Lerne, wie du deine eigenen Sensoren bauen kannst. Es ist einfach, es geht schnell und es kostet fast nichts. Außerdem wirst du eine Menge über Sensoren lernen.
Sieh dir unser Video an wenn du dir das lesen ersparen möchtest.
Inhalt
- Wie funktionieren Sensoren
- Voraussetzungen
- Drucksensor
- Beugungssensor
- Vibrationssensor
- Testen der Sensoren
Wie funktionieren Sensoren
Es gibt unzählige Arten von Sensoren. Sensoren zur Messung von Temperatur, Licht, Schall oder Kräften, um nur ein paar zu nennen. Jeder Sensor ist anders aufgebaut, und es wird ständig daran geforscht, wie man sie noch besser machen kann.
Die meisten Sensoren funktionieren jedoch nach einem ähnlichen Prinzip. Sie sind im Grunde ein variabler Widerstand, der auf den zu messenden Parameter reagiert.
Betrachten wir als Beispiel einen Temperatursensor. Bei vielen Materialien steigt der spezifische Widerstand mit zunehmender Temperatur. Darüber hinaus leiten die meisten Metalle Wärme sehr gut, was bedeutet, dass sie schnell auf Temperaturänderungen reagieren.
Wenn man also den Widerstand eines sehr dünnen Kupferdrahtes misst, steigt er fast mit der Temperatur.
Diese Widerstandsänderung kann gemessen werden, um die Temperatur zu berechnen.
Jetzt, wo du weißt, wie die meisten Sensoren funktionieren, können wir unsere eigenen Sensoren bauen!
Voraussetzungen
Diese Materialien sind sehr billig und du hast wahrscheinlich die meisten davon zu Hause.
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Drucksensor |
Beugungssensor |
Vibrationssensor |
| Pappe | Pappe | Widerstand (10 kΩ) |
| Aluminiumfolie | Aluminiumfolie | Kupferdraht |
| Klebeband | Klebeband | Schraube mit ~ 3mm Ø |
| Klebestift | Klebestift | Heißklebepistole |
| Schere | Schere | |
| Kupferdraht | Kupferdraht | |
| Bleistift | Bleistift | |
| Papier | Papier |
Drucksensor
Schneide zwei 2x2 cm große Quadrate aus der Pappe, ein 2x2 cm großes Quadrat aus dem Papier und zwei 2x2 cm große Quadrate aus der Aluminiumfolie. Für die Kontakte kannst du Kupferdraht oder Jumperdrähte verwenden. Schneide 4 cm vom Kupfer- oder Jumperdraht ab und achte darauf, dass du die Isolierung entfernst. Schließlich schattierst du mit dem Bleistift beide Seiten des Papierquadrats komplett schwarz.
Beachte: Wenn du Velostat zu Hause hast, kannst due es anstelle des schattierten Papierquadrats verwenden.
Jetzt kann alles zusammengefügt werden.
Nimm ein Pappquadrat und trage auf einer Seite Kleber auf. Klebe einen Kontakt so, dass er leicht neben der Mitte liegt und etwa 2 cm übersteht. Bedecke alles mit einem der Alufolienquadrate.
Baue nun eine identische Kopie mit der restlichen Pappe, dem Kontakt und der Alufolie. Danach legst du das schattierte Papierquadrat wie ein Sandwich zwischen die beiden Alufolienquadrate - ein Sandwich aus Pappe, Draht, Alufolie, Papier, Alufolie, Draht und Pappe.
Um den Bau abzuschließen, wickelst du alles fest mit dem Klebeband ein.
Beugungssensor
Der Beugungssensor ist dem Drucksensor ähnlich, der einzige Unterschied ist die Größe. Für den Beugungssensor musst du alles in Rechtecke statt in Quadrate schneiden.
Ich habe 1x6 cm große Rechtecke verwendet, weil ich dieses Format für ein zukünftiges Projekt brauche.
Hast du eine Idee, was das sein könnte? Hinterlasse sie in den Kommentaren :D
Vibrationssensor
Der Bau eines Vibrationssensors ist sehr einfach. Wickel den Kupferdraht um eine Schraube, um eine Feder zu erhalten. Begradige dann eine der Seiten. Diese dient später als Kontakt. Die Feder sollte sehr wackelig sein. Ich habe Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,6 mm verwendet und fand, dass 5 cm eine gute Länge für die Feder sind.
Klebe nun den Widerstand mit der Heißklebepistole in die Feder. Einer der Anschlüsse wird der zweite Kontakt sein. Der andere Anschluss muss perfekt zentriert sein, während der Kleber trocknet, damit er die Feder nicht berührt.
Im unbewegten Stadium berühren sich der Widerstand und die Feder nicht, so dass kein Strom fließen kann. Sobald der Sensor aufgrund eines Aufpralls vibriert, berühren sich der Widerstand und die Feder und schließen den Stromkreis.
Testen der Sensoren
Am schnellsten und einfachsten lassen sich die Sensoren mit einem Digitalmultimeter prüfen.
Stecke die schwarze Sonde in COM und die rote Sonde in Ω. Drehe dann den Regler auf Ω.
Um einen Sensor zu testen, schließe eine Sonde an einen der Kontakte und die andere Sonde an den anderen Kontakt an. Dann kannst du den Sensor drücken, biegen oder schütteln, um zu sehen, ob er funktioniert.
Natürlich verhält sich jeder Sensor anders, aber du kannst zum Beispiel den Beugungswinkel eines Beugungssensors messen und den entsprechenden Widerstand notieren. Dann kannst den Widerstand dieses Sensors mit einem ADC (Analog-Digital-Converter) auslesen, um den entsprechenden Beugungswinkel zu messen.
Hier findest du einige Projektideen für die Sensoren, falls du eine Anregung brauchst.
- Baue eine Bodenmatte mit integrierten Drucksensoren, die das Licht auslöst, wenn eine Person darauf tritt
- Baue einen Winkelmesser aus einem Beugungssensor, um Winkel zu messen
- Schließe einen Vibrationssensor an deine Waschmaschine an, damit du benachrichtigt wirst, wenn die Wäsche fertig ist