Знаете ли вы, что обычный карандашный рисунок способен работать как сенсор? Как организовать эксперимент, и какую роль в этом процессе играют привычные материалы и интерфейсы в электронике и Arduino-проектах, узнаете из нашего очередного обзора. Приготовьтесь взглянуть на очевидные вещи с другого ракурса.
Суть идеи
Автор проекта воспользовался принципом емкостного сенсора. Его суть заключается в том, что применяется специальный инструмент, обеспечивающий взаимодействие одной системы с другой. Такой интерфейс полезен при работе с проектами микроконтроллера.
Вообще, в процессе создания подобной конструкции реализуются сразу три знания:
1. Графит проводит электричество. Чем мягче грифель карандаша, тем выше шанс добиться результата.
2. Проводящий объект реагирует на прикосновение. Этот момент важен. В ходе касания создается конкретная степень емкости. А значит, материал (след от карандаша) накапливает в себе заряд.
3. Емкостный датчик создается после измерения отрезка времени, которое необходимо для того, чтобы проводящий материал изменил первоначальное, заземленное состояние на более высокое, способное воспроизводить движение.
Эти сведения человек получает еще в школе. Но мало кто из нас применяет информацию на практике.
Что понадобится?
Создать сенсор в домашних условиях можно с помощью определенных компонентов. Для организации эксперимента понадобятся:
· графический карандаш с мягким грифелем;
· металлические скрепки;
· провод;
· резисторы с емкостью не менее 1 МОм.
Но ключевая деталь – Arduino. Это управляющая плата с памятью и процессором. Именно она помогает превратить карандашный рисунок в сенсор, реагирующий на касание.
Подключенные датчики примут информацию и передадут ее плате. Запустится программа, превращающая рисунок в сенсор.
Особенности
По краю бумаги должна находиться большая заполненная область. Здесь будет размещаться скрепка, к которой крепятся провода. Это своего рода проводник электричества.
Важно, чтобы все части рисунка были соединены между собой. Иначе результата не будет.
Графитовые линии должны быть четкими и достаточно толстыми.
Чтобы емкостный датчик заработал, необходим внешний резистор. Он подтягивает частицы графита и заставляет их работать.
В коде Arduino должна содержаться информация о точном значении отсечения рисунка. Оно индивидуально для каждого изображения.
При соблюдении всех условий вас ждет успех в эксперименте.
Почему это работает?
На самом деле всё просто. Здесь нет волшебства и магии. Тот, кто знаком с основами физики, наверняка поймет суть проекта.
Графит входит в список проводников электричества. Поэтому из него можно создать устройство, которое будет реагировать на касание в определенных условиях.
Само касание увеличивает степень заряда, содержащегося в графитном следе.
Но при работе также нужно учесть степень изгиба бумаги. Сопротивление может уменьшаться или увеличиваться. Это зависит от того, в какую сторону сгибают лист с рисунком. Определить нужный угол изгиба, помогает измерение сопротивления.
Изменения значений заставляют рисунок работать. Но у такого устройства есть свои недостатки. Проводить измерения – трудоемкая и довольно долгая задача. А потому проект не решает проблему с заменой готовых сенсоров.
Графитовый сенсор нестабилен. Все характеристики и значения индивидуальны. Они определяются в каждом конкретном эксперименте.
Однако данный проект нашел применение на практике. По сути, мастер имитировал сенсорные датчики. Идею можно использовать при создании бумажных интерфейсов, арт-проектов, интерактивных постеров.
Покажите эксперимент детям, чтобы пробудить в них интерес к науке. Они наверняка подтянут свои знания в области физики и электроники. Ведь тут интересна сама идея, а не результат: в умелых руках обычные вещи превращаются во что-то совсем удивительное без всякого волшебства и магии.