Survetundlik põrandamatti andur: 9 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Selles juhendis jagan disaini survetundliku põrandamati jaoks, mida on võimalik tuvastada, kui sellel seisate. Kuigi see ei saa teid täpselt kaaluda, saab see kindlaks teha, kas seisate sellel täismassiga või võtate sellega lihtsalt ühendust.

Matt mõõdab inimesi, kes kasutavad Velostat'i - materjali, mis muudab selle elektritakistust vastavalt sellele rakendatavale rõhule. Kogu mati tegin alla 20 € (vaipa välja arvatud).

Samm: mida vajate

Anduri valmistamiseks vajate järgmist.

• Velostat: Et katta piisavalt pinda vaiba all, kasutasin Adafruit'i edasimüüjalt ostetud 2 ruutu 28 cm (11 tolli).
• Vasest lint: kasutasin 5 mm laiust ja umbes 6-7 m linti.
• Õhuke isoleerlint: kasutasin 25 mm laiust kaptonlinti.
• Juhtmed vaiba kinnitamiseks millegi külge.
• Mõne plekiga jootekolb.
• Multimeeter testimiseks.

Selle vaiba tegelikuks kasutamiseks koos mikrokontrolleriga vajate:

• 47 oomi takisti (või sama väike väärtus).
• (valikuline, N-kanaliga mosfet 10k takisti ja 220ohmi takistiga).

2. samm: (kuidas mitte vasest linti Velostatile kanda)

Alustuseks räägin, kuidas MITTE Velostatile vaskteipi kanda.

Alustasin eeldusega, et lindi "juhtiv liim" oli juhtiv. See tundus õiglane oletus, kuid kas minu lint ei ole seda "juhtiv liim" tüüpi või on "juhtiv" osa vaevu juhtiv.

Alustasin sellest, et teipisin 2 ruutu Velostati mõlemalt poolt kaptonlindiga kokku. Lõikasin seejärel 25 cm pikkused vaselindi ribad ja kandsin need ühtlaste vahedega. Kummalgi pool olev vaskteip asub täpselt samas kohas, nii et vase vahele jääb vaid õhuke Velostati kiht. Piltidel skemaatiline vaade matist koos väljalõikega ülevaate saamiseks.

Kõigi ridade ühendamiseks mõlemal küljel kasutatakse pikka vaskriba riba (umbes 50 cm).

Mõlemale küljele joodeti traat ja tehti takistuse mõõtmine.

Kui proovisin seda testida, kõikusid multimeetri väärtused metsikult 10–100 oomi vahel. Samuti matil seismine või mitte mõõtmine tegi väga vähe vahet. Midagi oli kohutavalt viltu. Lindi kiire mõõtmine näitas, et liim ei olnud tegelikult nii juhtiv. Materjalide võileib oli vask, liim, Velostat, liim, vask ja liim oli mingi isolaator.

Loo moraal, tehke väikesemahulisi teste, kui te pole kindel, kas see töötab.

3. samm: väikesemahuline test

Tagasi joonistuslaua juurde. Vase lindi liimipool ei juhi selgelt piisavalt. Esikülg on siiski puhas vask. Mis siis, kui ma pööran lindi ümber nii, et vasekülg on Velostati poole.

Mõlemal küljel pöörati tagasi üks jälg. Võtsin liimi pool allapoole ja kleepisin selle kaptonlindi tüki külge. Vase lindi korduvkasutamine on keeruline, kuid see kraam on lihtsalt liiga kallis, et seda lihtsalt ära visata. See kaptonlindi tükk, mille vask oli kleepuvast küljest eemale, oli Velostati külge kinni jäänud.

Tehti uus mõõtmine. See andis koheselt stabiilse tulemuse. Üks asi siiski. Üks jälg tundus olevat 24 oomi kõrgel ja 200 madalal. Seda siis, kui vajutasin käega vaid väikest kogust. Kui mul on 12 jälge ja ma seisan sellel täielikult, võib matt langeda alla 1 oomi, tõmmates liiga palju voolu.

Muutsin disaini nii, et Velostatiga puutuksid kokku vaid väikesed lindi osad. Nii lootsin saada vastupanu jõukohasele kogusele.

4. samm: vasest lindi paigaldamine Velostatile

Relvastatud teadmistega, kuidas seda tööd tegelikult teha, asusin andurimatti parandama. Fotodel näete vana matti uueks.

Esimese asjana lisasin isolatsiooniks väikesed teibitükid. Lint on mõlemal küljel. Vahed lindi vahel peavad olema mõnevõrra konstantsed ja umbes 1-3 cm suured, sõltuvalt sellest, kui palju vastupanu soovite. Vahe peab olema mõlemal küljel samas kohas.

Hankige vasest lint ja kaptonlindi riba, mis on Velostati ulatuses piisavalt pikk. Vase lint peab olema 1-2 cm pikem kui kaptonlint. Kleepige vasest lint kaptonlindi kleepuvale küljele, kusjuures üks vaskteibi pool läheb mööda kaptonlinti.

Kleepige komplekt Velostati külge isolaatorite kohale. Veenduge, et vask oleks mõlemal küljel samas kohas. Veenduge ka, et liigne vask oleks iga kord samal küljel. Pöörake üleliigne vask üle, nii et teil on koht vasest ühendusriba paigaldamiseks. Üks nõuanne on see, et liigne vask asetatakse vaiba isoleeritud osa kohale, et seda oleks hiljem lihtsam joota.

Korrake seda sammu kõigi ridade puhul.

Lisage ülemine vasest lindi rida, mis ühendab kõik varem paigaldatud vaskribad kokku. Soovitav on see rida Velostatist isoleerida, et vältida soovimatuid lühiseid või lekkeid. Ülemine rida ühendatakse eelmistes sammudes jäetud vahelehtedega kokku volditud.

Jootke ettevaatlikult kõik lühikesed ribad ülemise riba külge. Seda jootet on vaja, sest vastasel juhul ei puutu ülemine riba vask ridadega kokku. Olge ettevaatlik ja ärge lisage vasele liiga palju soojust. Vase on paigaldatud plastikule (Velostat) ja plastikust läbi sulamine oleks halb.

Jootke juhtmed mõlemal küljel ülemiste ridade külge. Kõikjal on hästi, valisin nurga.

Testige matt, et veenduda selle toimimises. Ühendage matiga multimeeter ja vaadake, kas takistus langeb, kui vajutate mõnda isoleerimata osa. Samuti kontrollige, kas takistus on mõnevõrra stabiilne, kui te midagi ei tee. Kui see nii on, õnnitleme, matt töötab nüüd.

Viimase sammuna kandke kaptonlint kogu paljastatud vasele. Kuigi see tõenäoliselt lühikesi pükse ei põhjusta, on halb vorm jätta katmata vask.

(Skemaatilistel piltidel pole vasest ülemist rida näidatud. Pilt näitab ainult kaptoni ja vase konfiguratsiooni, et see matt toimiks.)

5. samm: vaiba testimine

Uus matt ühendati multimeetriga, et seda uuesti testida. Seekord on koormuseta mati takistus stabiilne 17-20 oomi.

Täielikult matil seistes langeb takistus 4-6 oomini. Üks jalg matil annab umbes 10 oomi.

See on natuke madalam, kui ma rahul olen, kuid see on siiski toimiv väärtus. Koormatuseta ja matil seisva inimese vahel on palju erinevusi. On tehtud tähelepanek, et rõhk ei määratle tegelikult takistust. Pindala teeb küll. Kui ma seisan väiksema raskusega rohkemal matil, muutub vastupanu väiksemaks kui siis, kui seisan kogu oma raskusega ühel kohal. Milleks ma seda andurit vajan, on see suurepärane, kuid pidage seda meeles, kui seda ehitate.

6. samm: ühendage see kokku

Kuna matt on lihtsalt suur muutuv takisti, on matilt mõõtmiste tegemine üsna lihtne.

Lihtsaim viis on kasutada pingejaoturit. Lisage rõhuanduri mati ette (skeemil R_mat) takisti ja mõõtke takisti ja mati vaheline punkt (nimega MatA1). Ma kasutasin 47 oomi, kuid teie matt võib vajada midagi muud. Minu loogikatase on 3,3 V, saate kasutada mis iganes teie loogika võimsustase on.

Lisasin oma matile valikulise väljalülitusahela. Ma ei tahtnud oma matile pidevat 50mA tõmbamist. Ma lihtsalt ei tea, kuidas Velostatile meeldib selle kaudu pidev vool, ja eeldan, et see on mati pikaealisuse jaoks halb. Vooluahel koosneb N-kanaliga mosfetist koos vajalike takistitega. Kui tahan lugeda, lülitan mosfeti sisse. Ülejäänud aja on mosfet välja lülitatud ja matil pole selle kaudu jõudu.

Samm: kuidas seda kasutada

Matti kasutamine Arduinoga (või mõne muu mikrokontrolleriga) on lihtne. Kui teil on ainult pingejagur, kinnitage oma matt lihtsalt analoogpistiku külge, määrake sisendiks matti kinnitav tihvt ja kasutage analooglugemise käsku. Sellest saadav väärtus langeb sõltuvalt sellest, kui palju kaalu matile rakendatakse.

Kui teil on mosfet paigaldatud, pidage enne mõõtmist mosfeti sisend kõrgeks. Muidu mõõdate lihtsalt mati jaoks kasutatud pinget (minu puhul 3,3V).

Matilt tagasi saadav väärtus ei muutu aja jooksul palju. Kasutan lihtsalt läviväärtust, et teha kindlaks, kas matil midagi seisab, ja pärast kuu pidevat kasutamist töötab matt endiselt hästi.

8. samm: mida ma teeksin järgmisel korral teisiti

Üks oluline projektiga seotud asi on see, et kõigepealt testiksin korralikult mati väikesemahulist versiooni. Ma tegin Velostatil tegelikult väikese vasetüki, nägin multimeetril numbreid ja eeldasin, et kõik töötab. See oli viga.

Matiga seotud punkt on see, et ma kasutaksin väiksemaid vasest plaastreid. Mul on praegu 48 plaastrit 2-3cm vaske. See annab tühikäigul vastupanu 20 oomi ja sellel seistes umbes 5 oomi. Kuigi see on toimiv arv, oleks lihtsam, kui see oleks natuke madalam. Selle mati jaoks piisaks 1 cm paljastatud vasest. Ma ei kavatse seda enam omal käel teha, kuid võib -olla saavad sellest kasu kõik teised, kes seda teha tahavad.

9. samm: kuidas ma seda kasutan

Miks ma just selle survetundliku mati tegin? Tegin uhke ESP32 äratuskella. See on ühendatud minu Domoticzi süsteemiga, see võib tagastada anduri väärtusi, nagu CO2 ja temperatuur, ning saab juhtida minu valgustust. See näitab ka kellaaega ja sellel on äratus.

Siit tuleb sisse andurimatt. Mul pole ärkamisega tõsist probleemi. Ärkan äratusvalgusega ja olen tavaliselt ärkvel, kui pean välja saama. Samas on mul probleem voodist tõusmisega. Matt sunnib mind voodist tõusma. Äratus lülitub välja ainult siis, kui ma tegelikult matil seisan (või tõmban äratuskellast pistiku). See sunnib mind voodist välja ja kui ma olen voodist välja tõusnud, satun harva tagasi. Kuigi see on natuke liigne lahendus probleemile, millel on palju muid lahendusi, olen ma sellega rahul. Siiani olen umbes kuu aega igal hommikul õigel ajal voodist tõusnud. Enne olin kuni tund aega voodis.

20 minutit enne äratuse helisemist aktiveerub matt. Matt lülitub sisse, võtab pingenäidu ja matt lülitub uuesti välja. Seda juhtub iga sekund. Kui ma seisan matil, kas enne äratust või selle ajal, lülitab see alarmi välja.