Врсте сензора са њиховим дијаграмима кола

Генерално користимо конвенционалне разводне табле за зидне утичнице за укључивање индустријских уређаја или кућних апарата као што су вентилатор, хладњак, индустријски мотори итд. Али, врло је тешко редовно руковати прекидачима. Стога, кућне аутоматизације и развијени су системи индустријске аутоматизације ради лакшег управљања свим потребним електричним и електронским оптерећењима. Ова аутоматизација у електроенергетском систему може се дизајнирати помоћу различитих врсте сензора и сензорски кругови. Дакле, овај чланак даје свеобухватан преглед шта је сензор, различитих типова, принципа, заједно са схемама кола.

Шта је сензор?

Уређај који даје излаз откривањем промена у количинама или догађајима може се дефинисати као сензор. Генерално, сензори се називају уређајима који генеришу електрични сигнал или оптички излазни сигнал који одговарају променама нивоа улаза. Постоје различите врсте сензора, на пример, размотрите термоелемент који се може сматрати температурним сензором који производи излазни напон на основу промена улазне температуре.

Може се уочити много врста сензора у многим доменима који се користе за различите примене. Размотримо неколико врсте сензора .

Врсте сензора

Различите врсте сензора у електроници

У нашем свакодневном животу навикли смо да често уграђујемо различите типове сензора у наше електроенергетске системе као што су електрични и електронски уређаји, системи за контролу оптерећења, кућну аутоматизацију или индустријску аутоматизацију итд.

Све врсте сензора се у основи могу класификовати аналогни сензори и дигитални сензори . Али, постоји неколико врста сензора као што су температурни сензори, ИЦ сензори, ултразвучни сензори, сензори притиска, сензори близине и сензори додира који се често користе у већини електроничких апликација.

1. Сензор температуре
2. ИР сензор
3. Ултразвучни сензор
4. Сензор додира
5. Сензори близине
6. Сензор притиска
7. Сензори нивоа
8. Сензори за дим и гас

Сензор температуре

Из различитих разлога температура је једна од најчешће измерених величина околине. Постоје различите врсте температурних сензора који могу мерити температуру, попут а термоелемент , термистори, полупроводнички температурни сензори, отпорни температурни детектори (РТД) итд. На основу захтева, различити типови сензора се користе за мерење температуре у различитим применама.

Сензор температуре

Круг сензора температуре

Једноставни температурни сензор са кругом може се користити за укључивање или искључивање оптерећења на одређеној температури коју детектује температурни сензор (овде се користи термистор). Коло се састоји од батерије, термистора, транзистора и релеја који су повезани како је приказано на слици.

Круг сензора температуре

Релеј активира сензор температуре откривањем жељене температуре. Дакле, релеј укључује оптерећење повезано са њим (оптерећење може бити АЦ или ДЦ). Овај круг можемо користити за аутоматско управљање вентилатором на основу температуре.

Практична примена температурног сензора

Првенствено, размислите сензори температуре који су поново класификовани у различите типове сензора као што су термистори, дигитални температурни сензори итд.

Програмабилни дигитални регулатор температуре је практични уграђени електронски пројекат заснован на систему који се користи за контролу температуре било ког уређаја на основу захтева индустријске примене. Комплет склопа дигиталног сензора температуре приказан је на доњој слици.

Блок шема пројекта може се представити на следећи начин различитим блоковима као што је приказано на слици.

Тхе блок за напајање састоји се од АЦ 230В напајања, силазног трансформатора за силазни напон, исправљача за исправљање напона од АЦ до ДЦ, регулатора напона за одржавање константног излазног једносмерног напона за давање улаза у пројектно коло.

ЛЦД екран је повезан са 8051 микроконтролером за приказивање очитавања температуре у опсегу од -55 степени Ц до + 125 степени Ц. Дигитални сензор температуре ИЦ ДС1621 користи се за обезбеђивање 9-битних очитавања температуре микроконтролеру.

ЕЕПРОМ меморија се користи за чување корисничких (максималних и минималних) подешавања температуре кроз сет прекидача на 8051 микроконтролере. Релеј је повезан са микроконтролером којим се може управљати помоћу драјвера транзистора. Терет се може покретати помоћу овог релеја (овде је терет представљен као лампица у сврху демонстрације).

ИР сензор

Мали фото чипови који имају фотоћелију који се користе за емитовање и детекцију инфрацрвене светлости називају се ИР сензорима. ИЦ сензори се обично користе за дизајнирање технологије даљинског управљања. ИР сензор може се користити за откривање препрека роботског возила и на тај начин контролу смера роботског возила. Постоје различите врсте сензора који се могу користити за откривање инфрацрвених светла.

ИР сензор

Круг ИР сензора

Једноставно коло ИЦ сензора користи се у нашем свакодневном животу као даљински управљач за телевизор. Састоји се од круга ИР емитера и кругова ИР пријемника који могу бити дизајнирани како је приказано на слици.

Круг ИР сензора

Круг ИР емитора који се користи као даљински управљач користи се за емитовање инфрацрвене светлости. Ова инфрацрвена светлост се шаље или преноси према кругу инфрацрвеног пријемника који је повезан са уређајем попут ТВ-а или ИР робота са даљинским управљањем. На основу примљених команди контролише се ТВ или робот.

Практична примена ИР сензора

ИЦ сензори се често користе за дизајнирање даљинских управљача за ТВ. То је једноставан пројекат електронике заснован на ИР сензору који се користи за даљинско управљање роботским возилом помоћу општег даљинског управљача за ТВ или ИР даљински . Пројектни круг роботског возила којим управља ИР сензор приказан је на слици.

Блок дијаграм роботски управљаних возила којима се управља ИР састоји се од различитих блокова као што су мотори и моторни ронилац повезани са 8051 микроконтролером, батерија за напајање, блок ИР пријемника и даљински управљач за ТВ или ИР даљински управљач, као што је приказано на слици.

Овде се даљински управљач за телевизор заснован на ИР сензору користи за даљинско слање команди у роботско возило од стране корисника. На основу команди примљених од ИЦ пријемника повезаних са микроконтролером на крају пријемника. Микроконтролер генерише одговарајуће сигнале за погон мотора тако да контролише смер роботског возила напред или назад или лево или десно.

Ултразвучни сензор

Претварач који ради на принципу сличном сонару или радару и процењује атрибуте циља интерпретацијом назива се ултразвучни сензори или примопредајници. Постоје различите врсте сензора који су класификовани као активни и пасивни ултразвучни сензори који се могу разликовати на основу рада сензора.

Високофреквентни звучни таласи генерисани активним ултразвучним сензорима ултразвучни сензор прима натраг за процену еха. Дакле, временски интервал који је потребан за пренос и примање одјека користи се за одређивање удаљености од објекта. Али, пасивни ултразвучни сензори се управо користе за откривање ултразвучног шума који је присутан под одређеним условима.

Ултразвучни сензор са струјним кругом

Ултразвучни модул приказан на горњој слици састоји се од ултразвучног предајника, пријемника и управљачког кола. Практична примена ултразвучни сензор са кругом се може користити као ултразвучно коло сензора растојања као што је приказано доле.

Кад год се струјна кола дају напајањем, тада се ултразвучни таласи генеришу и преносе од сензора и рефлектују натраг од препреке или предмета испред њега. Затим га примач прима и укупно време потребно за слање и примање користи се за израчунавање удаљености између објекта и сензора. Микроконтролер се користи за обраду и контролу целокупних операција помоћу техника програмирања. ЛЦД екран је повезан са струјним кругом за приказ удаљености (углавном у цм).

Практична примена ултразвучног сензора

Ултразвучни сензори са струјним круговима могу се користити за мерење удаљености предмета. Ова метода се користи тамо где не можемо применити конвенционалне методе за мерење попут неприступачних подручја као што су зоне високе температуре или притиска итд. На слици је приказан комплет пројектног круга за мерење удаљености заснован на ултразвучном сензору.

Мерење удаљености блок шемом пројекта ултразвучног сензора приказано је на блок дијаграму испод. Састоји се од различитих блокова као што су блок за напајање, ЛЦД дисплеј, ултразвучни модул, објекат чија се удаљеност мора мерити и 8051 микроконтролери .

Ултразвучни претварач који се користи у овом пројекту састоји се од ултразвучног предајника и пријемника. Таласи који се преносе са ултразвучног предајника рефлектују се назад на ултразвучни пријемник од објекта. Време потребно за слање и примање натраг ових таласа израчунава се коришћењем брзине звука.

Сензор додира

Сензори додира могу се дефинисати као прекидачи који се активирају додиром. Постоје различите врсте сензора за додир који се класификују на основу типа додира као што су капацитивни додирни прекидач, отпор додирни прекидач , и пиезо прекидач на додир.

Сензор додира

Круг сензорског додира

Коло представља једноставну примену сензора додира који се састоји од 555 тајмера који ради у моностабилном режиму, сензора или плоче додира, ЛЕД диоде, батерије и основних електронских компоненти.

Круг сензорског додира

Коло је повезано како је приказано на горњој слици. У нормалном стању, када додирну плочу не додирнете, ЛЕД остаје у искљученом стању. Ако се једном додирне плоча, додирне се 555 тајмера. Осећајући сигнал примљен са додирне плоче, тајмер 555 активира ЛЕД и тако ЛЕД светли што указује на додир извршен на додирном сензору или плочи.

Практична примена сензора на додир

Оптерећење осетљиво на додир дизајнирано је за контролу оптерећења. Комплет пројектног круга прекидача оптерећења са додиром контролисан је на слици.

Прекидач оптерећења заснован на додиру заснован на принципу сензора додира састоји се од различитих блокова као што су блок напајања 555 тајмера , додирна плоча сензора или додирна плоча, релеј и оптерећење као што је приказано у блок шеми прекидача оптерећења којим се контролира додир.

555 тајмера који се користе у колу су повезани у моностабилном режиму, који се користи за погон релеја за укључивање терета на одређено време. Осовински окидач 555 тајмера повезан је на додирну плочу, тако да се 555 тајмера може покренути додиром. Кад год се 555 тајмера покрене додиром (напон се развија додиром људског тела), он даје високу логику за фиксни временски интервал. Овај фиксни интервал времена може се променити променом везе РЦ временске константе са тајмером. Тако излаз 555 тајмера покреће терет кроз релеј и терет се аутоматски искључује након одређеног временског трајања.

Слично томе, можемо развити једноставне и иновативне електричне и електронски пројекти коришћењем напреднијих сензора као што је систем аутоматског отварања врата заснован на ПИР сензору. Производња електричне енергије заснована на сензору притиска која се може применити постављањем пиезоелектричних плоча (ово је једна врста сензора притиска) испод прекидача брзине на аутопутевима за производњу електричне енергије за улична светла на аутопуту. Коло детектора близине засновано на сензору близине.

Сада, кренимо напред и упознајмо типове сензора заснованих на сваком домену, као што су ИоТ, роботика, грађевинарство и многе индустрије.

Сензори у ИоТ

ИоТ је платформа на којој у новије време стоји као централни опсег за све ствари повезане са технологијом. Функција ИоТ-а је пружање више врста информација и интелигенције кроз примену различитих врста сензора. Ови сензори раде како би прикупљали информације, функционисали на њима и делили их на више повезаних уређаја. Уз све прикупљене информације, сензори омогућавају аутоматску функционалност и чине технологију паметнијом. Испод су врсте сензора у ИоТ-у домен.

Сензори близине

Ово је врста ИоТ сензора где идентификује постојање или непостојање околног објекта или проналази својства објекта. Затим претвара откривени сигнал у облик који корисник јасно разуме или може бити једноставан електронски уређај који не долази у контакт са њима.

Круг сензора близине

Примена сензора близине углавном је у малопродајном домену где могу да открију кретање и повезаност између производа и потрошача. Овим корисници могу добити брза обавештења о попустима и ексклузивним понудама занимљивих производа. А друга домена је у аутомобилима.

На пример, када возите аутомобил уназад, чућете звукове ако се нађе било која препрека, а овде је примењен рад сензора близине.

Постоје многе друге врсте сензора близине, а то су:

• Капацитивни сензори
• Индуктивни сензори
• Фотоелектрични сензори

Хемијски сензор

Ови сензори се примењују у разним индустријама. Главни циљ ових сензора је да укажу на било какве промене у течности или да открију било какве хемијске варијације у ваздуху. Они се пресудно примењују у већим градовима, јер је важно тражити промене и обезбедити сигурност становништву.

Суштинска примена хемијских сензора може се видети у комерцијалном посматрању атмосфере и управљању процесима који могу бити намерно или случајно развијене хемикалије, опасно или радиоактивно излагање, операције поновне употребе у свемирским станицама, фармацеутској индустрији и многим другима.

Најчешће коришћени хемијски сензори су

• Електрохемијски тип гаса
• Хемијски ФЕТ
• Отпорник Цхеми
• Недисперзивни ИР
• пХ врста стаклене електроде
• Цинк оксид нанород
• Флуоресцентни хлорид

Сензор за гас

Они су готово исти као и хемијски сензори, али се примењују искључиво за посматрање модификација квалитета ваздуха и откривање постојања различитих врста гасова. Слично хемијским сензорима, они се користе у више домена попут пољопривреде, здравства, производње и користе се за посматрање квалитета ваздуха, препознавање токсичног или запаљивог гаса, надзор опасних гасова у индустрији угља, нафтна и гасна предузећа, хемијска лабораторија, инжењеринг - боје , пластика, гума, лековита и петрохемијска и друге.

Постоји неколико најотворенијих сензора за гас

• Тип водоника
• Тип праћења озона
• Хигрометар
• Сензор за угљен-диоксид
• Електрохемијски гасовити тип
• Каталитички тип зрна
• Тип загађења ваздуха
• Тип детекције угљен-моноксида
• Тип детекције гаса

Ово је све о томе сензори за гас и хемикалије и њихове врсте.

Сензори влажности

Влажност је термин који је наведен као количина паре која постоји у атмосферском ваздуху или у другим гасовитим супстанцама. Сензори влажности углавном се придржавају употребе температурних сензора јер већини производних операција требају тачни услови рада. Мерењем влажности можете се побринути да цео поступак иде лако, а када дође до нагле модификације, они се одмах покрећу, јер ови сензори брже идентификују варијацију.

Многи домени, као што су стамбени, комерцијални, користе ове сензоре влажности у сврхе грејања, вентилације и хлађења. Чак се и ови сензори могу посматрати у многим другим доменима као што су сликарство, болнице, фармација, метеорологија, аутомобилска индустрија, стакленици и индустрија премаза.

То су углавном коришћени врсте сензора у ИоТ-у домен.

Сензори у роботици

Сензори имају већу важност у индустрији роботике јер омогућавају роботу да буде информисан о околном окружењу и тако му олакшавају обављање потребних операција. Без примене ових сензора, роботи могу да обављају само неколико монотоних активности које ограничавају могућност робота.

Уз све ове способности, роботи могу изводити многе операције на високом нивоу. Разговарајмо јасније о разним врсте сензори у роботици .

Сензор убрзања

Овај тип сензора користи се за израчунавање вредности угла и убрзања. Акцелерометар се углавном користи за прорачун убрзања. Постоје две врсте сила које показују утицај на акцелерометар, а то су:

Статичка сила - Ово је сила трења која постоји између било која два предмета. Израчунавањем гравитационе силе може се знати вредност нагиба робота. Овај прорачун је користан за роботско балансирање или за сазнавање да ли се робот креће у покрету узбрдо или на равној ивици.

Динамиц Форце - Ово се мери као количина убрзања која је неопходна за кретање предмета. Прорачун динамичке силе помоћу акцелерометра дефинише или брзину или брзину кретања робота.

Ови сензори акцелерометра доступни су у више конфигурација. Тип избора зависи од захтева индустрије. Неколико параметара које треба проверити пре правилног избора сензора су пропусна ширина, врста излаза било дигитална или аналогна, укупан број оса и осетљивост.

Доња слика приказује шематски дијаграм сензора убрзања.

Сензор убрзања

Сензор звука

Ови сензори су обично микрофонски уређаји који се користе за познавање звука и испоруку одговарајућег нивоа напона на основу откривеног нивоа звука. Имплементацијом звучног сензора може се произвести мали робот за навигацију у зависности од нивоа примљеног звука.

У поређењу са светлосним сензорима, поступак дизајнирања звучних сензора је нешто сложен. То је зато што звучни сензори испоручују врло минималну разлику напона и она мора бити појачана да би се обезбедила мерљива варијација напона. Прекидачки круг сензора звука приказан је испод:

Сензор звука

Светлосни сензор

Сензори светлости су врста претварача који се користе за идентификацију светлости и генеришу промену напона која је једнака интензитету светлости која долази испод сензори светлости .

У индустрији роботике постоје углавном две врсте сензора, а то су фоторезистори и фотонапонски. Чак постоје и друге врсте светлосних сензора који се не примењују много попут фототранзистора и фотоцеви.

Пхото Ресистор

Ово је врста отпорника који се углавном користи у сврху детекције светлости. При томе се вредност отпора мења у складу са нивоом интензитета светлости. Светлост која пада на фоторезистор има обрнут однос према вредности отпора фоторезистора. У већини случајева, фотоотпорник се чак назива ЛДР који је отпорник зависан од светлости. Шема кола фотоотпорника приказана је као доле:

Фотонапонске ћелије

Фотонапонске ћелије су уређаји за трансформацију енергије који се користе у сврху претварања сунчевог зрачења у облик електричне енергије. Они се углавном користе у процесу производње соларних робота. Одвојено фотонапонске ћелије се узимају у обзир као уређаји за извор енергије, што је апликација која се спаја и са кондензаторима и са транзисторима и они то могу трансформисати у сензорски уређај.

Тактилни сензори

Ово је тип сензора који наводи контакт који се налази између сензора и предмета. Тактилни сензори се вероватно примењују у свакодневним сценаријима, као што су лампе које се пригушују или појачавају осветљеност додиром основе и дугметима за подизање. Поред тога, постоји много опсежних примена тактилних сензора где људи нису баш свесни. Главне врсте тактилних сензора су

Сензор додира

Ово је сензор који има способност да осети и препозна додиривање предмета и сензора. Неколико уређаја на којима се користе сензори за додир су гранични прекидачи, микро прекидачи и други. Када било који од конектора дође у контакт са било којим од чврстих делова, тада ће овај уређај бити згоднији и то зауставља роботско кретање. Даље, користи се у сврху инспекције тамо где има сонду која се користи за мерење величине компоненте.

Сензор силе

Ово се користи за мерење вредности силе у више операција као што су машинско истовар и утовар, ношење материјала и друге којима управља робот. Овај сензор се такође широко користи у приступу монтажи за анализу проблема. Постоји више приступа који су примењени у овом сензору, попут сензора зглобова, тактилног низа.

Осим ових, постоје многе врсте сензора у многим индустријама. Дозволите нам брзи преглед:

Врсте сензора који се користе у грађевинарству

У грађевинарству се углавном користе сензори:

• Сензори температуре
• Сензори за детекцију покрета
• Сензори електричног напона и струје
• Сензори за откривање дима и пожара
• Сензори камере
• Сензори за гас

Врсте сензора у даљинском истраживању

Постоје углавном две врсте сензора за даљинско очитавање и то су активни и пасивни сензори.

Активни сензори

Они генеришу енергију за скенирање ствари и локација, а затим сензор идентификује и израчунава количину повратног или одбијеног зрачења од циљног објекта. Примери активних сензора су РАДАР и ЛИДАР где се временска разлика између процеса емисије и процеса повратка израчунава одређивањем површине, брзине и смера објекта.

Пасивни сензори

Ови сензори сакупљају зрачење које зрачи или се одбија од околних локација или предмета. Најважнији пример пасивног сензора је рефлектована сунчева светлост. А други примери су радиометри, наелектрисани објекти, инфрацрвена светлост и рад са филмском камером.

Класификација сензора у даљинском истраживању су

Врсте сензора у даљинском истраживању

За пројектовање различите врсте склопова заснованих на сензорима можете да преузмете нашу бесплатну е-књигу за самостално дизајнирање пројеката електронике. Такође нам се можете обратити за техничку помоћ објављивањем својих идеја у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас, које су друге врсте сензора и углавном дизајн кола сензора протока ?