Датчики
Датчики и модули
Плата умеет светить и звучать — это исполнительные устройства. Датчики дают ей обратное: способность воспринимать мир. С этого места схема перестаёт исполнять заложенную программу и начинает реагировать на то, что происходит вокруг.
Одиннадцать датчиков, шесть категорий. У каждого — рабочий драйвер для ESP32, разбор физики, схема подключения, методический план урока и, где это уместно, Python-визуализатор, рисующий данные в реальном времени.
Категории
AM312 (пассивный ИК) и HMMD (радар 24 ГГц): два разных способа заметить человека в комнате
MPU6050 (акселерометр и гироскоп), GY-271 (компас), NEO-6/7/8 (GPS): где я, куда повёрнут, как двигаюсь
INMP441 и ICS-43434: цифровые MEMS-микрофоны с выходом по I2S — от уровня шума до спектра
APDS-9960 (приближение и жесты) и AS7341 (11-канальный спектр): свет как источник данных
AHT20 + BMP280: температура, влажность, давление — два датчика на одной шине I2C
nRF24L01+: беспроводной канал между модулями, когда провод невозможен
Что меряет каждый датчик
| Датчик | Что измеряет | Интерфейс | Где применяется |
|---|---|---|---|
| AM312 | движение (тепловой контраст) | цифровой выход | охрана, автосвет |
| HMMD | присутствие, в том числе неподвижного человека | UART | умная комната |
| MPU6050 | ускорение и угловая скорость | I2C | стабилизация, наклон, шагомер |
| GY-271 | магнитное поле Земли | I2C | курс робота |
| NEO-6/7/8 | координаты, скорость, время | UART | трекинг, автономное движение |
| INMP441 | звук | I2S | уровень шума, голос |
| ICS-43434 | звук, шире по частоте | I2S | спектр, акустика |
| APDS-9960 | приближение, жесты, цвет | I2C | бесконтактное управление |
| AS7341 | спектр в 11 каналах | I2C | анализ освещения, цветометрия |
| AHT20 + BMP280 | температура, влажность, давление | I2C | метеостанция, высотомер |
| nRF24L01+ | приём и передача данных | SPI | связь между узлами |
Половина датчиков сидит на одной шине I2C — и это не совпадение. Шина
позволяет повесить много устройств на два провода, различая их по адресам. Как
она устроена и почему два одинаковых датчика на ней не уживутся — в
уроке про метеостанцию и в разборе
компонентов.
Как устроена документация датчика
Все одиннадцать оформлены по единому методическому стандарту — открыв незнакомый датчик, вы всегда знаете, где что искать:
| Документ | Что внутри |
|---|---|
| README | что это за датчик, состав компонента, как собрать и прошить |
| THEORY | физика явления и устройство датчика, со ссылками на даташит |
| WIRING | схема подключения, питание, типичные ошибки монтажа |
| Lesson | методический план урока: цели, сценарий, задания по уровням |
| PREZ | тезисы для показа на занятии |
Документация живёт рядом с кодом, в дереве firmware/, и подключается на
сайт автоматически. Поэтому урок и драйвер не могут разойтись: файл ровно один.
Живая визуализация. У девяти датчиков есть Python-инструмент в каталоге
tools/, рисующий поток данных в реальном времени: трек GPS на карте, 3D-куб
ориентации по MPU6050, спектр звука, лента срабатываний PIR, качество радиолинии.
Это превращает «числа в консоли» в наблюдаемое явление — и обычно именно с
визуализатора начинается интерес.С чего начать
| Если нужно | Начните с |
|---|---|
| Первый датчик в жизни | AM312 — один цифровой выход, ноль настройки |
| Понять шину I2C на практике | AHT20 + BMP280 — два датчика на двух проводах |
| Работа с потоком данных | MPU6050 — 200 измерений в секунду, фильтрация |
| Связь с внешним миром | NEO-6/7/8 — разбор текстового протокола NMEA |
Связанные разделы
- Компоненты — резистор, конденсатор, диод: детали, из которых собраны обвязки датчиков.
- Сигналы и данные — почему любое измерение содержит шум и как с этим работать. Теория к тому, что здесь на практике.
- Технология — программа, в которой эти датчики становятся проектами 8–9 класса.