Что такое сенсорный датчик. Как работают различные типы сенсорных датчиков. Где применяются сенсорные датчики в быту и промышленности. Какие преимущества дает использование сенсорных датчиков. В чем особенности инфракрасных, акустических и других видов сенсорных датчиков.
Содержание
Что такое сенсорный датчик и как он устроен
Сенсорный датчик — это устройство, которое реагирует на изменение определенных параметров окружающей среды и преобразует их в электрический сигнал. Основными компонентами сенсорного датчика являются:
Сенсор — чувствительный элемент, реагирующий на измеряемую величину
Преобразователь сигнала — обрабатывает информацию от сенсора
Усилитель — усиливает полученный сигнал
Выходной интерфейс — передает обработанный сигнал во внешнюю систему
В отличие от механических выключателей, сенсорные датчики не имеют подвижных частей, что повышает их надежность и долговечность. Они срабатывают при прикосновении, приближении объекта, изменении освещенности, температуры и других параметров.
Основные виды сенсорных датчиков
Существует множество типов сенсорных датчиков, различающихся по принципу действия и назначению. Рассмотрим наиболее распространенные виды:
Емкостные сенсорные датчики
Емкостные датчики реагируют на изменение электрической емкости. Как работает емкостной датчик? При приближении или прикосновении к сенсорной поверхности меняется емкость конденсатора в датчике, что вызывает срабатывание. Емкостные датчики широко применяются в сенсорных выключателях, экранах смартфонов, системах контроля доступа.
Инфракрасные датчики движения
Инфракрасные датчики фиксируют изменение теплового излучения при появлении движущегося объекта. Они состоят из инфракрасного сенсора и линзы Френеля, фокусирующей излучение. Датчики движения используются для автоматического включения освещения, в охранных системах, автоматических дверях.
Акустические датчики
Акустические датчики реагируют на звуковые колебания определенной частоты. Они могут срабатывать от хлопков, голосовых команд или специфических звуков. Где применяются акустические датчики? В системах голосового управления, охранной сигнализации, промышленном оборудовании для контроля вибрации и шума.
Преимущества использования сенсорных датчиков
Внедрение сенсорных датчиков дает ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными механическими системами:
Повышенная надежность и долговечность за счет отсутствия движущихся частей
Быстрое и точное срабатывание
Возможность бесконтактного управления
Легкость интеграции в современные автоматизированные системы
Экономия электроэнергии за счет автоматического включения/выключения
Повышение уровня комфорта и безопасности
Эти преимущества обуславливают широкое распространение сенсорных датчиков в различных сферах — от бытовой техники до промышленных систем управления.
Применение сенсорных датчиков в быту
В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с устройствами, использующими сенсорные датчики. Где можно встретить сенсорные датчики в быту?
Сенсорные выключатели освещения
Бесконтактные смесители и сушилки для рук
Сенсорные экраны смартфонов и планшетов
Системы «умный дом» для управления климатом, освещением, безопасностью
Датчики открытия дверей холодильников, микроволновых печей
Автоматические двери в магазинах и общественных местах
Использование сенсорных датчиков в бытовых приборах делает их более удобными, гигиеничными и энергоэффективными. Например, сенсорный смеситель позволяет экономить воду, а датчик движения в прихожей автоматически включает свет только когда это необходимо.
Промышленное применение сенсорных датчиков
В промышленности сенсорные датчики играют ключевую роль в автоматизации производственных процессов. Какие задачи решают сенсорные датчики на производстве?
Контроль параметров технологических процессов (температура, давление, расход)
Определение наличия и положения объектов на конвейерных линиях
Измерение уровня жидкостей и сыпучих материалов в емкостях
Контроль качества продукции
Обеспечение безопасности работы оборудования
Учет и контроль доступа персонала
Промышленные сенсорные датчики отличаются повышенной надежностью, точностью и способностью работать в сложных условиях. Они интегрируются в системы промышленной автоматизации, обеспечивая эффективное управление производственными процессами.
Особенности выбора и установки сенсорных датчиков
При выборе сенсорных датчиков важно учитывать ряд факторов для обеспечения их эффективной работы. На что обратить внимание при выборе сенсорного датчика?
Тип измеряемого параметра и диапазон измерений
Требуемая точность и скорость срабатывания
Условия эксплуатации (температура, влажность, вибрации)
Способ монтажа и подключения
Совместимость с системой управления
Энергопотребление и требования к питанию
Правильная установка сенсорного датчика не менее важна, чем его выбор. Необходимо соблюдать рекомендации производителя по монтажу, учитывать особенности окружающей среды и возможные источники помех. Например, инфракрасный датчик движения не следует устанавливать вблизи источников тепла, а емкостной сенсорный выключатель может работать некорректно при высокой влажности.
Перспективы развития сенсорных технологий
Сенсорные технологии активно развиваются, открывая новые возможности для автоматизации и повышения комфорта. Какие тенденции наблюдаются в развитии сенсорных датчиков?
Миниатюризация — создание все более компактных и энергоэффективных датчиков
Повышение чувствительности и точности измерений
Интеграция нескольких типов сенсоров в одном устройстве
Развитие беспроводных технологий передачи данных от датчиков
Применение искусственного интеллекта для обработки данных с датчиков
Создание «умных» материалов с встроенными сенсорными свойствами
Эти тенденции способствуют расширению сфер применения сенсорных датчиков и созданию более совершенных автоматизированных систем. В будущем сенсорные технологии станут неотъемлемой частью концепции «Интернета вещей», обеспечивая взаимодействие между устройствами и сбор данных об окружающей среде.
Сенсорные датчики в системах безопасности
Системы безопасности активно используют различные типы сенсорных датчиков для обнаружения угроз и предотвращения нештатных ситуаций. Какие сенсорные датчики применяются в системах безопасности?
Инфракрасные датчики движения для обнаружения проникновения
Акустические датчики разбития стекла
Емкостные датчики в системах контроля доступа
Датчики дыма и газа для пожарной сигнализации
Вибрационные датчики для защиты периметра
Биометрические сенсоры для идентификации личности
Комплексное использование различных типов сенсорных датчиков позволяет создавать эффективные многоуровневые системы безопасности. Например, система охраны дома может включать датчики движения, открытия дверей и окон, разбития стекла, обеспечивая защиту от различных способов проникновения.
Важное преимущество сенсорных датчиков в системах безопасности — возможность их интеграции с системами видеонаблюдения и управления доступом. Это позволяет автоматически активировать камеры при срабатывании датчиков, отправлять уведомления на смартфон владельца или в охранное предприятие.
Датчик сенсорный
Сенсорный выключатель в последнее время очень часто встречается в домах, квартирах, дачах, коттеджах и других помещениях. Основное предназначение данного устройства – замыкание и размыкание электроцепи за счет прикосновений к контактной пластине. Главное отличие сенсорных выключателей заключается в отсутствии механических узлов. Первоначально сенсорные выключатели представляли собой устройства, выполняющие только коммутационные действия, а именно, подавали и снимали напряжение с нагрузки. Но на данный момент из-за появления различных электронных приборов суть данного выключателя претерпела некоторые изменения. Сегодня они выполняют функцию регулирования без какого-либо физического влияния.
Устройство сенсорного выключателя
Конструкция данного устройства включает в себя следующие элементы:
сенсор, реагирующий на колебания заданной величины;
обрабатывающее устройство, преобразующее получаемые сигналы в команду;
усилитель сигнала, который осуществляет нужную операцию на основе полученной команды;
контактная часть.
На сегодняшний день ассортимент сенсорных выключателей довольно велик. Мы рассмотрим всего лишь малую часть из тех видов, которые сейчас существуют, но наиболее популярную.
Инфракрасный датчик (датчик движения)
Данное устройство – одно из самых популярных и часто встречаемых. В основном используется в системах внешнего освещения и видеонаблюдения. Принцип работы: в момент приближения объекта к датчику на определенном расстоянии происходит реакция на движение, после которой цепь замыкается и передает напряжение на подсоединенное устройство (светильник, видеокамера). Главный плюс датчиков движения – экономия. Хорошим примером послужит его использование в наружном освещении, поскольку работает оно только в тот момент, когда происходит реакция на появление объекта, а не постоянно.
Акустические датчики
В таких устройствах реакция происходит на звук. Акустические датчики широко используются в быту для управления каким-либо оборудованием при помощи голоса и иных звуков. Работа осуществляется благодаря возможности настраивания датчика на определенную частоту. Самым доступным и понятным примером является реагирование на хлопки, например, при включении или выключении света в помещении. Также сферой применения являются охранные системы, в которых устройство реагирует на звуки разбитых стекол или, а также просто на сильный шум.
Ранее в данной статье упоминалось, что очень много моделей простых сенсорных выключателей, которые используются только с целью коммутации электроцепи. Такие датчики выполняют только одну простую функцию – включение и выключение осветительных приборов. Кроме того, также есть выключатели, выполняющие несколько функций. Такие устройства называются «диммеры» и могут осуществлять управление свечением светодиодных ламп, осуществлять их плавный пуск, выполнять роль таймера включения/выключения света и т.д.
Торговая сеть «Планета Электрика» обладает большим ассортиментом различных датчиков, с которым Вы можете ознакомиться в нашем каталоге.
Датчики, сенсоры
Комфорт и функциональность — качества, которые высоко ценит современный человек. Использование датчиков отвечает этим современным требованиям, а также требованиям по безопасности и энергосбережению. Выключатели с датчиками различаются принципом работы, благодаря чему каждый может подобрать оптимальный вариант. Датчики могут срабатывать на взмах, касание, преграду, движение, могут устанавливаться за зеркало, и обладать свойствами диммирования. Они компактны, незаметны и легки в установке, с ними электроэнергия используется по назначению и без лишних расходов. Использование выключателей с датчиками повышает уровень комфорта и делает Ваш дом современным и удобным.
CSS-2 | выключатель емкостной на касание 12В
по запросу\регистрации
DKs-1 | выключатель на касание (100-240V/500W) (hzk201)
по запросу\регистрации
DPs-1 | сенсорный диммер встраиваемый (12-24V)
по запросу\регистрации
DZB-1B 12V | Динамики за зеркало торцевые Bluetooth
по запросу\регистрации
DZB-2B 12V | Динамики в мебель/за зеркало фронтальные Bluetooth
по запросу\регистрации
DZs-6d 12V-24V | сенсорный выключатель за зеркало двухкнопочный три режима
по запросу\регистрации
DZs-6-3d 12V-24V | сенсорный выключатель за зеркало трехкнопочный три режима
по запросу\регистрации
DZs-6d 12V-24V | сенсорный выключатель за зеркало с подключаемым режимом диммирования
по запросу\регистрации
DZs-7 12V IP44 | сенсорный выключатель 1 кнопка за зеркало диммирование, выбор цветовой температуры
по запросу\регистрации
DZv-IR-1d 12V-24V | Инфракрасный выключатель за зеркало на взмах руки
Реле-выключатель обогревателя для зеркала 220V — 12V
по запросу\регистрации
Компактный датчик Glamos превращает любой экран в сенсорный (видео) » 24Gadget.Ru :: Гаджеты и технологии
Изобретение бывших работников компании Samsung, создавших стартап Glamos, позволяет расширить возможности управления экранами на различных устройствах, используя датчики лидары, для преобразования мониторов в псевдо сенсорные дисплеи. Датчики LiDAR, реагируя на изменения в окружающем пространстве, генерируют сигналы, распознаваемые как жесты управления и транслируют команду на подключенное к Glamos устройство с дисплеем (смартфон, ноутбук, смарт телевизор или компьютер).
Использование возможностей Glamos позволит решить две основные задачи. Во-первых, снизить расходы на создание дорогостоящей сенсорной поверхности на экранах различной величины, вплоть до гигантских демонстрационных мониторов и повысить надежность дисплеев, вновь вернувшись к традиционному стеклянному покрытию. Повышение надежности экранов при защите их от механических повреждений позволит продлить время их службы.
Вторая проблема, решаемая при использовании лидар-технологии Glamos — это устранение условий для излишнего загрязнения экранов. Бесконтактное управление монитором при помощи жестов предоставит возможность использовать мониторы в различных экстремальных условиях, когда руки пользователя загрязнены. Таким образом управлять монитором может и рабочий в цеху, прораб на стройке и повар на кухне, без отрыва от рабочего процесса.
Миниатюрный датчик Glamos (кубик со сторонами не больше 37 мм) сканирует пространство сенсорами LiDAR с углом обзора 180 градусов и создает виртуальный сенсорный экран в любом месте. Glamos использует вращающийся зеркальный модуль для сканирования окружающего пространства и измеряет расстояние между объектами и устройством. Затем он преобразует полученные данные в сенсорные координаты и отправляет их на экран рабочего дисплея. Частота работы Glamos — 40 Гц, что делает незаметными задержки для глаз человека. По принципу работы устройство Glamos можно сравнить с виртуальной трехмерной компьютерной мышью.
Проект Glamos выставлен на краудфандинговой площадке Indiegogo, где уже собрал более 450 тысяч долларов. Поставки по цене предварительного заказа 129 долларов за одно устройство Glamos начнутся уже в августе 2020 года.
Источник: indiegogo
Сенсорный датчик 270 мм с термопредохранителем 72℃
Сенсорный датчик длиной 27 см для холодильников Самсунг Термопредохранитель 72℃, sensor 5K Артикул DA47-00095E Маркировка DA47-10115A,
DA47-10148E, DA47-10148L, DA47-10148M,
DA47-10148Q, DA47-10148S, DA47-10148W, DA47-00095B, DA47-00095D
Сенсорные датчики привода определяют число оборотов привода. Эти данные необходимы управляющему устройству для регулирования усилия переключения между смежными передачами и для принятия решения, в какое время и какая передача должна быть включена.
Принцип действия
По конструкции различают два вида сенсорных датчиков привода: Датчик Холла и индуктивный датчик. Вращательное движение зубчатого венца вызывает изменение магнитного поля, которое изменяет напряжение. Это напряжение сигнала сенсорный датчик подаёт в управляющее устройство.
Последствия выхода из строя
Неисправность сенсорного датчика привода можно определить по следующим признакам: отказ управления приводом
Управляющее устройство включается в аварийном режиме свечение контрольной лампочки двигателя
Поиск неисправности следует проводить в такой последовательности:
Проверить сенсорный датчик на наличие загрязнения
Проверить колёсико датчика на наличие повреждений
Ознакомиться с информацией из перечня неисправностей
Измерить сопротивление индуктивного датчика омметром, паспортная величина при 80 °С около 1000 Ом.
Проверить напряжение питания датчика Холла вольтметром (необходима электрическая схема с расположением контактов).
Внимание: нельзя проводить измерение сопротивления на датчике Холла, иначе можно повредить сенсорный датчик.
Проверить соединение сенсорного датчика между управляющим устройством и разъёмом на проводимость (необходима электрическая схема с расположением контактов). Паспортная величина: 0 Ом.
Проверить соединительные проводники сенсорного датчика на массу, при отключённом разъёме управляющего устройства замерить омметром разъём относительно массы автомобиля. Паспортная величина: > 30 Мом.
Поделиться новостью с друзьями:
Похожее
Решения для емкостных сенсорных датчиков | Renesas
По мере быстрого внедрения емкостных сенсорных интерфейсов использование обычных механических клавиш с ограниченными функциями эффективно заменяется. Панелями с удобным дизайном можно управлять с помощью таких действий, как прикосновения пальцев и движения по экрану. Емкостная сенсорная технология позволяет управлять интуитивно понятными движениями пальцев даже устройствами, предназначенными для сложных и высококвалифицированных операций.
По мере расширения сферы применения емкостных сенсорных устройств чувствительность панели и устойчивость к высоким помехам стали ключевыми требованиями для достижения точных движений при переключении и сложных рабочих характеристик.Существует также потребность в характеристиках, связанных с устойчивостью окружающей среды к воде, грязи или колебаниям температуры. В дополнение к этим требованиям, периоды разработки и затраты также являются препятствиями, которые необходимо учитывать и преодолевать.
Renesas предлагает революционный дизайн коммутационных устройств и оборудования с нашим емкостным сенсорным решением 2-го поколения, которое обеспечивает удобную среду для поддержки производственных процессов и снижает препятствия при разработке емкостных сенсорных датчиков.
Емкостная сенсорная система оценки для RL78/G23
Емкостная система оценки касания RL78/G23 упрощает пользователям оценку сенсорных решений, предлагаемых Renesas. Вы можете сразу приступить к оценке, используя плату и программное обеспечение, входящие в каждый комплект.
Емкостная сенсорная система оценки для RA2L1
Емкостная система оценки касания RA2L1 упрощает пользователям оценку сенсорных решений, предлагаемых Renesas.Вы можете сразу приступить к оценке, используя плату и программное обеспечение, входящие в каждый комплект.
Емкостная сенсорная система оценки для RA6M2
Емкостная система оценки касания RA6M2 позволяет пользователям легко оценивать сенсорные решения, предлагаемые Renesas. Вы можете сразу приступить к оценке, используя плату и программное обеспечение, входящие в каждый комплект.
Комплект решения ЧМИ RX231
Этот комплект решения для человеко-машинного интерфейса (ЧМИ) оснащен схемой сегментного ЖК-дисплея, схемой воспроизведения звука, емкостной сенсорной схемой и т. д.Он может облегчить разработку и оценку изделий с человеко-машинным интерфейсом и USB, таких как бытовые электроприборы и медицинские изделия со встроенными коммуникационными функциями.
RX130 Емкостная сенсорная система оценки
Система оценки емкостных сенсоров RX130 предназначена для простой оценки емкостных сенсорных решений, предлагаемых Renesas. С этой системой оценку можно провести сразу после покупки, так как плата и программное обеспечение входят в комплект.
Средство разработки емкостного сенсорного экрана: QE для емкостного сенсорного экрана
QE для емкостного сенсорного управления упрощает настройку чувствительности сенсорных кнопок, необходимых для разработки встроенных систем, использующих емкостную сенсорную технологию, что сокращает время выхода на рынок. Этот инструмент поддерживает 32-разрядные микроконтроллеры (MCU) семейства RX.
Функции и особенности продукта
Простое включение драйверов сенсорных кнопок в программу через графический интерфейс пользователя (GUI)
Простая последовательная настройка сенсорных кнопок с помощью рабочих процессов
Графическое отображение конфигурации сенсорного интерфейса позволяет легко визуализировать
Даже большое количество сенсорных кнопок можно быстро автоматически настроить, что повышает эффективность разработки
Применение модификаций программы нажатием одной кнопки
Функция мониторинга упрощает проверку и точную настройку работы сенсорной кнопки
e 2 studio Интеграция интегрированной среды разработки* позволяет выполнять всю работу из e 2 studio
QE for Capacitive Touch — это плагин для e 2 studio.Плагин необходимо скачать с сайта и установить.
Главный/сенсорный тюнер
Просмотр монитора платы
Просмотр диаграммы состояний
Эталонные конструкции
Водонепроницаемая кнопка с собственной емкостью
Мы подготовили демонстрацию водонепроницаемой кнопки собственной емкости. Решение может сравнить водонепроницаемость экранов GND и активные экраны для кнопки собственной емкости.
Эталонный дизайн бесконтактной кнопки
Эталонный дизайн бесконтактной кнопки использует емкостные решения Renesas для обнаружения приближающихся пальцев и рук без физического контакта.Доступны два типа эталонного проекта, демонстрационное решение и электродные платы.
Эталонный проект бесконтактного пользовательского интерфейса
Демонстрация трехмерных жестов использует емкостное сенсорное решение Renesas для реализации HMI, который обнаруживает движения жестов (вверх и вниз, влево и вправо, вперед и назад) руки в трехмерном пространстве. Доступны стандартная версия (кв. 160 мм) и малая версия (кв. 80 мм).
Эталонный проект применения емкостного датчика
В качестве приложения емкостного датчика мы подготовили демонстрацию измерения уровня воды с помощью емкостного сенсорного решения Renesas.
Решение функциональной безопасности для емкостного сенсорного датчика
Емкостные датчики прикосновения
Renesas (CTSU и CTSU2) могут диагностировать собственную внутреннюю цепь с помощью программного обеспечения для самопроверки. Дополнительную информацию см. в разделе «Решение функциональной безопасности для емкостного сенсорного датчика».
Партнеры
Датчики, преобразователи | Сенсорные датчики
ДАТЧИК СИЛЫ РАЗРЕШЕНИЕ 0,04–4,5 фунта
7 долларов.84000
4,561 — Немедленный
Интерлинк Электроника
Интерлинк Электроника
1
1027-1000-ND
FSR ™ 400
Bulk
Active
резистивный
3 μs
Analog
—
—
—
-40 ° C ~ 85 ° C
Сила датчика
$
$ 8.64000
2,225 — Немедленный
Интерлинк Электроника
Electronics
3
1
1027-1001-ND
400
400
Active
Active
9
1 110098
3 мкс
Analog
Pasker Tab
—
-40°C ~ 85°C
ДАТЧИК СИЛА RES 0.04-4.5lbs
$ 10.97000
3,335 — Немедленный
1 Интерлинк Электроника
Интерлинк Электроника
1
1027-1014-ND
FSR ™ 400
Коробка
Active
Резистивный
3 мкс
3 мкс
Analog
припоя вкладка
—
—
Сила датчика датчика RES 0-2.2lbs
$ 12.54000
9002 $ 12.54000
— Немедленный
Интерлинк Электроника
Интерлинк Электроника
1
1027-1018-ND
FSR ™ 400
Bulk
Active
Резистивный
3 мкс
Аналоговый
Пайка
—
-40°C ~ 85°C
5lbs
$ 22.99000
673 — Немедленный
Интерлинк Электроника
Интерлинк Электроника
1
1027-1003-ND
FSR ™ 400
Bulk
Active
1 резистивный
3 мкс
Analog
Analog
Табка припоя
—
—
—
3
инфракрасный сенсорный сенсор 0 градусов
$ 139.01000
187 — непосредственный
Neonode Inc.
Neonode Inc.
Neonode Inc.
1
1816-1006-ND
1816-1006-ND
Neonode Touch Sensor Module
Bulk
Active
Инфракрасный
10 MS
I²C, USB
Круг карты / паяльник
4.75V ~ 5.25V
3
$ 7.10000
773 — непосредственный
Ohmite Ohmite
1
FSR05BE-ND
FSR
Box
Активный резистивный
—
Analog пайку Tab
—
-20 °C ~ 85°C
7 долл. США.54000
4672 — Immediate
Ohmite
Ohmite
1
FSR04BE-ND
FSR
Box
Активный
резистивный
—
Analog
пайку Tab
—
—
-20 ° C ~ 85 ° C
3
$ 70098
$
7
769 — Немедленный
Ohmite
Ohmite
1
FSR06BE-ND
FSR
Box
Active
Active
9
—
—
Аналоговый
Табка припоя
—
—
900 ° C ~ 85 ° C
$ 8.00000
1420 — Immediate
Ohmite
Ohmite
1
FSR07BE-ND
FSR
Box
Активный
резистивный
—
Analog
пайку Tab
—
-20 ° C ~ 85 ° C
3
$ 8.29000
272 — Немедленный
272 — Немедленный
Омит
Ohmite
5
1
FSR04CE-ND
FSR
Коробка
Active
Active
9
—
—
Analog
Разъем
—
900 ° C ~ 85 ° C
$ 8.34000
1293 — Immediate
Ohmite
Ohmite
1
FSR05CE-ND
FSR
Box
Активный
резистивный
—
Аналоговый
Разъем
—
—
-20 ° C ~ 85 ° C
$ 9.28000
367 — Немедленный
1 Ohmite
Ohmite
1
FSR07CE-ND
FSR
Коробка
Active
Резистивный
—
Analog
Разъем
—
—
900 ° C ~ 85 ° C
$ 11.65000
564 — Немедленное
Ohmite
Ohmite
1
FSR01CE-ND
FSR
Box
Активный
резистивный
—
Аналоговый
Разъем
—
39 —
-20 ° C ~ 85 ° C
$ 13.63000
$ 13.63000
263 — Немедленный
263 — Немедленный
Ohmite
Омит
1
FSR03CE-ND
FSR
Коробка
Active
Резистивный
—
аналог
Разъем
—
—
900 ° C ~ 85 ° C
Сигнал датчика RES 0.04-4.5LBS
$ 14.70000
9002 $ 14.70000
351 — Немедленный
Интерлинк Электроника
Интерлинк Электроника
1
1027-1028-ND
FSR ™ 408
Bulk
Active
Резистивный
3 мкс
3 мкс
Analog
Табка припоя
—
-40 ° C ~ 85 ° C
Датчик датчика RES 0.04-4.5LBS
$ 18.38000
216 — Немедленный
Интерлинк Электроника
Интерлинк Электроника
1
1027-1029-ND
FSR ™ 408
Bulk
Active
Резистивный
3 мкс
3 мкс
Analog
Табка припоя
—
-40 ° C ~ 85 ° C
$ 21.59000
179 — Немедленное
Ohmite
Ohmite
1
FSR02CE-ND
FSR
Труба
Активный
резистивный
—
Аналоговый
Разъем
—
—
-20 ° C ~ 85 ° C
9009
$ 22.05000
$ 22.05000
211 — Немедленный
Интерлинк Электроника
Интерлинка
1
1027-1030-ND
FSR ™ 408
Bulk
Active
Active
Active
3 мкс
3 мкс
Analog
Табка припоя
—
—
-40 ° C ~ 85 °C
ДАТЧИК СИЛА RES 0.04-4.5LBS
$ 22.77000
124 — Немедленный
Интерлинк Электроника
Интерлинк Электроника
1
1027-1031-ND
FSR ™ 408
Bulk
Active
резистивный
3 мкс
3 мкс
Analog
Табка припоя
—
—
—
Инфракрасный сенсорный сенсор 0 градусов
$ 109.36000
2048
204 — непосредственный
Neonode Inc.
Neonode Inc.
1
1816-1004-ND
1816-1004-ND
3 Neonode Touch Sensor Module
Bulk
Active
Инфракрасный
10 мс
мс
I²C, USB
Card Edge / Poyer Pad
4.75V ~ 5.25V
-20 ° C ~ 65 ° C
3
Инфракрасный сенсорный датчик 0 градусов
$ 121 .17000
148 — Немедленный
1 Neonode Inc.
Neonode Inc.
Neonode Inc.
1
1816-1005-ND
3 Neonode Touch Sensor Module
Bulk
Active
Инфракрасный
10 MS
I²C, USB
Rebile Card / Poader Pad
4.75V ~ 5.25V
-20 ° C ~ 65 ° C
Инфракрасный сенсорный датчик 90 градусов
$ 133.45000
149 — немедленный
Neonode Inc.
Neonode Inc.
Neonode Inc.
1
1816-NNamc3461PC01-ND
Neonode Touch Sensor Module
Bulk
Active
Инфракрасный
10 MS
I²C, USB
Край карта / паяльная площадка
4,75 В ~ 5,25 В
-20 ° C ~ 65 ° C
Сигнал датчика SEND RES 0-2.2lbs
$ 29.04000
188 — Немедленный
Интерлинк Электроника
Интерлинк Электроника
1
1027-1025-ND
—
Bulk
Active
Резистивный
3 мкс
Analog
—
—
-25 ° C ~ 70 ° C
Инфракрасный сенсорный датчик 0 градусов
$ 81.06000
255 — Немедленный
Neonode Inc.
Neonode Inc.
Neonode Inc.
1
1816-1000-ND
Neonode Touch Sensor Module
Bulk
Active
Инфракрасный
10 мс
I²C, USB
Край платы/площадка для пайки
4,75 В ~ 5,25 В
-20°C ~ 65°Cком
Нам нужен переключатель для управления электроникой или электрическими приборами или чем-то еще. Иногда электрические переключатели будут бить током, когда мы используем электрические переключатели мокрой рукой, а затем касаемся, чтобы управлять электрической или электронной нагрузкой, гораздо интерактивнее, чем обычные переключатели, могут быть некоторые проекты нужен сенсорный переключатель.
В этом уроке мы покажем, что такое модуль цифрового сенсорного датчика и как его использовать с платой Arduino.
ОБОРУДОВАНИЕ
Плата Osoyoo UNO (полностью совместима с Arduino UNO rev.3) х 1
Макетная плата x 1
Модуль цифрового сенсорного датчика x 1
Перемычки
USB-кабель x 1
шт. x 1
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Arduino IDE (версия 1.6.4+)
Обзор:
Модуль основан на сенсорном сенсорном модуле IC (TTP223B) с емкостным сенсорным переключателем.
В нормальном состоянии выход модуля низкий, низкое энергопотребление; Когда палец касается соответствующей позиции, модуль выдает высокий уровень, если его не трогать в течение 12 секунд, переключается в режим пониженного энергопотребления
.
Тип толчкового движения: начальное состояние низкое, сильное касание, не касаться — низкое (аналогичная функция нажатия кнопки)
Модуль
может быть установлен в такие поверхности, как пластик, стекло или неметаллические материалы.Помимо тонкой бумаги (неметаллической), покрывающей поверхность модуля, при условии правильного расположения тач можно сделать скрытые в стенах, рабочих столах и других частях кнопки
Особенности:
Низкое энергопотребление
Источник питания для 2 ~ 5,5 В постоянного тока
Рабочий ток (Vcc=3 В): 1,5–3,0 мкА
Рабочий ток (VDD=3 В): 3,5–7,0 мкА
Может заменить традиционное нажатие кнопки
Четыре винта M2 для установки отверстий для легкой установки
Время отклика: Режим низкого энергопотребления: 220 мс; Быстрый режим: 60 мс
Размер: 8*6*0.5 см
Спецификация:
-интерфейс управления: всего три контакта (GND, VCC, SIG), GND на землю, VCC — источник питания, выходной контакт цифрового сигнала SIG; -Индикатор питания: зеленый светодиод, питание справа, блестит; -Сенсорная область: Подобно значку отпечатка пальца внутри области, вы можете коснуться триггерного пальца. — Отверстия для позиционирования: 4 винта M2, диаметр отверстия для позиционирования составляет 2,2 мм, позиционирование модуля легко установить, чтобы добиться межмодульной комбинации;
ТТП223-ИК
TTP223 — это ИС детектора сенсорной панели с 1 клавишей, которая подходит для обнаружения изменений емкостных элементов.Он потребляет очень мало энергии, а рабочее напряжение составляет всего от 2,0 до 5,5 В. Максимальное время отклика около 60 мс в быстром режиме, 220 мс в режиме низкого энергопотребления при VDD = 3 В. Чувствительность можно отрегулировать по емкости (0 ~ 50 пФ) снаружи.
Приложения:
Водонепроницаемые электрические изделия
Замена ключа-кнопки
Потребительские товары
Подключите датчик касания к Arduino
Подключите контакт Vcc платы датчика к контакту +5V Arduino и GND к GND.Подключите сигнальный контакт (SIG) к цифровому контакту Arduino D2.
Скопируйте, вставьте и загрузите эскиз Arduino
На приведенном ниже эскизе отображается вывод на монитор последовательного порта, указывающий, нажат ли датчик.
Результат
После загрузки, если палец или металлический предмет коснется металлической поверхности преобразователя, загорится красный светодиод на UNO. Откройте Serial Monitor со скоростью 9600 бод, и вы увидите следующее:
Емкостной сенсорный светодиодный дисплей с подсветкой для поверхностного монтажа
Узнайте, как настроить и использовать Touch ID — датчик идентификации по отпечатку пальца, который упрощает доступ к вашему устройству.
Где датчик Touch ID?
Датчик Touch ID находится либо на кнопке «Домой», либо — на iPad Air (4-го поколения) — на верхней кнопке.Когда вы будете следовать приведенным ниже инструкциям, экранные инструкции вашего устройства подскажут вам, какую кнопку использовать.
Настройка Touch ID
Прежде чем вы сможете настроить Touch ID, вам необходимо создать пароль для вашего устройства.* Затем выполните следующие действия:
Убедитесь, что датчик Touch ID и ваш палец чистые и сухие.
Коснитесь «Настройки» > «Touch ID и код-пароль», затем введите код-пароль.
Коснитесь «Добавить отпечаток пальца» и держите устройство, как обычно, касаясь сенсора Touch ID.
Коснитесь сенсора Touch ID пальцем, но не нажимайте, чтобы устройство начало распознавать отпечаток пальца. Держите палец там, пока не почувствуете быструю вибрацию или пока вас не попросят поднять палец.
Продолжайте медленно поднимать и опускать палец, каждый раз слегка меняя положение пальца.
На следующем экране вам будет предложено отрегулировать хват.Держите устройство, как обычно, при разблокировке, и коснитесь датчика Touch ID внешними областями кончика пальца, а не центральной частью, которую вы сканировали первой.
Если у вас возникли проблемы с регистрацией одного пальца, попробуйте другой. Все еще нужна помощь в настройке Touch ID?
* Touch ID и Face ID доступны на некоторых моделях iPhone и iPad.
Используйте Touch ID для разблокировки iPhone или совершения покупок
После настройки Touch ID вы можете использовать Touch ID для разблокировки iPhone.Просто нажмите на датчик Touch ID пальцем, который вы зарегистрировали в Touch ID.
Совершайте покупки с помощью Touch ID
Вы можете использовать Touch ID вместо пароля Apple ID для совершения покупок в iTunes Store, App Store и Apple Books. Просто выполните следующие действия:
Убедитесь, что iTunes и App Store включены в разделе «Настройки» > «Touch ID и код-пароль».Если вы не можете включить его, вам может потребоваться войти в систему, используя свой Apple ID, в меню «Настройки» > «iTunes & App Store».
Откройте iTunes Store, App Store или Apple Books.
Нажмите что-нибудь, чтобы купить. Вы получите приглашение Touch ID.
Чтобы совершить покупку, слегка коснитесь датчика Touch ID.
Используйте Touch ID для Apple Pay
На iPhone 6 или iPhone 6 Plus или новее вы можете использовать Touch ID для совершения покупок через Apple Pay в магазинах, в приложениях и на веб-сайтах в Safari.Вы также можете использовать Touch ID на своем iPhone для совершения покупок на веб-сайте с вашего Mac. Если у вас есть iPad Pro, iPad Air 2 или iPad Mini 3 или новее, вы можете использовать Touch ID для покупок через Apple Pay в приложениях и на веб-сайтах в Safari.
Управление настройками Touch ID
Перейдите в «Настройки» > «Touch ID и код-пароль» для управления этими настройками:
Включение и отключение Touch ID для пароля, iTunes и App Store или Apple Pay.
Зарегистрируйте до пяти отпечатков пальцев. Каждый новый отпечаток может немного увеличить время распознавания отпечатков пальцев.
Коснитесь отпечатка пальца, чтобы переименовать его.
Коснитесь отпечатка пальца, затем коснитесь «Удалить отпечаток пальца», чтобы удалить его.
Определите отпечаток пальца в списке, коснувшись датчика Touch ID. Соответствующий отпечаток в списке будет кратко выделен.
Нажмите датчик Touch ID с помощью Touch ID, чтобы разблокировать устройство. Чтобы разблокировать устройство с помощью Touch ID, не нажимая датчик Touch ID, перейдите в «Настройки» > «Универсальный доступ» > «Кнопка «Домой» [или верхняя кнопка] и включите параметр «Удерживать палец для открытия».
Дата публикации:
Трибоэлектрический сенсорный датчик для картирования положения во время тотального эндопротезирования тазобедренного сустава | BMC Research Notes
Methods
Для изготовления гибкого переключающего датчика полидиметилсилоксан (PDMS) хорошо смешивали с основой и отвердителем в соотношении 10:1.Пузырьки образуются в ПДМС во время перемешивания, поэтому была проведена обработка вакуумным эксикатором для удаления всех пузырьков из ПДМС. Когда все пузырьки были удалены, PDMS вылили на 4-дюймовую кремниевую пластину и нанесли центрифугирование при 300 об/мин в течение 30 с. Затем ПДМС отверждали при 65°C в течение 2 ч в печи. Затем пленку ПДМС удаляли с кремниевой пластины. Медная лента, изготовленная из металла, была прикреплена к полученной пленке ПДМС, чтобы получился электрод, и соединение было выполнено с помощью провода.
Устройство описанного выше ТЭН-датчика схематично показано на рис.1а. В этой конфигурации ТЭН работал через фрикционное трибоэлектричество путем касания/неприкосновения, вызванного деформацией (рис. 1б, в).
Рис. 1
Датчик ТЭН. a структура устройства, b PDMS, c рабочий механизм датчика трибоэлектрического переключателя
Чтобы продемонстрировать выходные характеристики ТЭН, было разработано испытание со встроенным ТЭН, как показано на рис. 2a. На рис. 2b–e показаны результаты, полученные при измерении выходного напряжения в зависимости от изменения во времени при приложении касания между TENG и испытанием во всех четырех направлениях.Во время движения пробы в ТЭНе появлялась деформация, а нижняя поверхность ПДМС, прикрепленная к медной ленте, неоднократно производила и теряла трибоэлектрические поверхностные заряды. В результате во внешней цепи ТЭН появилось выходное напряжение. Мы измерили эти выходные напряжения с помощью осциллографа (KEYSIGHT DSOX2014A).
Рис. 2
a Фотография эксперимента со встроенными гибкими сенсорными датчиками. b Выходное напряжение измеряемого сигнала вверху; Выходное напряжение измеренного сигнала на c справа, d слева, e снизу
Результаты и обсуждение
Датчик давления смог определить трение в подшипнике.Более подробно, TENG, встроенный в четыре разных стороны испытания, показал до 1 В от пика до пика, что было достаточно большим, чтобы отличить обнаруженный сигнал от уровня шума менее 0,1 В. Кроме того, эти гибкие сенсорные датчики с TENG продемонстрировал пиковый сигнал выходного напряжения, что должно привести к чрезвычайно чувствительному обнаружению трения в подшипнике, вызванного THA. Как правило, датчики давления на основе пьезорезистивного активного материала или полупроводниковых материалов, изготовленных по технологии микроэлектромеханических систем (МЭМ), описывают непрерывный сигнал от внешнего давления.Это может привести к нечувствительному обнаружению различных движений на THA. Напротив, сенсорная система TENG обеспечивает сравнительно высокую чувствительность благодаря своей способности генерировать выходное напряжение с пиками.
Датчик давления смог обнаружить контакт в определенных областях, когда подшипник COC находился в ПЗУ. Чтобы исследовать, как повлияло на другие датчики, когда мы приложили давление к одному из четырех датчиков в THA, мы измерили шумовые сигналы трех других датчиков, как показано на вставках к рис.2б–д. На вставках показаны шумовые сигналы в выходном напряжении трех других датчиков, когда к другому датчику прикладывалось давление. Уровень шума вырос до 0,2 В, что было незначительным по сравнению с измеренным выходным напряжением датчика в целевом положении (вверху) на рис. 2b. То же явление, наблюдаемое на рис. 2c–e, наблюдалось для правой, левой и нижней сторон соответственно. Эти результаты показывают, что это устройство полностью гарантировало ортогональность восприятия.
Основные выводы заключались в том, что датчик давления TENG смог обнаружить трение в подшипнике при ТНА и что он смог обнаружить площадь контакта поверхности подшипника во время ПЗУ.
Балансировка мягких тканей является очень важным тестом для предотвращения вывиха бедра и уменьшения послеоперационной боли при ТЭБС [17]. До сих пор он субъективно оценивался оператором с помощью таких инструментов, как тест Шака [17]. Однако объективная оценка датчика давления, используемого в этом исследовании, повысит вероятность успеха операции.
В случае тотального эндопротезирования коленного сустава в клинических условиях была проведена проверка баланса мягких тканей с использованием датчика на основе давления, и было показано, что она имеет высокую воспроизводимость по сравнению с проверкой вручную [7].
При накоплении таких данных сенсорной базы можно будет объяснить неизвестный послеоперационный вывих или осложнения. Кроме того, можно ожидать лучших послеоперационных результатов, используя данные о давлении, а также данные визуализации для определения длины ног во время операции. Когда датчик вставляется в тело, становится возможным мониторинг износа в режиме реального времени, а данные можно использовать для анализа причин изменения сроков ревизии и боли пациента. Кроме того, ожидается, что исследования датчиков будут проводиться на различных этапах разработки имплантатов.
При оценке объема движений во время операции можно прогнозировать риск импинджмента и вывиха, наблюдая за повышением давления на определенном участке опорной поверхности. То есть можно будет сразу изменить расположение имплантата в пределах операционного поля. Кроме того, для определения положения керамического вкладыша и снижения риска неправильной посадки будут использоваться методы определения давления и картирования конкретных областей. В будущем датчик TENG в ТЭЛА поможет сбалансировать мягкие ткани и интраоперационно измерить ROM.В частности, по мере развития науки о материалах благодаря характеристике датчика TENG с автономным питанием станет возможной прямая имплантация в сустав. Кроме того, будущая интеграция датчиков, которые количественно определяют натяжение мягких тканей пациента и стабильность тазобедренного сустава при полном диапазоне движений, позволит роботу выполнять пошаговую корректировку имплантата и кости, чтобы обеспечить истинную настройку общего баланса и выравнивания мягких тканей тазобедренного сустава пациента. .
Вывод этого исследования заключается в том, что датчик давления TENG смог обнаружить трение в подшипнике THA и определить площадь контакта поверхности подшипника в ПЗУ.
Будут проведены дальнейшие исследования для разработки биосовместимых датчиков и обеспечения точного измерения давления.
Как работает датчик касания? — Урок
(0 оценок)
Быстрый просмотр
Уровень: 5
(5-8)
Необходимое время: 45 минут
Урок Зависимость:
предметных областей: Биология, информатика, науки о жизни, наука и техника
Ожидаемые характеристики NGSS:
Поделиться:
Старая учебная программаПривет! Эта учебная программа больше не курируется и не поддерживается.Он может содержать материалы, которые больше не доступны, или устаревшую информацию. Пожалуйста, используйте этот документ для справки.
Вопросы? Мы здесь, чтобы помочь: оставьте нам комментарий.
Резюме
Учащиеся узнают о том, как работают датчики касания, усиливая их сходство с человеческим осязанием. Они изучают органы чувств человека и их электронные имитаторы, уделяя особое внимание нервной системе, коже и сенсорным датчикам. Презентация PowerPoint® объясняет пути от стимула к ответу, как создаются сенсорные датчики и как они работают, а затем дает учащимся возможность поработать с сенсорным датчиком LEGO и ознакомиться с ним, включая программирование роботов LEGO® MINDSTORMS® EV3 для использования сенсорного ввода. играть музыку.Учащиеся проходят предварительные/последующие викторины и смотрят короткое онлайн-видео. Мини-мероприятия подготавливают учащихся к соответствующей деятельности. Этот урок и связанное с ним задание позволяют учащимся понять, как роботы могут получать данные от датчиков и использовать их для принятия решений о движении. Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).
Инженерное подключение
Сенсорные датчики
— инженеры называют их тактильными датчиками — являются частью многих устройств, которые мы используем каждый день.Тактильные датчики чувствительны к прикосновению, силе или давлению и изготавливаются с использованием света (оптического), электричества или магнетизма. Пути «стимул-реакция», наблюдаемые в работе электронного сенсорного датчика, имитируют процессы в организме человека, которые включают нашу кожу, передачу сигналов через нервную систему и мозг. Например, компьютерные клавиши представляют собой сенсорные датчики, которые сообщают компьютеру, какие клавиши нажаты. Все клавиатуры имеют сенсорные датчики. Точно так же вы можете открыть дверь автомобиля с помощью сенсорного датчика, который генерирует инфракрасный сигнал, который поступает на компьютер автомобиля, информируя его о необходимости отпирания двери.Сенсорные экраны на телефонах и планшетных компьютерах обеспечивают еще более совершенную связь между людьми и машинами. Использование датчиков привело к разработке бесчисленных повседневных инструментов, оборудования, приборов и устройств.
Цели обучения
После этого урока учащиеся должны уметь:
Опишите, как работают сенсорные датчики.
Сравните сенсорный датчик с человеческим осязанием.
Запрограммируйте робота LEGO MINDSTORMS EV3 с сенсорным датчиком.
Дайте базовое объяснение того, как датчики интегрируются в роботов посредством тщательного программирования.
Образовательные стандарты
Каждый урок или занятие TeachEngineering связано с одним или несколькими научными дисциплинами K-12,
технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.
Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются Achievement Standards Network (ASN) ,
проект D2L (www.достижениястандарты.org).
В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естественные науки или математика;
внутри типа по подтипу, затем по классам, и т.д. .
NGSS: научные стандарты следующего поколения — наука
Ожидаемая производительность NGSS
МС-ЛС1-3.Используйте аргумент, подкрепленный доказательствами того, что тело представляет собой систему взаимодействующих подсистем, состоящую из групп клеток. (6-8 классы)
Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика
Ключевые дисциплинарные идеи
Концепции поперечной резки
Используйте устные и письменные аргументы, подкрепленные доказательствами, для поддержки или опровержения объяснения или модели явления.
Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!
У многоклеточных организмов тело представляет собой систему множества взаимодействующих подсистем. Эти подсистемы представляют собой группы клеток, которые работают вместе, чтобы сформировать ткани и органы, специализированные для определенных функций организма.
Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!
Системы могут взаимодействовать с другими системами; они могут иметь подсистемы и быть частью более крупных сложных систем.
Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!
Ученые и инженеры руководствуются такими умственными способностями, как интеллектуальная честность, терпимость к двусмысленности, скептицизм и открытость новым идеям.
Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!
Ожидаемая производительность NGSS
МС-ЛС1-8.Собирайте и синтезируйте информацию, которую сенсорные рецепторы реагируют на раздражители, отправляя сообщения в мозг для немедленного поведения или хранения в виде воспоминаний. (6-8 классы)
Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика
Ключевые дисциплинарные идеи
Концепции поперечной резки
Собирайте, читайте и синтезируйте информацию из нескольких соответствующих источников и оценивайте достоверность, точность и возможную предвзятость каждой публикации и используемых методов, а также описывайте, как они подтверждаются или не подтверждаются доказательствами.
Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!
Каждый сенсорный рецептор реагирует на разные сигналы (электромагнитные, механические, химические), передавая их в виде сигналов, которые по нервным клеткам поступают в мозг. Затем сигналы обрабатываются в мозгу, что приводит к немедленному поведению или воспоминаниям.
Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!
Причинно-следственные связи могут использоваться для прогнозирования явлений в природных системах.
Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – Технология
Объясните, как могут существовать различные отношения между технологией и инженерией и другими областями контента.(Оценки
3 —
5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Объясните, как знания, полученные из других областей содержания, влияют на разработку технологических продуктов и систем.(Оценки
6 —
8) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
ГОСТ Миссури – Наука
Опишите, как новые технологии помогли ученым улучшить наблюдения и измерения для исследований (например,g., телескопы, электронные весы, электронные микроскопы, рентгеновские технологии, компьютеры, ультразвуки, компьютерные датчики, такие как термометры)
(Оценка
5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Объясните взаимодействие нервной и мышечной систем при ответе организма на раздражитель.
(Оценка
8) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Предложите выравнивание, не указанное выше
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Рабочие листы и вложения
Посетите [www.Teachengineering.org/lessons/view/umo_sensorswork_lesson03] для печати или загрузки.
Больше учебных программ, подобных этому
Высший элементарный урок Как работает ультразвуковой датчик?
Учащиеся узнают, как работают ультразвуковые датчики, укрепляя связь между этим датчиком и тем, как люди, летучие мыши и дельфины оценивают расстояние.Они изучают процесс эхолокации — звуковые волны передаются, отражаются и принимаются, а разница во времени используется для расчета расстояния до объекта…
Высший элементарный урок Что такое двигатель и как работает датчик вращения?
Студенты узнают об электродвигателях и датчиках вращения.Они узнают, что двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую и обычно включают в себя датчики вращения для измерения расстояния. С помощью интерфейса LEGO® MINDSTORMS® учащиеся создают базовую программу для управления мотором, который приводит в движение…
Высший элементарный урок Что такое программа?
Используя несколько повязок на глаза и простое упражнение в напольном лабиринте с записью на пленку, учащиеся приходят к пониманию того, что компьютеры полностью полагаются на инструкции, данные в программах, и поэтому программы должны быть всеобъемлющими и тщательными.Учащиеся создают и тестируют базовые программы, сначала используя только интеллектуальный блок LEGO, а затем…
Высший элементарный урок Как сделать циклы и переключатели?
Студенты учатся программировать, используя циклы и переключатели.Используя роботов, датчики и программное обеспечение LEGO® MINDSTORMS®, учащиеся в парах выполняют три мини-упражнения по программированию, используя циклы и переключатели по отдельности, а затем объединяя их.
Предварительные знания
Опыт использования и программирования интеллектуального блока LEGO MINDSTORMS EV3.
Понимание основных пяти чувств человеческого тела: зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания.
Завершение первого блока серии: Люди как роботы (блок 1)
Также рекомендуется, чтобы предыдущие уроки и задания в этом разделе были завершены.
Введение/Мотивация
(Будьте готовы показать учащимся презентацию из 19 слайдов «Как работает датчик касания?», файл Microsoft ® PowerPoint ® для проведения урока, а также компьютер/проектор с доступом в Интернет для показа короткого онлайн видео.Заранее сделайте копии викторины до/после сенсорного датчика, по две на каждого учащегося, в виде вложений и слайдов. Для мини-упражнений пары учащихся используют роботов LEGO для экспериментов с сенсорными датчиками.)
Знаете ли вы, как работает ваше осязание? Сегодня мы начнем с краткого обзора сенсоров, а затем сосредоточимся конкретно на сенсорном сенсоре как у людей, так и у роботов. Затем мы проведем несколько мини-занятий, чтобы вы познакомились с сенсорным датчиком и увидели, как его можно использовать для активации мотора с помощью кубика LEGO.После этого вы будете готовы к более сложной практической деятельности на нашем следующем занятии — вы запрограммируете робота LEGO на воспроизведение более сложной музыки и реакцию на прикосновение посредством поворота колеса.
(Продолжить, показав презентацию и предоставив содержание в разделе «Предыстория урока».)
Предыстория урока и концепции для учителей
Проведите урок, используя содержимое слайдовой презентации, как описано ниже.Во время урока учащиеся выполняют два мини-практических задания, для выполнения которых от каждой пары учащихся требуется следующее:
Альтернатива: LEGO MINDSTORMS NXT Набор:
Примечание. Это также можно провести с более старым (и больше не продаваемым) набором LEGO MINDSTORMS NXT вместо EV3; см. информацию об этих расходных материалах ниже:
Робот LEGO MINDSTORMS NXT, например базовый набор NXT
компьютер с установленным ПО NXT 2.1
Как работает датчик касания? План презентации (слайды 1-10)
Проведение предварительной викторины путем раздачи бумажных копий; викторина также находится на слайде 2 .Ответы предоставляются учителю на слайде 3 для обсуждения после того, как учащиеся завершат тест.
( слайд 4 ) Объясните, что понимается под датчиком, подчеркнув, что человеческая рука имеет миллионы высокочувствительных нервных окончаний (сенсоров осязания), которые способны обнаруживать несколько различных типов стимуляции. К ним относятся давление, температура и боль. Когда эти специализированные рецепторы стимулируются, они посылают сигналы через нервную систему в мозг, который их интерпретирует.
Чтобы предоставить больше информации о коже как органе чувств, покажите учащимся одноминутное видео на YouTube «Как работает тело: сенсорная кора и осязание» (ссылка на слайде 5 ).
Спросите учащихся: как осязание передается от руки к мозгу? Запишите ответы студентов на доске, но не помогайте им. Ожидайте, что они смогут получить представление о чувствительном элементе, а затем о передаче сигнала в мозг. Затем используйте слайд 6 , чтобы объяснить, как это делает наш мозг.
( слайд 7 ) После краткого повторения дайте учащимся несколько минут, чтобы они придумали компоненты пути «стимул-сенсор-координатор-эффектор-реакция» с использованием человеческого сенсора прикосновения. После того, как учащиеся обдумают это и напишут свои ответы, объясните концепцию, используя слайдов 8-10 ; слайд 8 показывает изображение нервной системы организма. Ответ на слайд 17 .
Прежде чем объяснять датчики роботов, перечисленные в слайд 10 , спросите учащихся: Как вы думаете, сколько датчиков и какие датчики были воспроизведены в роботах? (Ответ: глаза [датчик цвета, ультразвуковой датчик], уши [датчик звука], кожа [датчики осязания, температуры, давления]; обоняние [электронный нос] используются в промышленности; вкус [электронный язык] не очень распространены и до сих пор разрабатывается.) Кратко объясните различные датчики, поставляемые с таск-ботом EV3: звуковой, сенсорный, цветной и ультразвуковой.
Описание сенсорного датчика и мини-упражнения План презентации (слайды 11–19)
Поднимите сенсорный датчик LEGO и покажите учащимся его оранжевую кнопку. Спросите учащихся: что может произойти при нажатии кнопки на сенсорном датчике? Запишите их ответы на классной доске.
( слайды 11–13 ) Кратко объясните, как изготавливаются сенсорные датчики и как они работают.Помогите им понять, что это похоже на включение выключателя, чтобы зажечь лампу: перемещение выключателя замыкает цепь, пропуская ток к лампе, чтобы зажечь ее. Замыкание петли на сенсорном датчике позволяет подавать ток на кирпич LEGO, который информирует его о том, что кнопка была нажата.
Дайте учащимся возможность использовать датчик касания, прикрепленный к кубику LEGO, чтобы они сами увидели, что происходит, когда они касаются кнопки датчика, как указано на слайде 13 (или сделайте это в качестве демонстрации для учителя).Кирпич регистрирует «1» при нажатии на датчик и «0» в противном случае. Также предложите учащимся использовать опцию «Попробуй меня» на кубике.
Чтобы еще больше закрепить это, попросите пары учащихся выполнить простое мини-задание, описанное на слайде 14 . Попросите группы использовать компьютеры для программирования кирпича, чтобы использовать сенсорные датчики для воспроизведения музыки, а затем задокументировать свои наблюдения и объяснить, как программа работает шаг за шагом. При этом учащиеся программируют компьютер, а затем запускают его с помощью музыкальной кнопки на палитре функций.Ответ на слайд 18 для учителя.
Проведите пост-викторину, раздав бумажные копии; викторина также находится на слайде 15 . Ответы представлены на слайде 16 . На слайде 19 перечислены некоторые словарные слова и определения. На этом урок заканчивается. Затем выполните соответствующее задание «Музыка на ощупь: программирование тактильных датчиков роботов для воспроизведения звуков».
Связанные виды деятельности
Музыка на ощупь: программирование тактильных датчиков роботов для воспроизведения звуков. Учащиеся параллельно изучают навыки программирования и логического проектирования, выполняя практические задания по проектированию с использованием интеллектуальных кубиков, моторов и сенсорных датчиков LEGO® MINDSTORMS® EV3.Они программируют роботов-компьютеров на воспроизведение звуков и вращение колеса при активации сенсорного датчика, а затем производят различные реакции, если нажимается другой сенсорный сенсор. Учащиеся видят, как робот использует данные датчиков, чтобы принять решение о правильном движении.
Закрытие урока
Роботы используют информацию, полученную от датчиков, для принятия решений о движении и действиях почти так же, как это делаем мы, когда наш мозг использует сигналы наших органов чувств, чтобы решить, как управлять нашими мышцами и функциями тела.
Инженеры постоянно пытаются усовершенствовать датчики, чтобы они больше походили на органы чувств нашего тела. Наша кожа измеряет множество тонких физических величин, и для имитации кожи человека были разработаны различные роботизированные датчики. В дополнение к простым сенсорным датчикам, с которыми мы только что экспериментировали, другие датчики измеряют температуру и давление, подобно тому, что мы чувствуем через кожу.
Вы заметили сходство? Инженеров вдохновляют экстраординарные возможности человеческого тела и мозга, и они черпают много хороших идей из того, как они функционируют, поэтому я уверен, что вы заметили, что дизайн датчиков и роботов часто имеет много общего с человеческим.
Словарь/Определения
датчик: устройство, преобразующее один тип сигнала в другой; например, спидометр в автомобиле собирает физические данные, рассчитывает и отображает скорость движения автомобиля.
стимул: Вещь или событие, вызывающее реакцию, например, специфическую функциональную реакцию в органе или ткани.
тактильный: связанный с прикосновением.
преобразователь: другой термин для датчика.
Оценка
Оценка перед уроком
Предварительный тест: Управляйте тестом Touch Sensor Pre/Post из четырех вопросов, раздавая бумажные копии (также на слайде 2). Ответы учащихся раскрывают их базовое понимание темы сенсорных датчиков, как человеческих, так и роботизированных. Ответы приведены в ключе ответов до и после теста с сенсорным датчиком (и на слайде 3).Проведите такой же тест в конце урока.
Оценка после внедрения
Мини-задание: Предложите учащимся выполнить простое мини-задание по программированию (как показано на слайде 14). Наблюдайте за учащимися во время их работы, чтобы оценить, понимают ли они, как датчик касания передает информацию (нажат ли датчик или нет) на компьютер LEGO (блок). Переходите от группы к группе и попросите учащихся объяснить задание, их прогресс и решения, которые они нашли.Ответ на мини-упражнение предоставлен учителю на слайде 15 в качестве руководства для оценки успеваемости и понимания учащимися.
Оценка итогов урока
После викторины: Снова проведите сенсорную викторину до и после викторины (также на слайде 15), сравнивая ответы учащихся с их ответами на предварительную викторину, чтобы оценить, что они узнали во время урока. Ответы на вопросы викторины приведены в Ключе ответов до и после викторины с сенсорным датчиком (и на слайде 16).
Дополнительная мультимедийная поддержка
Покажите учащимся видео YouTube «Как работает тело: сенсорная кора и осязание» о коже как сенсорном органе мозга (1:07 минуты): https://www.youtube.com/watch?v=IC3YTJNu0Ec&feature=related
Роботы и датчики EV3: https://www.lego.com/en-us/mindstorms/?domainredir=mindstorms.lego.com
Что такое преобразователь? http://en.wikipedia.org/wiki/Преобразователь
Что такое датчик? http://en.wikipedia.org/wiki/Датчики
Список датчиков http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_sensors
Кожа (структура, эпидермис, дерма, общие характеристики) в MedIndia: http://www.medindia.net/know_ur_body/anatomy-of-skin.асп
Программа GK-12, Центр вычислительной нейробиологии, Инженерный колледж, Университет Миссури
Благодарности
Эта учебная программа была разработана в рамках гранта Национального научного фонда ГК-12 №.DGE 0440524. Однако это содержание не обязательно отражает политику Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.
