Как подключить геркон к ардуино уно

6

Подключение геркона к Arduino

Для начала кто не в курсе, давайте выясним что же такое геркон:

Герко́н (акроним от «герметизированный контакт») — электромеханическое коммутационное устройство, изменяющее состояние подключённой электрической цепи при воздействии магнитного поля от постоянного магнита или внешнего электромагнита, например, соленоида.

Конструктивно в герконе имеются упругие ферромагнитные контакты, впаянные в герметичную стеклянную колбу. Эти контакты совмещают функции токопровода, магнитопровода и пружины .

При увеличении внешнего магнитного поля свыше порогового упругие контакты геркона «слипаются», замыкая электрическую цепь. При снятии внешнего поля за счет упругости контактов происходит размыкание цепи.

Следовательно самым популярным применением геркона служит открытие дверей, так как при открытии двери мы будем размыкать контакты, так как дверь будет отдалять магнит от геркона. Этот датчик очень полезен в применении сигнализации. Поэтом я сразу и заказал в корпусе с ушками геркон MC-38 чтоб можно было сразу прикрутить на дверь и все бы работало.

Ну чтож из теории к практике. Написал простенький скетч который демонстрирует изменение состояния светодиода на открытую и закрытую дверь. Естественно заместо диода всегда можно подключить зуммер, для звукового сигнала.

Так вот геркон мы будем подключать к 6 пину ардуино. А диод у нас будет встроенный на 13 пину ардуино.

После подключения всех компонентов по описанной выше схеме необходимо скопировать программный код приведенный ниже и вставить его в программу Arduino IDE и загрузить этот программный код в саму плату Arduino.

Демонстрация работы данной программы можно увидеть в видео приведенном в конце статьи.

Датчик геркона Ардуино подключение (KY-021)

Герконовый датчик Arduino (Reed Switch Sensor) используется во многих практических проектах на микроконтроллере: управление открытием и закрытием окна, счетчик оборотов, датчик скорости и т.д. Подключение модуля с герконом к плате Ардуино или датчика открытия двери принципиально не отличается. Рассмотрим в обзоре схему подключения модуля геркона ky-021 (ky-025) к Arduino с примером программы для датчика.

Необходимые компоненты:

• Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega
• датчик геркона KY-021 (KY-025)
• светодиоды и резисторы
• сервомотор
• макетная плата
• коннекторы

Слово «геркон» образовано от словосочетания «герметичный контакт». Устройство датчика KY-021 довольно простое, он представляет собой два разомкнутых или замкнутых контакта в колбе с инертным газом или с вакуумом. Контакты меняют свое состояние под воздействием магнитного поля (магнита). Типы герконовых датчиков для Ардуино (Reed Sensor) по принципу своего действия представлены на картинке, размещенной ниже.

Датчик геркона Arduino принцип работы, распиновка

Модуль KY-021 Arduino характеристики (datasheet)

• Напряжение питания: 3.3 В или 5.5 В
• Потребляемый ток: 10 мА
• Используемый датчик: геркон
• Выходной ток: 15 мА

Герконовый выключатель должен быть подключен через резистор. Если используется модуль KY-021 или другой модуль с герконом, в него уже встроен резистор, поэтому схема подключения модуля к Arduino будет намного проще. Модули, независимо от их внешнего вида и устройства, работают по одному и тому же принципу. Чтобы подключить модуль Reed Switch к Arduino, внимательно изучите распиновку модуля магнитного поля.

Подключение светодиода и датчика геркона к Ардуино

Цифровой порт общего назначения используется для приема данных от датчика. В отличие от датчика звука Arduino, который также может сообщать характеристику сигнала (уровень шума), герконовый переключатель работает как кнопка. Модуль ky-021 замыкает и размыкает контакт под действием магнитного поля. Соберите схему с Reed Sensor и светодиодом, как показано на рисунке, и загрузите код в микроконтроллер Ардуино.

Скетч для датчика геркона Ардуино и светодиода

Как подключить датчик геркона Ардуино и серво

Модуль магнетронного геркона (KY-021) прост и состоит из двух открытых или закрытых контактов в колбе с инертным газом или вакуумом. Контакты изменяют состояние под воздействием магнитного поля (магнита). Контакты модуля в стеклянной колбе размыкаются или замыкаются при приложении магнитного поля к сенсору. В следующем примере будем управлять серво с помощью магнитного модуля KY-021 или KY-025.

Скетч для управления серво от датчика геркона

Заключение. Цифровой герконовый датчик Arduino имеет в составе микросхему LM393 в дополнение к триммеру (потенциометру), установленному на плате для регулировки чувствительности датчика. Микросхема LM393 используется для генерации цифрового сигнала при срабатывании датчика и устанавливается на многих подобных модулях, например, инфракрасный датчик препятствий для микроконтроллера Ардуино.

Подключение герконового переключателя (реле) к Arduino Uno

Герконовые переключатели (Reed switch) в настоящее время находят широкое применение в различных приложениях, например, дверях с магнитным переключателем, ноутбуках, смартфонах и т.д. В данной статье мы рассмотрим подключение герконового переключателя (реле) к плате Arduino Uno.

Принципы работы герконового реле (переключателя)

Герконовое реле представляет собой электрический переключатель срабатывающий когда рядом с ним появляется магнитное поле. Оно было изобретено Элвудом в 1936 г. в лаборатории bell. Оно состоит из двух маленьких металлических полосок, заключенных в вакууме в стеклянную трубу. В большинстве случаев эти две металлические полоски сделаны из ферромагнитного материала и покрыты родием или рутением для большего срока службы.

Стеклянная трубка защищает металлические полоски от грязи, пыли и других частиц. Герконовое реле может успешно работать в условиях, где обычные открытые контакты работать не могут: присутствие легковоспламеняющихся газов, ядовитых жидкостей и т.д.

Существует два типа герконовых реле:
— с нормально разомкнутыми контактами;
— с нормально замкнутыми контактами.

В реле с нормально разомкнутыми контактами реле открыто (контакты разомкнуты) в отсутствии магнитного поля и закрыто при наличии магнитного поля. При появлении магнитного поля два металлических контакта внутри стеклянной в подобном реле притягиваются друг к другу и создают замкнутый контакт.

В реле с нормально замкнутыми контактами реле закрыто в отсутствии магнитного поля и открыто при наличии магнитного поля.

Обычно подобные герконовые переключатели применяются:

• при телефонных обменах;
• в ноутбуках чтобы перевести их в спящий режим при закрытии крышки;
• в датчиках открытия дверей и окон в различных системах охранной сигнализации.

Необходимые компоненты

1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
2. Герконовое реле (Reed switch) (купить на AliExpress).
3. Резисторы (купить на AliExpress).
4. Светодиод (купить на AliExpress).
5. Магнит.
6. Соединительные провода.

Работа схемы

Схема подключения герконового реле к плате Arduino Uno представлена на следующем рисунке.

Плата Arduino Uno

Arduino Uno представляет собой плату с открытым исходным кодом, построенную на основу микроконтроллера ATmega328p. Она имеет 14 цифровых контактов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых контактов, регуляторы напряжения и другие элементы. Arduino Uno имеет 32 кБ флэш памяти, 2 кБ SRAM (статическое ОЗУ) и 1 кБ EEPROM (энергонезависимая память). Плата работает на тактовой частоте 16 МГц. Arduino Uno обеспечивает связь по последовательного каналу связи, а также поддерживает протоколы связи I2C и SPI. В следующей таблице представлены технические характеристики платы Arduino Uno.

Чтобы подключить герконовое реле к плате Arduino Uno мы использовали делитель напряжения. Принцип его действия показан на рисунке ниже. Vo на этом рисунке будет равно +5V когда переключатель (реле) будет открыт и 0V когда переключатель будет закрыт. В этом проекте мы использовали реле с нормально разомкнутыми контактами – реле закрыто (контакты замкнуты) при наличии магнитного поля и открыто (контакты разомкнуты) при отсутствии магнитного поля.

Объяснение кода программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы рассмотрим работу его основных фрагментов.

Вначале в программе мы должны инициализировать контакты, к которым подключены герконовое реле и светодиод. Герконовое реле подключено к цифровому контакту 4 платы Arduino, а светодиод – к цифровому контакту 7 через резистор, ограничивающий ток. Переменная “reed_status” используется для хранения статуса герконового реле.

Как подключить геркон к Arduino

Название «геркон» происходит от словосочетания «герметичный контакт». И это объясняет его устройство. По сути, геркон – это два разомкнутых (или замкнутых) контакта, находящихся в вакуумной колбе, которые меняют своё состояние на противоположное при воздействии на них магнитного поля. Герконы – очень популярные датчики, которые используются во многих задачах. Это и контроль открытия/закрытия дверей, разнообразные счётчики срабатываний, счётчики скорости и т.д. Давайте посмотрим, как подключить геркон к Arduino и посмотрим, как он работает.

Инструкция по подключению геркона к Arduino

или иная совместимая плата; или модуль с герконом;
• постоянный магнит;
• соединительные провода (рекомендую вот такой набор); (breadboard);
• персональный компьютер со средой разработки Arduino IDE.

1 Схема подключениягеркона к Arduino

Используем вот такой модуль с герконом. Подключим его к Arduino по приведённой схеме. Питание осуществляется от 5 В или от 3,3 В. Сигнал подключим к цифровому пину D2.

Модуль с герконом содержит переменный резистор номиналом 10 кОм. Этим резистором можно установить порог срабатывания геркона и таким образом отрегулировать чувствительность. Также модуль содержит компаратор LM393 для генерирования цифрового сигнала при срабатывании магнитного датчика.

Схема подключения модуля с герконом к Arduino

2 Скетч обработкисрабатывания геркона

Напишем скетч обработки срабатывания геркона. Тут всё просто.

Задаём номер пина, к которому подключаем выход модуля – «2», и включаем его на «прослушку». Активируем подтягивающий резистор на ножке «2». Задаём 13 пин в качестве выходного. Включаем в работу последовательный порт на скорости 9600 бод. А затем каждые 20 миллисекунд считываем показания геркона и выдаём значение в порт. Если геркон разомкнут – выводится «1», если замкнут – выводится «0». Кроме того, светодиод на 13-ой ножке Arduino светится, пока замкнуты контакты геркона.

Обратите внимание на инверсию считываемого с датчика сигнала.

3 Проверка работыдатчика с герконом

Подключим питание к Arduino. На модуле загорится светодиод, сигнализирующий о наличии питания модуля.

Теперь поднесём к геркону постоянный магнит – контакты геркона замкнутся, и загорится светодиод, показывающий срабатывание геркона. Снова уберём магнит – геркон разомкнётся, и светодиод погаснет. Если мы включим монитор последовательного порта, то увидим срабатывания геркона в виде нулей среди потока единиц при разомкнутом контакте.

Срабатывание геркона, подключённого к Arduino

4 Подключение герконак Arduino напрямую

Возьмём обычный геркон, без модуля (например, вот такой), и подключим его к Arduino. Геркон подключается аналогично кнопке. Код скетча останется таким же.

Соберём схему как на иллюстрации, включим питание Arduino. Если поднести постоянный магнит к геркону – светодиод Arduino загорится и будет светить пока замкнуты контакты геркона.

Схема подключения геркона к Arduino

С помощью геркона можно сделать, например, датчик открытия двери или окна, датчик определения скорости вращения колеса или датчик уровня воды, и много чего ещё. Но геркон, всё же, является электромеханическим устройством, и срок его эксплуатации зависит от интенсивности использования. Поэтому можно использовать вместо геркона магнитный датчик Холла, о чём рассказывается в этой статье.