各種傳感器

背後的工程概念

Lab in Your Pocket的運作原理

Mobirise

從傳感器

傳感元件探測周邊的數據,以模擬訊號形式傳遞到藏於3D打印盒子裡的微型處理器。

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經微型處理器

微型處理器扮演了中介的角色,解讀從傳感器接收的訊號,將數據串列以藍芽形式廣播至周邊的藍芽裝置。

Mobirise

到應用程式介面

當流動裝置透過藍芽配對到微型處理器時,Lab in Your Pocket應用程式便將數據直接呈現出來,用家可加以儲存並分析。

傳感器介紹

最新版本
(配合LabXRA應用程式)

數據記錄器

數據記錄器

數據記錄器專門設計用於收集和傳輸各種已連接傳感器所接收的數據,實時監測環境變化,並將收集到的信息通過無線技術傳送至手機應用程式,方便使用者隨時隨地查看和分析數據。

電流及電壓傳感器

電流及電壓傳感器
(需配合數據記錄器使用)

電流及電壓傳感器是一款集成了電流和電壓測量功能的設備,旨在提供準確的電力數據監測。在電流測量方面,傳感器以低內阻設計,確保不會影響電路的正常運作。同時,在電壓測量方面,傳感器依賴電壓分壓原理,確保準確捕捉電壓變化。

氧及二氧化碳傳感器

氧及二氧化碳傳感器
(需配合數據記錄器使用)

氧傳感器的運作涉及電化學機制,傳感器內的電壓輸出與氧濃度成正比。二氧化碳傳感器則利用與懸浮粒子傳感器相似的原理,分別就是這裡採用的「光束」是紅外線,而眾所周知:二氧化碳是高效吸收紅外幅射的溫室氣體。

光強傳感器

光強傳感器
(需配合數據記錄器使用)

光強傳感器是一種能夠測量環境光強度的設備,其主要原理基於光電效應。當光線照射到光敏元件上時,元件會產生與照射光強度成正比的光電流。這些光電流會被微型處理器接收並轉化為數值,從而提供準確的光強度讀數。

弱瀲光

弱激光
(需配合數據記錄器使用)

弱激光是一種具有低功率輸出的激光,其低功率特性使其能安全地進行各種實驗,尤其是在光學反射實驗中,搭配光強傳感器使用時,效果尤為顯著。

聲級計

聲級計
(需配合數據記錄器使用)

聲級計是一種專門用於測量聲音強度的設備,通常以分貝(dB)為單位顯示測量結果。它的運作原理基於聲音波對內部麥克風的影響,麥克風將聲音轉換為電信號,然後通過內部處理器計算並顯示出相應的聲音強度。


舊版本
(配合LabXRA應用程式)

氣體傳感器

氣體傳感器

集氣溫、氣壓傳感器於一身,氣溫傳感器量度經過熱敏電阻的電流判斷氣溫,而氣壓傳感器則利用半導體在不同氣壓下的特性,當微型處理器接收到電子訊號,便可以將其轉化成氣溫與氣壓的數值。

電流傳感器

電流傳感器

微型處理器以模擬訊號直接接收電流值,電流愈高,接收到的模擬訊號愈強,電流傳感器的內阻值非常低,以免因過度攤分串聯電路的電流而影響準確性。

電壓傳感器

電壓傳感器 (第二版)

電壓傳感器的運作原理頗為複雜而且五花八門,一般而言,內裡有一個電壓分流器將電壓分流,使其可以量度更高的電壓。電壓傳感器的內阻非常高,故甚少影響並聯電路的電阻值。

霍爾傳感器

霍爾傳感器 (第二版)

霍爾傳感器是一種簡單的設備,旨在利用霍爾效應測量當傳感器靠近磁場時電壓的變化,然後將其輸出為電子數據,微控制器可以接收並轉換為相應的磁場強度。

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小型可變電源

可變電源是一款電源供應裝置,輕巧的設計使其易於攜帶。用戶可以輕鬆調整輸出電壓,以滿足主要為電學實驗的需求。


舊版本
(需配合舊版本Lab in Your Pocket 應用程式)

電壓傳感器


電壓傳感器 (第一版)

電壓傳感器的運作原理頗為複雜而且五花八門,一般而言,內裡有一個電壓分流器將電壓分流,使其可以量度更高的電壓。電壓傳感器的內阻非常高,故甚少影響並聯電路的電阻值。


霍爾傳感器


霍爾傳感器 (第一版)

霍爾傳感器是一種簡單的設備,旨在利用霍爾效應測量當傳感器靠近磁場時電壓的變化,然後將其輸出為電子數據,微控制器可以接收並轉換為相應的磁場強度。


懸浮粒子傳感器


懸浮粒子傳感器

當固定強度的光束通過空氣時,愈多的懸浮粒子會將愈大部份的光束散射到不同方向,從而令對面的光敏元件吸收較少光線。光敏元件受光線照射時會產生光電流,此電流由微型處理器加以運算並轉化成懸浮粒子的濃度。懸浮粒子後面的數字(最常見與呼吸健康相關的PM2.5及PM10)代表懸浮粒子的直徑(以微米作單位)。

氧及二氧化碳傳感器


氧及二氧化碳傳感器

氧傳感器的運作涉及電化學機制,傳感器內的電壓轉出與氧濃度成正比。二氧化碳傳感器則利用與懸浮粒子傳感器相似的原理,分別就是這裡採用的「光束」是紅外線,而眾所周知:二氧化碳是高效吸收紅外幅射的溫室氣體。


紫外線及土壤酸鹼度傳感器


紫外線及土壤酸鹼度傳感器

將光度傳感器相似,紫外線傳感器載有一個針對紫外光譜的光敏元件,吸收光線時產生不同程度的光電流。土壤酸鹼度傳感器由陽極和陰極組成,運用酸鹼度最根本的定義 - 氫原子濃度,泥土的導電性愈高,則電流愈高,表示愈高的氫原子濃度(代表愈酸、酸鹼值愈低)。


溫度及光度傳感器


溫度及光度傳感器

此兩組傳感器的運作原理如上述所指,氣溫傳感器量度經過熱敏電阻的電流判斷氣溫,光度傳感器則利用愛因斯坦著名的光電效應,感光元件吸收光線時產生不同程度的光電流,而光電流即被微型處理器轉化成光強度。


加速度計


加速度計

現今的加速度計在電子設計上稍為複雜,但物理學上的原理運用卻是不變的,取代了以往用金屬走珠,現時的加速度計採用了三軸的「多晶矽彈簧」,當出現慣性改變(即加速度)時,這些「彈簧」的輕微變形會導致電容改變。儘管加速度計在市面的流動裝置裡已是十分普遍,我們的研發團隊依然發展了這個外置的加速度計,減低您的流動裝置在實驗中不慎損毀的風險!

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