუნდით, რომ დააინსტალირეთ ყველა დრაივერი (ამ შემთხვევაში, adafruit_drivers_2.0.0.0
4. მას შემდეგ რაც დააინსტალირეთ IDE, შეგიძლიათ გახსნათ IDE სახელწოდებით "Arduino"
5. ფაილში-> პარამეტრები ჩაწერეთ შემდეგი "დამატებითი დაფის მენეჯერის URL" https://adafruit.github.io/arduino-board-index/pac…, შემდეგ თქვით OK და შემდეგ დახურეთ და ხელახლა გახსენით IDE
6. ახლა შეაერთეთ Circuit Playground მოწყობილობა მიკრო USB- თან. დარწმუნდით, რომ ის გააქტიურდება და გაუშვებს ნაგულისხმევ პროგრამას "Circuit Playground Firmata" ცისარტყელას თანმიმდევრობით განათების ჩვენებით. თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ, რომ ბატარეის დენის ჯეკთან ახლოს გადამრთველი აბრუნებს წესრიგს და ერთ -ერთი ღილაკი აღნიშნავს ყველა ფერის შენიშვნას.
7. თქვენ უნდა მიიღოთ Circuit Playground ბიბლიოთეკა და შემდეგ გახსნათ Circuit PLayground ბიბლიოთეკა დოკუმენტებში -> Arduino -> ბიბლიოთეკების საქაღალდეში "Adafruit_CircuitPlayground -master". გახსნის შემდეგ, ამოიღეთ სუფიქსი "-master" საქაღალდის სახელიდან. შეაჩერე და გადატვირთე IDE და ჩატვირთე Circuit Playground Board ტიპის ინსტრუმენტები -> დაფები -> დაფის მენეჯერი და შემდეგ მოძებნე ტიპი "Contributed" და საკვანძო სიტყვები "Adafruit AVR". ეს საშუალებას მოგცემთ დააინსტალიროთ "Adafruit AVR დაფები" (უახლესი ვერსია), რის შემდეგაც უნდა შეწყვიტოთ და გადატვირთოთ IDE
8. ახლა თქვენ მზად ხართ შეამოწმოთ Circuit Playground დემო პროგრამით. დაუკავშირდით Circuit Playground– ს, რომელიც დაკავშირებულია USB– ის საშუალებით. გადადით ინსტრუმენტებზე -> დაფაზე და დარწმუნდით, რომ შეარჩიეთ Circuit Playground. გადადით Tools -> Ports და დარწმუნდით, რომ შეარჩიეთ შესაბამისი COM პორტი (ის, რომელიც დაკავშირებულია USB Blaster– თან). ჩამოტვირთეთ დემო პროგრამა შემდეგნაირად: აირჩიეთ: ფაილები -> მაგალითები -> Adafruit Circuit PLayground -> დემო და შემდეგ შეადგინეთ და ატვირთეთ (ყველაფრის გასაკეთებლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ "მარჯვენა მიმართული ისრის" ღილაკი)
9. შეამოწმეთ დემო პროგრამა შემდეგი ნაბიჯების მიხედვით: ნახეთ, რომ მოედნის მოედანი ციმციმებს ცისარტყელას თანმიმდევრობით. გადაატრიალეთ სლაიდერი და ნახეთ, რომ ეს იწვევს ნოტების დაკვრას (გთხოვთ გამორთოთ, წინააღმდეგ შემთხვევაში ის აუცილებლად გააღიზიანებს თქვენს გარშემო მყოფებს). ნახეთ, რომ წითელი გადმოტვირთვის LED აციმციმებს დროის განაკვეთს.
10. ახლა თქვენ შეგიძლიათ დაუკავშირდეთ Circuit Playground– ს ტექსტური ინტერფეისის საშუალებით. დააწკაპუნეთ ღილაკზე "სერიული მონიტორი" IDE- ში. ის ერთგვარი გამადიდებელ შუშას ჰგავს დემო პროგრამის ფანჯრის ზედა მარჯვენა კუთხეში. თქვენ შეიძლება გსურთ გამორთოთ ავტომატური გადახვევა უკეთესი გარეგნობისთვის.

თქვენ მზად ხართ ექსპერიმენტისთვის და დაუკავშირდეთ ყველა სხვადასხვა სენსორს!

ნაბიჯი 2: ტემპერატურის შეგრძნება

გადახედეთ „ტემპერატურის“მნიშვნელობას თქვენი სერიული მონიტორის ტექსტის გამომავალზე. მას ექნება ოთახის ტემპერატურის მნიშვნელობა სადღაც 30 -იან წლებში. გავზომე 39,43 გრადუსი ცელსიუსი.

თერმისტორი, რომელიც გამოიყენება ტემპერატურის გასაზომად, ნაჩვენებია ფოტოში. ეს არის სენსორი A0 და მის გვერდით არის თერმომეტრის გრაფიკა.

ნაზად დაადეთ თითი ტემპერატურის სენსორზე და ჩაწერეთ რამდენი წამი სჭირდება მაქსიმალურ ტემპერატურას. გაითვალისწინეთ ეს, ასევე შემდეგი:

თითის მაქსიმალური ტემპერატურის მისაღწევად _ წამი დასჭირდა.

რა არის ყველაზე მაღალი ტემპერატურა მან საბოლოოდ მიაღწია? _ გ

რა არის ეს ღირებულება ფარენჰეიტში? _ F. მინიშნება: F = (C * 1.8) + 32

ეს უფრო თბილია თუ გაცივებული ვიდრე სხეულის ნორმალური ტემპერატურა? _

ამ თერმომეტრის გამოყენება ვიღაცის ცერა თითით იქნება კარგი ცხელების მაჩვენებელი იმის დასადგენად, არის თუ არა იგი ავად?

რატომ? _

თერმისტორი არის სპეციალური სახის რეზისტორი, რომელიც ცვლის წინააღმდეგობას ტემპერატურის შესაბამისად. ამ ნაბიჯის ერთ – ერთი სურათი გვიჩვენებს ტიპიური თერმისტორის სქემის დიაგრამას. ·

ნაჩვენები მიკროსქემის მიხედვით, როგორი იქნებოდა ვოლტ მეტრზე კითხვა? _ მინიშნება: გამოიყენეთ ძაბვის გამყოფი წესი Vout = (5V * R1 Ohms) / (R1 Ohms + Thermistor Ohms)

თუ თერმისტორს აქვს რეიტინგი "1.5% წინააღმდეგობის ცვლილება C გრადუსზე" - როგორი იქნება თერმისტორის წინააღმდეგობა, თუ ტემპერატურა 30 გრადუსამდე მოიმატებს? _ მინიშნება: ვინაიდან ეს არის 5 გრადუსიანი ცვლილება და თითოეული ხარისხი ცვლის წინააღმდეგობას 1.5%-ით, ვიღებთ თერმისტორ ოჰმს = (5 * 0.015) + 10, 000 Ohms

32 გრადუს ცელსიუსზე, რას იკითხავდნენ ვოლტ მეტრზე? _ მინიშნება: ახლა ცვლილება არის 7 გრადუსი.

სად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტემპერატურის სენსორები წარმოების ტიპებში?

ნაბიჯი 3: capacitive capacitive touch სენსორი

ფოტო გვიჩვენებს, რომელი კონექტორი (ან „ბალიშები“) შეიძლება გამოყენებულ იქნას შეხების გამოსავლენად. მათ ეწოდება capacitive touch სენსორები, რადგან ისინი იყენებენ ადამიანის სხეულს, როგორც ელექტრონულ კომპონენტს, რომელსაც კონდენსატორი ეწოდება.

უსაფრთხოების მიზნით, ჩვენ გვინდა, რომ ნებისმიერი ელექტრული დენი იყოს ძალიან დაბალი. ამ მიზეზით, ბალიშებთან ყველა გარე კავშირი 1 მეგაჰამიანი რეზისტორის გავლით გადის საერთო ფართობზე (ჩიპის პინი #30), ასე რომ, ნებისმიერ ორ ბალიშს შორის საერთო წინააღმდეგობა არის 2 მეგაჰამი.

• თუ რომელიმე ორ ბალიშს შორის პიკური ძაბვა არის 5 ვოლტი, ხოლო წინააღმდეგობა არის 2 მეგაჰამი, რა იქნება დენი, რომელიც გადის ნებისმიერ ორ ბალიშს შორის, თუ ისინი მოკლედ შერთულია? _ (ნუ მოკლე ჩართვა მათ)
• "Capsense" არის რიცხვები, რომლებიც ნაჩვენებია ტექსტის ინტერფეისით. რა შემთხვევაშია რიცხვები უფრო დიდი, როდესაც სენსორებს ეხებიან, ან როცა არ ეხებიან? _
• ჩაწერეთ რიცხვების მაგალითები, როდესაც სენსორებს არ ეხებათ: _
• ჩაწერეთ ციფრების მაგალითები სენსორების შეხებისას: _
• რა განსხვავებას ხედავთ, როდესაც ერთდროულად შეეხოთ მრავალ სენსორს? _
• რა მოხდება, თუ თქვენ გეჭიროთ რაიმე მეტალიკი და შეეხებით სენსორს ამით? _
• რა მოხდება, თუ რაიმე არალითონურს დაიჭერთ და ამით შეეხებით სენსორს? _
• რადგანაც capacitive touch სენსორებს არ აქვთ მოძრავი ნაწილები, ისინი ძალიან მდგრადია ვიბრაციების მიმართ. ასევე, ისინი შეიძლება დაფარული იყოს წყალგაუმტარი დამცავი საფარით. რატომ შეიძლება ეს ორი ასპექტი იყოს სასარგებლო წარმოების გარემოში? _

ნაბიჯი 4: ტრადიციული ღილაკები და სლაიდერი გადამრთველები

დააჭირეთ ღილაკებს და კონცენტრატორებს იმდენად მარტივი და „ყოველდღიური“, რომ ჩვენ ვიღებთ მათ თავისებურად, როდესაც საქმე ეხება მათ სენსორებად გამოყენებას. კლავიატურა შესანიშნავი მაგალითია. როდესაც ჩვენ გვსურს სწრაფად დავწეროთ, გვქონდეს რამდენიმე "ყალბი" კლავიშების დაჭერა და მრავალწლიანი გამოყენების ხანგრძლივობა - მექანიკური გადამრთველები (ერთი კლავიატურაზე თითოეული ღილაკის ქვეშ) არის გასავლელი გზა.

მიკროსქემს, რომელსაც ჩვენ დღეს ვიყენებთ, აქვს სამი ღილაკი "წყვეტილი" კონცენტრატორი. ეს ნიშნავს, რომ ღილაკს ხელიდან გაუშვებთ და ისინი უბრუნდებიან პირვანდელ მდგომარეობას (გაზაფხულის დატვირთული მექანიზმის წყალობით). წრეს ასევე აქვს სენსორი, რომელიც ეძღვნება ორი პოზიციის სლაიდების გადამრთველს. მის გასრიალებას შეიძლება გარკვეული ძალისხმევა დასჭირდეს, მაგრამ არ დაარღვიო დაფა, რომელიც ცდილობს ამის გაკეთებას - გვერდზე უფრო მყარად გადაწიე ვიდრე შენ დააწკაპუნებ. ამ ტიპის სენსორი ძალიან სტაბილურია. სტაბილური ნიშნავს იმას, რომ მას შემდეგ რაც ერთ ადგილას ან მეორეზე გადადიხართ, შეგიძლიათ სრულად მოელოდოთ, რომ შეძლებთ წასვლას და დიდი ხნის შემდეგ დაბრუნებას და ელოდებით, რომ ის კვლავ იმავე პოზიციაში იქნება, თუნდაც ვიბრაციულ ზედაპირზე. და ა.შ.

სად გინახავთ ასეთი სლაიდების გადართვა წარმოებაში, ან თუნდაც თქვენს სახლში?

_

შეხედეთ ტექსტის გამომავალს და იპოვეთ სენსორის ინფორმაცია. ამ შემთხვევაში, სენსორმა შეიძლება არ გამოუშვას რიცხვი, არამედ სხვა რამ.

"სლაიდ" გადამრთველმა უნდა მიუთითოს მისი პოზიცია. რა ღირებულებებს იღებს "სლაიდის" სენსორი ორ პოზიციაში?

_

ორი სხვა რამ ხდება სლაიდების ორი პოზიციიდან ერთში. Რა არის ეს?

_

პ.ს. ყველას მიმართ თავაზიანობისთვის, გთხოვთ, გადაათრიოთ გადართვა "ნაკლებად შემაშფოთებელ" პოზიციაზე, როგორც კი ამ განყოფილებას დაასრულებთ.

ნაბიჯი 5: სინათლის სენსორები

ტემპერატურის სენსორის მსგავსად, სინათლის სენსორის წრე "Circuit Playground" დაფაზე იყენებს ძაბვის გამყოფ წრეს - სადაც მოწყობილობის მამოძრავებელი 5 ვოლტი ორ ნაწილად იყოფა, სენსორით და ფიქსირებული მნიშვნელობის რეზისტორით. "თერმისტორის" ნაცვლად, სინათლის სენსორი იყენებს "ფოტო-ტრანზისტორს", რომელიც ცვლის წინააღმდეგობას სინათლის რაოდენობის მიხედვით. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ფოტო ტრანზისტორი "A5" თვალის გრაფიკის გვერდით მიკროსქემის დაფაზე.

თუ სინათლის სენსორი მიმართულია ოთახის ჭერისკენ (შუქებისკენ), "სინათლის სენსორის" მნიშვნელობა უნდა იყოს ასობით.

რა მნიშვნელობას ანიჭებთ "სინათლის სენსორს", როდესაც "თვალი" მიმართულია ოთახის ჭერისკენ?

_

რა მოხდება, თუ "თვალს" იატაკისკენ მიაქცევთ - რა რიცხვს აკვირდებით? _

რა მოხდება, თუ თქვენ "თვალს" მიუთითებთ ჭერსა და იატაკს შორის სხვადასხვა კუთხით? - აღწერეთ რას დააკვირდით, მათ შორის თქვენს მიერ დაკვირვებული რიცხვების მნიშვნელობები და რა გააკეთეთ ამ რიცხვების მისაღებად. _

რა მოხდება, თუ სენსორს მიუთითებთ მუქი ქსოვილის დახურულ (მაგრამ არა შეხებაზე) - რა რიცხვს აკვირდებით? _

თითის დაფარვით (სენსორი "თვალის" მახლობლად) უნდა ჩამოწიოთ რიცხვი. არა? _

გაითვალისწინეთ, რომ თქვენი თითი ნახევრად გამჭვირვალეა, ასე რომ, მბზინავი LED- ის ნათელ შუქს შეუძლია გაანათოს იგი თითის მეშვეობით. კიდევ რა შეგიძლიათ გამოიყენოთ სენსორის დასაფარავად, რომ მიიღოთ ქვედა რიცხვი? _

სინათლის სენსორები შეიძლება იყოს გარკვეულწილად დამამცირებელი - ყოველთვის არ იძლევა ზუსტ კითხვას, რასაც ელოდით და დიდწილად დამოკიდებულია ამრეკლავი, გამჭვირვალე, განათების კუთხე და განათების სიკაშკაშე. წარმოების ხედვის სისტემები ცდილობენ გადალახონ ეს შეზღუდვები ამ ცვლადების მკაცრი კონტროლით. მაგალითად, შტრიხკოდების სკანერს შეუძლია გამოიყენოს ნათელი ფოკუსირებული ერთფერიანი ლაზერული ზოლი ოთახის განათების ზემოქმედების შესამცირებლად. სხვა მაგალითში, რძის მუყაოს კონვეიერის ქამარი იყენებს "ავტოფარეხის კარის" სტილის სინათლის სენსორს, რძის მუყაოს დათვლა რამდენჯერმე ითვლის სინათლის დაშვებას მათ შორის.

მიეცით განსხვავებული მაგალითი წარმოების, სახლის ან ბიზნესისგან, სადაც ზოგიერთი სინათლის ცვლადი კონტროლდება სინათლის სენსორის უკეთესი შედეგის მისაღებად (გარდა აქ უკვე ნახსენები მაგალითებისა):

ნაბიჯი 6: ხმის სენსორი

ხმის სენსორი "Circuit Playground"-ში არის საკმაოდ დახვეწილი მიკროელექტრო მექანიკური სისტემა (MEMS), რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ აუდიო დონის დასადგენად, არამედ შეუძლია შეასრულოს ძირითადი სიხშირის ანალიზი. თქვენ შეიძლება გინახავთ სპექტრის ანალიზატორის ჩვენება მუსიკალურ სტუდიაში ან მუსიკალური პლეერის პროგრამაში - რომელიც ჰგავს სვეტის დიაგრამას მარცხნივ დაბალი ნოტებითა და მარჯვნივ უფრო მაღალი ნოტებით (ისევე როგორც გრაფიკული ეკვალაიზერი).

მნიშვნელობა, რომელიც აისახება ტექსტის წაკითხვაზე, სინამდვილეში არის უმი აუდიო ტალღის ფორმა. დროთა განმავლობაში ჩვენ უნდა დავამატოთ მნიშვნელობები, რომ ვიპოვოთ აუდიოს მთლიანი სიმძლავრე (ხმის წნევის დონე).

მიუხედავად ამისა, ეს MEMS მოწყობილობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას რობოტის ან სხვა მოწყობილობის მოქმედებების გასააქტიურებლად, როდესაც ხმები არსებობს, ან როდესაც ბგერების კონკრეტული თანმიმდევრობა ისმის. გარდა ამისა, MEMS უკიდურესად მცირეა (ეს არის მოწყობილობა იმ პატარა ხვრელის ქვეშ, რკინის ყუთზე, დაფაზე "ყურის" გრაფიკის გვერდით) და დაბალი სიმძლავრის. ეს კომბინაცია ხდის MEMS მოწყობილობებს უკიდურესად სასარგებლო აკუსტიკური, ბიოსამედიცინო, მიკრო სითხის გამოვლენის, მიკროქირურგიული ინსტრუმენტების, გაზისა და ქიმიური ნაკადის სენსორებისთვის და სხვა.

რადგან გამომავალი არის აუდიო ტალღის ფორმა (და არა სიმძლავრის დონე) თქვენ დაინახავთ ნაკლებ დიაპაზონს მნიშვნელობებში, როდესაც ყველაფერი მშვიდია (30 330 არის შუაში სრულყოფილად ჩუმად ოთახისთვის) და უფრო ფართო საქანელები ხმამაღალი ხმაურისთვის (0 -დან 800 -მდე)).

ჩაწერეთ "ხმის სენსორის" მნიშვნელობები, როდესაც მხოლოდ ოთახის ფონური ხმაურია. რა ღირებულებას აფასებთ თქვენ? Დან - მდე _

რა ღირებულებას აკვირდებით, თუ საუბრობთ ნორმალური ტონით - სენსორიდან დაახლოებით 2 მეტრის დაშორებით? Დან - მდე _

იღებთ ღირებულებების უფრო ფართო სპექტრს ლაპარაკით ან თითების არაერთხელ დაჭერით (ან ტაშს)?

დიახ ან არა: _ გაბრაზება ტაშით/დაჭერით მიდის _ დან _ წლამდე

როგორ ფიქრობთ, რატომ არის ასე? _

სცადეთ სხვა სახის ხმაური და ჩაწერეთ რასაც აკვირდებით - მაგრამ გთხოვთ არ დააჭიროთ დაფაზე: _

პ.ს. MEMS მუშაობს ორივე მიმართულებით და შესაძლებელია ელექტროენერგიის გამოყენება მიკრო მექანიკური ნაწილების გადასატანად. კომპანია სახელწოდებით "აუდიო პიქსელი" მუშაობს ამ მოწყობილობების დაჯგუფებაზე, რათა შეიქმნას იდეალურად ბრტყელი პატარა დინამიკი, რომელსაც შეუძლია ხმის მიმართულება ნებისმიერი მიმართულებით.

ნაბიჯი 7: ამაჩქარებლები

ამაჩქარებელი ასევე არის MEMS- ის ტიპი და ერთ -ერთი ასეთი მოწყობილობა მოთავსებულია "Circuit Playground" დაფაზე. LIS3DH ჩიპი, დაფის ცენტრთან ახლოს XYZ გრაფიკის გვერდით, იძლევა შესაძლებლობას გაზომოთ აჩქარება ნებისმიერი მიმართულებით, როგორც აჩქარების ვექტორული ჯამი X, Y და Z მიმართულებით.

რადგანაც სიმძიმის ძალა იდენტურია აჩქარების დროს (აინშტაინის ფარდობითობის თეორია), მაშინაც კი, როდესაც დედამიწაზე დგას, მოწყობილობა ზომავს აჩქარებას 9.8 მეტრ წამში წამში (9.8 მ/წმ).

თქვენ შეგიძლიათ გადაატრიალოთ მოწყობილობა, რომ მიიღოთ მთელი ძალა "X" მიმართულებით.

შეეცადეთ დაიხუროთ მოწყობილობა ისე, რომ მთელი აჩქარება იყოს X მიმართულებით (გთხოვთ, იყავით ნაზი მოკლე USB კაბელის მიმართ, როდესაც საგნებს ატრიალებთ). რა ღირებულებებს იცავდით? X: _ Y: _ Z: _

ახლა დახრიეთ მოწყობილობა, რომ მიიღოთ თითქმის მთელი სიმძიმის ძალა (აჩქარება) Y მიმართულებით. რა ღირებულებებს იცავდით? X: _ Y: _ Z: _

დაბოლოს, მოათავსეთ მოწყობილობა ისე, რომ გრავიტაციის აჩქარება გაიყოს X და Y მიმართულებებს შორის და იყოს თითქმის 0 Z მიმართულებით (სადღაც წინა ორ პოზიციას შორის). რა ღირებულებებს იცავდით? X: _ Y: _ Z: _

გამოიყენეთ პითაგორას თეორემა წინა გაზომვის აჩქარების X და Y ვექტორების დასამატებლად. თქვენ შეგიძლიათ იგნორირება გაუკეთოთ უარყოფით ნიშნებს, ეს ნიშნავს, რომ მოწყობილობა უბრალოდ თავდაყირა დგას ამ მიმართულებით. რა არის მთლიანი აჩქარება? _ შეგახსენებთ, რომ მთლიანი აჩქარება = √ (X2 + Y2).

სცადეთ შემდეგი ექსპერიმენტი მხოლოდ თუ სამგანზომილებიანი ხართ! დახრიეთ მოწყობილობა ისე, რომ გრავიტაციის აჩქარება გაიყოს X, Y და Z მიმართულებებს შორის. რა ღირებულებებს იცავდით?

X: _ Y: _ Z: _ სულ აჩქარება = _

როგორც ხედავთ, ამაჩქარებელი (სიმძიმის ძალის წყალობით) ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას დახრის - ან დაფის პოზიციის გასაზომად. თუ თქვენ ააშენებდით რობოტის მკლავს მჭიდით, სად შეიძლება დააყენოთ ამაჩქარებლის სენსორი და რატომ? _

დედამიწის ცენტრის დახრისა და მიმართულების გარდა, ამაჩქარებლებს ბუნებრივია შეუძლიათ აჩქარების გაზომვაც. ნაზად გადაიტანეთ დაფა წინ და უკან (გთხოვთ, იყავით ნაზი მოკლე USB კაბელის მიმართ, როდესაც საგნებს ატრიალებთ). რა ღირებულებებს იცავდით?

მიმართულება გადავიდა: _ X: _ Y: _ Z: _

მიმართულება გადავიდა: _ X: _ Y: _ Z: _

ნაბიჯი 8: თქვენ დასრულებული ხართ

გილოცავთ ყველა ამ ნაბიჯის დასრულებას და ელექტრონული სენსორების გაგებას!

დატოვეთ კომენტარი, რომ გამომიგზავნოთ გამოხმაურება იმაზე, რაც თქვენ ფიქრობთ, რომ უნდა გაუმჯობესდეს და ასევე შემატყობინეთ, თუ თქვენ მოიფიქრეთ Circuit Playground Classic– ის დამატებითი სენსორული გამოყენება!

პოლ ნუსბაუმი, დოქტორი