برمجة حساس استشعار القوة

برمجة حساس استشعار القوة

image007 

هل رأيت أو سمعت عن ميزان رقمي؟ وهل خطر على بالك مرة أن تصنع عربة تعطي إشارة صوتية إذا زاد الثقل عن الحد المسموح به؟ أمثلة عديدة تعتمد على استشعار القوة المطبقة عليها... لمعرفة سر عمل هذه الأجهزة نسرد لك في هذا المقال كيف يمكنك صنع مثل هذه الأجهزة وغيرها...

 


تعريف

 

مستشعر القوة FSR هو عبارة عن مقاومة كهربائية ليس إلا. تتغير قيمة هذه المقاومة حسب درجة الضغط عليها. 

 


استعمالات متعددة

 

مثال 1: ميزان رقمي

ربما يكون من اللائق تزويد كل تاجر أو بائع بميزان رقمي يكاد يستعصي على كل مطفف في الميزان أن يغش الناس.

image002

 

مثال 2: مقياس القوة

 

image003

 

مثال 3: المصعد الكهربائي

من المفترض أن المصاعد الكهربائية الذكية تكون مزودة بدارة إليكترونية تقوم على تنبيه الأشخاص الصاعدين بأن مجموع ثقل الأشخاص تجاوز الثقل المسموح به.

image004

 

مثال 4: أداة التحكم

بالاعتماد على مجموعة من مستشعرات القوة يمكنك صناعة أداة تحكم على عدة مواد:

http://www.touchuserinterface.com/2008/09/peratech-provider-of-force-and-pressure.html

image005

 

مثال 5: قفازات حساسة

هذه محاولة لصنع قفازات تعتمد على هذا المستشعر وتجد التفاصيل في الرابط التالي:

http://www.tufts.edu/programs/mma/emid/projectreportsS04/moerlein.html

image006

 

مثال 6: أحدية وجوارب حساسة من أجل مهام متعددة

 التفاصيل تجدها في الرابط التالي: http://www.kobakant.at/DIY/?p=567

image007

 

مثال 7: أصابع

لا شك أن للعلم دور في تطوير الطب ومساعدة المعاقين. هذا نموذج لصنع أصابع صناعية مدعمة بمستشعرات القوة لتلعب دور الحساسات. التفاصيل في الرابط التالي:

http://www.dailymail.co.uk/health/article-2075057/Worker-lost-fingers-industrial-accident-replaced-bionic-digits-toe.html

image008

 

مثال 8: يد صناعية

ربما سمعت مرة أن التكنلوجيا الحالية تحاول أن تحاكي يد الانسان لتصنع لنا يدا آلية تستشعر الأشياء الملموسة أو الحرارة وما إلى ذلك. هذا نموذج لما نتحدث عنه هنا، ويمكنك زيارة الرابط التالي لمعرفة الكثير من التفاصيل:

http://www.takanishi.mech.waseda.ac.jp/top/research/we/we-4rII/index.htm

image009

 

مثال 9: قوة عضة الحيوانات

أو على الأقل يمكن صنع جهاز يقيس لنا قوة العضة لدى الحيوانات.

image010

  


أشكاله

 


خصائصه

النموذج: model 402

 

الحجم: قطر ذي 12.5mmومنطقة عازلة ذات الوسع ”0.02.

 

مجال المقاومة: لانهائي(لا يوجد أي ضغط)، ومن 100 (ضغط خفيف) إلى 200Ω (أقصى ضغط).

 

الجهد الكهربائي: استعمل تيارا كهربائيا أقل من1mA  ولا يهم أي جهد طبقت عليها.

image013


طريقة عمله

يتكون رأس هذا المستشعر من طبقتين معزولتين عن بعضهما البعض بفراغ. يعبر عن قوة الضغط على المنطقة العازلة بنسبة تماس الطبقتين وهذا ما يجعل المقاومة تنخفض. تجدر الإشارة إلى أن وسع المنطقة العازلة في بعض أشكال قد تصل إلى 1.5px1.5p.

image014

 


امتحان عمله

أسهل طريقة لامتحان عمل المستشعر هو قياس مقاومته باستعمال الملتيمتر. قم بالضغط على رأس المستشعر لترى كيف يغير الضغط من قيمة المقاومة.

image015

  


برمجة

 

قراءة قيمة المستشعر

تم استعمال 5V في هذا المثال رغم أنه يمكنك استعمال 3.3V. بما أننا نتعامل مع مستشعر هو في الأصل مقاومة كهربائية فيجب أن تكون قراءة القيم منه بطريقة تناظرية. بمعنى آخر، يجب إيصال أحد مربطيه بأحدر المرابط التناظرية (Analog pin) لبطاقة Arduino. في هذا المثال، ستتغير قيمة التيار في المربط التناظري من 0 إلى 5 فولط.

image016

image017

 

 /* FSR شيفرة بسيطة لقراءة قيمة المستشعر

Analog 0 تم إيصال مربط المستشعر بالطاقة والآخر بالمربط التناظري

Ground ثم إضافة مقاومة كهربائية بين المربط التناظري والأرضية

للمزيد من المعلومات قم بزيارة الرابط التالي

www.ladyada.net/learn/sensors/fsr.html */

 

int fsrPin =0;        // رقم المربط التناظري للمستشعر

int fsrReading;     //نحتفظ بقيمة المستشعر في هذا المتغير

 

void setup(void)

{

  Serial.begin(9600);     // لتهيئة البطاقة

}

 

void loop(void)

{

  fsrReading = analogRead(ferPin);      // قراءة قيمة المستشعر

  Serial.print("Analog reading = ");

  Serial.print(fsrReading);  

 

  // لنرى في أي مجال تنحصر هذه القيمة

  if(fsrReading <10)            { Serial.println(" - No pressure");       }  // لا يوجد ضغط

     elseif(fsrReading <200{ Serial.println(" - Light touch");         }  // لمسة خفيفة

     elseif(fsrReading <500{ Serial.println(" - Light squeeze");     }  // ضغط خفيف

     elseif(fsrReading <800{ Serial.println(" - Medium squeeze");}  // ضغط متوسط

     else                                  { Serial.println(" - Big squeeze");        }  // ضغط كبير

  delay(1000);

}

 

تطبيق 

إليك تطبيقا بسيطا لهذا المستشعر: قم بإضافة صمام ثنائي ضوئي للدارة السابقة كما هو مبين أسفله. بالنسبة للمقاومة المصاحبة للصمام، قم باختيار أي قيمة من 220 أوم إلى 1 كيلوأوم.

 

image018

 

/* FSR تطبيق بسيط للمستشعر

للمزيد من المعلومات قم بزيارة الصفحة التالية

 www.ladyada.net/learn/sensors/fsr.html */

 

int fsrAnalogPin =0;  // المستشعر موصل بالمربط التناظري 0

int LEDpin =11;        //الصمام موصل بالمربط الرقمي 11

int fsrReading;           // يحتفظ هذا المتغير بقيمة المستشعر

int LEDbrightness;

 

void setup(void)

{

  Serial.begin(9600); 

     pinMode(LEDpin, OUTPUT);// ليكن مربط الصمام عبارة عن مخرج

}

 

void loop(void)

{

  fsrReading = analogRead(fsrAnalogPin);

  Serial.print("Analog reading = ");

  Serial.println(fsrReading);

 

  // سنحتاج إلى تغيير قيمة المستشعر من المجال 0-1023 إلى المجال 0-255

  LEDbrightness = map(fsrReading,0,1023,0,255);

  // كلما كان ضغط أكبر سيزداد ضوء الصمام

  analogWrite(LEDpin, LEDbrightness);

  delay(100);

}

 


وفي النهاية

أسردنا فيما قبل عن استعمالات متعددة لمستشعر القوة FSR ولعل هذا يساعدك على التفكير في استعمالات أخرى نرجو أن تنجزها وتأتينا بأخبارك....

image019

  


تأليف

 

ترجمة بتصرف محمد السهلي  

{jumi [*3]}


المراجع

 

www.ladyada.net/learn/sensors/fsr.html 

http://www.sensorprod.com/index.php


 

التعليقات   

 
رنا
0 # رنا 2013-11-05 14:15
لو سمحت هل لي بترجمة فقازات حساسه وفيما تستخدم ؟!! وكيفية التحكم وبرمجه اجهزه الاستشعار لعمل معين ؟!!
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
 
 
عبد الجبار
0 # عبد الجبار 2013-05-30 16:03
اخي العزيز لقد اعجبت بهده التقنية الجميلة
هل يمكنك ان اعطيني طريقة لاقوم بتوصيلها بجهاز رقمي من دون توصيلها عر الكميوتر
عبر البريد الالكتروني
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
 
 
إدارة إصنعها
0 # إدارة إصنعها 2013-09-07 08:52
دون أن نعطيك شيئا، لكن يمكننا أن ننصحك بأن تجربها في دارة كهربائية بسيطة تستعمل فيها صماما ثنائيا ضوئيا (LED) وبعض المقاومات وبطارية صغيرة من أجل التغذية الكهربائية. يمكنك أن تشعل أو تطفي ضوء الصمام الضوئي عن طريق الضغط على هذا الحساس.
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
 

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top