30 May 2021

37 Sensors Kit - 002 震動開關

這個感測器是用來偵測是否有震動，可以用來偵測超自然震動（？）

shock sensor

它的基本原理是裡面有金屬彈簧與一個電阻，如果遇到震動就會形成導通電路，導致訊號變化。

電路

現在市面上有兩種不同的內部電路設計，差別在於 10K 電阻的接法不同：

circuits

目前手上的模組是 (A) 接法的，1 代表 S (Signal)，2 代表 VCC，而 3 代表 GND。

我覺得這樣的設計不太合理，因為沒有震動時候會造成訊號開路，對於數位邏輯來說是 undefined。所以為了得到合理的結果，我必須修改一下接法，讓訊號都是 defined：

connect

這個手法叫做 pull up resistor，常常用在數位電路上的開關電路（switch or gates），用來確保訊號是 defined。如果 switch 是開路狀態，VCC 到 signal pin 的電流會趨近於 0，因為 signal input 端是高阻抗 (high impedance)，所以電位是 high state。當震動時候 switch 會形成閉路，導致 VCC 會透過 pull up resistor 流向 GND，從而讓 signal pin 的電位趨近於 GND，形成 low state。

連接 Arduino

因為電路設計問題，所以我必須照著自己的方法去接：

SIGNAL (S) 接到 Arduino 的 GND pin
VCC (中間) 接上 Arduino 的 5V pin
GND (-) 接到 Arduino 的 D3 pin

範例程式

因為原本教材提供的範例程式碼中 LED 只有依照訊號的瞬間開滅，所以看不太出來結果。所以我把程式碼改成如下，讓 LED 可以維持閃爍一陣子去凸顯偵測結果。

#define SIGNAL_PIN 3

void setup ()
{
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
    pinMode(SIGNAL_PIN, INPUT);
}

void loop ()
{
    // 讀取震動開關的狀態
    int value = digitalRead(SIGNAL_PIN);

    // 如果有偵測到震動，就讓 LED 閃爍
    // 因為使用 pull up resistor 接法，所以 state 是反轉的
    if (value == LOW) {
        for (int i = 0; i < 5; ++i) {
            digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
            delay(200);
            digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
            delay(200);
        }
    }
}

執行結果

靜止不動時候 LED 不亮，一旦震動就會讓 LED 持續閃爍幾秒。老實說這個 sensor 偶爾不太靈敏…

David Lin

37 Sensors Kit - 002 震動開關

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範例程式

執行結果

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