Təzyiq Həssas Döşəmə Sensoru: 9 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu Təlimat kitabında, üzərində dayandığınız zaman aşkar edə bilən, təzyiqə həssas bir döşəmə sensoerinin dizaynını paylaşacağam. Sizi tam olaraq çəkə bilməsə də, tam çəkinizlə bunun üzərində dayandığınızı və ya sadəcə təmas qurub -qurmadığınızı müəyyən edə bilər.

Döşəmə, tətbiq olunan təzyiq miqdarına görə elektrik müqavimətini dəyişən bir material olan Velostat istifadə edərək insanları ölçür. Bütün xalçanı 20 avrodan aşağı qiymətə hazırladım (xalça istisna olmaqla).

Addım 1: Nə lazımdır

Sensoru düzəltmək üçün sizə lazım olacaq:

• Velostat: Xalçanın altındakı kifayət qədər sahəni əhatə etmək üçün Adafruit satıcısından alınan 28 sm (11 ") ölçülü 2 kvadrat istifadə etdim.
• Mis lent: 5 mm genişliyində və təxminən 6-7 m lent istifadə etdim.
• İncə bir izolyasiya lenti: 25 mm genişliyində kapton lentdən istifadə etdim.
• Xalçanı bir şeyə bağlamaq üçün tel bağlamaq.
• Bir az qalay olan bir lehimləmə dəmiri.
• Test üçün bir multimetr.

Bu xalçanı bir mikro nəzarətçi ilə istifadə etmək üçün sizə lazım olacaq:

• 47ohm müqavimət (və ya bənzər kiçik bir dəyər).
• (isteğe bağlı, 10k müqavimət və 220ohm rezistorlu bir N kanallı mosfet).

Addım 2: (Velostata Mis Bant Necə Tətbiq Edilməməlidir)

Velostata mis lentin necə tətbiq edilməməsini izah etməklə başlayacağam.

Bantdakı "keçirici yapışqanın" keçirici olduğunu zənn edərək başladım. Bu ədalətli bir fərziyyə kimi görünürdü, amma ya lentim bu "keçirici yapışqan" tipinə aid deyil, ya da "keçirici" hissə çətinliklə keçiricidir.

Velostatın 2 kvadratını hər iki tərəfə kapton lentlə yapışdıraraq başladım. Daha sonra 25 sm uzunluğunda mis lent kəsdim və bunları bərabər fasilələrlə tətbiq etdim. Hər iki tərəfdəki mis lent eyni yerdədir, belə ki, mis arasında yalnız nazik bir Velostat təbəqəsi var. Şəkillərdə ümumi baxış üçün kəsikli matın şematik görünüşü.

Bütün sətirləri hər iki tərəfə birləşdirmək üçün uzun bir mis lentdən (təxminən 50 sm) istifadə olunur.

Hər iki tərəfə bir tel lehim edildi və bir müqavimət ölçümü edildi.

Test etməyə çalışdığım zaman, multimetr dəyərləri 10k ilə 100ohm arasında vəhşicəsinə dəyişəcəkdi. Həm də matın üzərində dayanmaq və ya etməmək ölçü üçün çox az fərq yaratdı. Bir şey dəhşətli dərəcədə pis idi. Bantın sürətli ölçülməsi yapışqanın əslində o qədər də keçirici olmadığını göstərdi. Materialların sandviçi mis, yapışqan, Velostat, yapışqan, mis idi və yapışqan bir növ izolyator idi.

Hekayənin əxlaqı, işə yarayacağına əmin deyilsinizsə, kiçik ölçülü testlər edin.

Addım 3: Kiçik Ölçü Testi

Rəsm lövhəsinə qayıt. Mis lentin yapışqan tərəfi kifayət qədər keçirmir. Ön tərəf təmiz misdir. Bantı mis tərəfi Velostata baxacaq şəkildə çevirsəm nə olar.

Hər iki tərəfdən tək bir iz tərsinə çevrildi. Yapışqan olan lenti yan tərəfə alıb kapton lentinə yapışdırdım. Mis lentdən təkrar istifadə etmək çətindir, amma bu əşyalar atmaq üçün bir qədər bahadır. Bu yapışqan tərəfdən üzü baxan mis olan kapton lenti Velostata yapışdırılmışdı.

Yeni bir ölçü edildi. Bu dərhal sabit bir nəticə verdi. Bir şey olsa da. Tək bir iz yüksək olduqda 24 ohm, aşağı olduqda isə 200 ohm kimi görünürdü. Bu, əlimlə çox az miqdarda basarkən idi. 12 izim varsa və üzərində tam dayansam, mat çox cərəyan çəkərək 1 ohm -un altına düşə bilər.

Bantın yalnız kiçik hissələrinin Velostat ilə təmas qurması üçün dizaynı yenidən nəzərdən keçirdim. Bu yolla idarə olunan bir məbləğə müqavimət göstərəcəyimə ümid edirdim.

Addım 4: Velostata Mis Bant tətbiq etmək

Bu işi əslində necə edə biləcəyimlə silahlanaraq, sensor matı təmir etməyə başladım. Fotoşəkildə köhnə matın yeni mata dəyişdirildiyini görəcəksiniz.

Etdiyim ilk şey, izolyator olaraq kiçik lent parçaları əlavə etməkdir. Bant hər iki tərəfdədir. Bant arasındakı boşluqların nə qədər müqavimət istədiyinizə bağlı olaraq bir qədər sabit və təxminən 1-3 sm böyüklüyündə olması lazımdır. Boşluq hər iki tərəfdə eyni yerdə olmalıdır.

Bir mis lent və Velostat -ı əhatə edəcək qədər uzun bir kapton lent alın. Mis lentin kapton lentindən 1-2 sm uzun olması lazımdır. Mis lentini yapışqan tərəfə yapışdırın, mis lentin bir tərəfi kapton lentinin yanından keçsin.

Montajı izolyatorların üzərinə Velostata yapışdırın. Misin hər iki tərəfdə eyni yerdə olduğundan əmin olun. Həm də artıq misin hər dəfə eyni tərəfdə olduğundan əmin olun. Artıq misin üstünə bükün ki, birləşdirici zolağı bağlaya biləsiniz. Məsləhətlərdən biri, misin artıq izolyasiya edilmiş bir hissəsinin üzərində olmasıdır, buna görə daha sonra lehim etmək daha asandır.

Bu addımı bütün sətirlər üçün təkrarlayın.

Əvvəllər quraşdırılmış bütün mis zolaqlarını bir -birinə bağlayan üst bir mis lent əlavə edin. İstenmeyen şortların və sızmaların qarşısını almaq üçün bu sıranı Velostatdan izolyasiya etmək müdrikdir. Üst sıra, əvvəlki addımlarda qalan qatlanmış nişanlara bağlanır.

Bütün qısa zolaqları diqqətlə üst zolağa yapışdırın. Bu lehim lazımdır, çünki əks halda üst zolaq mis sıraları ilə təmas etməyəcəkdir. Misa çox istilik əlavə etməmək üçün diqqətli olun. Mis plastikə (Velostat) quraşdırılmışdır və plastikdən əriməsi pis olardı.

Lehim telləri hər iki tərəfin üst sıralarına. Hər yerdə yaxşıdır, bir künc seçdim.

Matın işlədiyinə əmin olmaq üçün sınayın. Döşəməyə bir multimetr bağlayın və izolyasiyasız hissələrdən hər hansı birinə basarsanız müqavimətin düşdüyünə baxın. Heç bir şey etməsəniz, müqavimətin bir qədər sabit olub olmadığını yoxlayın. Əgər belədirsə, təbrik edirəm, mat indi işləyir.

Son addım olaraq, bütün açıq olan misə kapton lenti tətbiq edin. Yəqin ki, şort yaratmasa da, açıq mis buraxmaq pis bir formadır.

(Şematik şəkillərdə, misin üst cərgəsi göstərilmir. Şəkil yalnız bu matın işləməsi üçün kapton və misin konfiqurasiyasını göstərmək üçün xidmət edir.)

Addım 5: Matın sınanması

Yeni mat yenidən sınamaq üçün multimetrə bağlandı. Bu dəfə heç bir yük tətbiq edilmədən, matın müqaviməti sabit 17-20 ohmdur.

Mat üzərində tam dayandığımda müqavimət 4-6 ohm-a enir. Matın bir ayağı təxminən 10 ohm verir.

Bu, məmnun olduğumdan bir qədər aşağıdır, amma yenə də işləyə bilən bir dəyərdir. Yüklənməyənlə döşəkdə dayanan adam arasında çoxlu fərq var. Edilən bir müşahidə, təzyiqin həqiqətən müqaviməti təyin etməməsidir. Səth sahəsi bunu edir. Daha çox çəki ilə daha çox mat üzərində dayansam, müqavimət bütün çəkimlə tək bir yerdə dayanmağımdan daha aşağı olar. Bu sensora ehtiyac duyduğum şey üçün bu əladır, amma qurarsanız bunu unutmayın.

Addım 6: Kabel bağlayın

Mat yalnız böyük bir dəyişkən rezistor olduğundan, matdan ölçü götürmək olduqca sadədir.

Ən sadə yol, gərginlik ayırıcıdan istifadə etməkdir. Təzyiq sensoru matından əvvəl bir rezistor əlavə edin (sxemdə R_mat adlanır) və rezistor ilə mat arasındakı nöqtəni ölçün (MatA1 adlanır). 47 ohm istifadə etdim, ancaq döşəyinizə başqa bir şey lazım ola bilər. Məntiq səviyyəm 3.3V -dir, məntiq güc səviyyəniz nə olursa olsun istifadə edə bilərsiniz.

Döşəmə əlavə olaraq bir söndürmə dövrəsi əlavə etdim. Yatağımda daimi 50mA çəkilməsini istəmirdim. Sadəcə Velostatın sabit bir cərəyanı necə sevdiyini bilmirəm və matın uzunömürlülüyü üçün pis olacağını gözləyirəm. Dövrə, lazımi rezistorlar olan N-kanallı bir mosfetdən ibarətdir. Nə vaxt oxumaq istəsəm, mosfeti yandırıram. Qalan vaxtlarda, mosfet sönür və matın içindən keçən heç bir gücü yoxdur.

Addım 7: Necə istifadə olunur

Döşəməni bir Arduino (və ya başqa bir mikro nəzarətçi) ilə istifadə etmək çox sadədir. Yalnız gərginlik ayırıcınız varsa, matınızı analoq pinə bağlayın, matı bağladığınız pimi giriş olaraq təyin edin və analoq oxu əmrindən istifadə edin. Matdan nə qədər çəki tətbiq olunacağına görə bundan əldə edəcəyiniz dəyər azalacaq.

Mosfet quraşdırılıbsa, ölçmə etməzdən əvvəl mosfetin girişini yüksək etməyi unutmayın. Əks təqdirdə, sadəcə mat üçün istifadə etdiyiniz gərginliyi ölçəcəksiniz (mənim vəziyyətimdə 3.3V).

Matdan aldığınız dəyər zamanla çox dəyişmir. Mat üzərində bir şeyin olub olmadığını müəyyən etmək üçün bir eşik dəyərindən istifadə edirəm və bir ay davamlı istifadədən sonra mat hələ də yaxşı işləyir.

Addım 8: Növbəti dəfə fərqli nə edərdim

Layihə ilə əlaqədar vacib bir şey, əvvəlcə matın kiçik ölçülü bir versiyasını düzgün bir şəkildə sınayacağımdır. Əslində Velostat üzərində kiçik bir mis parçası etdim, multimetrdə rəqəmlər gördüm və hər şeyin işlədiyini zənn etdim. Bu səhv idi.

Mat ilə əlaqəli bir məqam, daha kiçik mis parçaları istifadə etməyimdir. Hazırda 2-3 sm misdən 48 yamaqım var. Bu, boş vaxtda 20 ohm, dayandığımda isə təxminən 5 ohm müqavimət verir. Bu işlənə bilən bir rəqəm olsa da, bir qədər aşağı olsaydı daha asan olardı. 1 sm açıq mis bu mat üçün kifayət qədər çox olardı. Artıq bunu öz üzərimdə etməyəcəyəm, amma bəlkə də bunu etmək istəyən hər kəs bundan faydalana bilər.

Addım 9: Necə İstifadə Edirəm

Niyə konkret olaraq bu təzyiqə həssas mat hazırladım? ESP32 zəngli saatı hazırladım. Mənim Domoticz sistemimə bağlıdır, CO2 və temperatur kimi sensor dəyərlərini qaytara bilər və işıqlandırmamı idarə edə bilir. Həm də vaxtı bildirir və həyəcan siqnalı var.

Sensor matının gəldiyi yer budur. Oyananda heç bir problemim yoxdur. Yuxu işığı ilə oyanıram və ümumiyyətlə çıxmaq lazım olanda oyanıram. Ancaq yataqdan qalxmaqda problemim var. Mat məni yataqdan qalxmağa məcbur edir. Yalnız həyətdə dayandığımda (və ya zəngli saatın fişini çəkəndə) həyəcan sönür. Bu məni yatağımdan çıxarmağa məcbur edir və bir dəfə yatağımdan çıxanda nadir hallarda geri qayıdıram. Bir çox başqa həlli olan bir problemi həll etmək üçün bir az həll olsa da, məmnunam. İndiyə qədər bir aya yaxın hər səhər yataqdan vaxtında qalxmışam. Əvvəllər bir saata qədər yataqda yatırdım.

Zəngli saatımdan 20 dəqiqə əvvəl mat aktivləşir. Mat açılır, gərginlik oxunması tələb olunur və mat yenidən sönür. Bu hər saniyədə olur. Matın üstündə durduğumda ya həyəcandan əvvəl, ya da həyəcan siqnalı söndürülür.