Typer sensorer med kretsdiagrammer

Generelt bruker vi konvensjonelle veggkontaktstavler for å slå på industrielle apparater eller husholdningsapparater som vifte, kjøler, industrielle motorer og så videre. Men det er veldig vanskelig å betjene bryterne regelmessig. Derfor, hjemmeautomatisering og industrielle automatiseringssystemer er utviklet for å gjøre det enkelt å kontrollere alle nødvendige elektriske og elektroniske belastninger. Denne automatiseringen i et kraftsystem kan utformes ved hjelp av forskjellige typer sensorer og sensorkretser. Så, denne artikkelen gir en omfattende oversikt over hva som er en sensor, forskjellige typer, prinsipp sammen med kretsskjemaer.

Hva er sensor?

En enhet som gir utgang ved å oppdage endringene i mengder eller hendelser kan defineres som en sensor. Generelt betegnes sensorer som enhetene som genererer et elektrisk signal eller optisk utgangssignal som tilsvarer variasjonene i inngangsnivået. Det er forskjellige typer sensorer, for eksempel vurdere et termoelement som kan betraktes som en temperatursensor som produserer en utgangsspenning basert på inngangstemperaturendringene.

Man kan observere mange slags sensorer på mange domener som brukes til forskjellige applikasjoner. La oss se på noen av de typer sensorer .

Typer sensorer

Ulike typer sensorer i elektronikk

I vårt daglige liv er vi vant til å implementere forskjellige typer sensorer ofte i våre kraftsystemer som elektriske og elektroniske apparater, lastkontrollsystemer, hjemmeautomatisering eller industriell automatisering, og så videre.

Alle typer sensorer kan i utgangspunktet klassifiseres i analoge sensorer og digitale sensorer . Men det er noen få typer sensorer som temperatursensorer, IR-sensorer, ultralydssensorer, trykksensorer, nærhetssensorer og berøringssensorer brukes ofte i de fleste elektronikkapplikasjoner.

1. Temperatur sensor
2. IR-sensor
3. Ultralydssensor
4. Berøringssensor
5. Nærhetssensorer
6. Trykksensor
7. Nivåsensorer
8. Røyk- og gassfølere

Temperatur sensor

Temperatur er en av de mest målte miljømengdene av forskjellige årsaker. Det finnes forskjellige typer temperatursensorer som kan måle temperaturen, for eksempel en termoelement , termistorer, halvledertemperatursensorer, motstandstemperaturdetektorer (RTD), og så videre. Basert på kravet brukes forskjellige typer sensorer til å måle temperaturen i forskjellige applikasjoner.

Temperatur sensor

Temperatursensorkrets

En enkel temperatursensor med kretsen kan brukes til å slå på eller av belastningen ved en spesifikk temperatur som blir oppdaget av temperatursensoren (her brukes termistor). Kretsen består av batteriet, termistoren, transistorer og relé som er koblet til som vist på figuren.

Temperatursensorkrets

Reléet aktiveres av temperatursensoren ved å oppdage ønsket temperatur. Dermed slår reléet på lasten som er koblet til den (lasten kan være AC eller DC). Vi kan bruke denne kretsen til å kontrollere viften automatisk basert på temperatur.

Praktisk anvendelse av temperatursensor

Først og fremst vurdere temperatursensorer som igjen er klassifisert i forskjellige typer sensorer som termistorer, digitale temperatursensorer og så videre.

Den programmerbare digitale temperaturkontrolleren er et praktisk innebygd systembasert elektronisk prosjekt den er designet, som brukes til å kontrollere temperaturen på en hvilken som helst enhet basert på kravet til industrielle applikasjoner. Den digitale temperatursensorkretsen er vist i figuren nedenfor.

Prosjektkretsblokkdiagrammet kan vises som følger med forskjellige blokker som vist i figuren.

De strømforsyningsblokk består av en 230V vekselstrømforsyning, trappetransformator for nedtrapping av spenningen, en likeretter for retting av spenning fra vekselstrøm til likestrøm, spenningsregulator for å opprettholde konstant likestrøm for utgang for å gi inngang til prosjektkretsen.

LCD-skjermen er koblet til 8051 mikrokontrollere for å vise temperaturavlesningene i området -55 grader C til + 125 grader C. Den digitale temperatursensoren IC DS1621 brukes til å gi 9-biters temperaturavlesninger til mikrokontrolleren.

EEPROM-ikke-flyktige minne brukes til å lagre brukerdefinerte (maksimum og minimum) temperaturinnstillinger gjennom et sett med brytere til 8051 mikrokontrollere. Et relé er koblet til mikrokontrolleren som kan kjøres ved hjelp av transistordriveren. Lasten kan kjøres ved hjelp av dette reléet (her representeres lasten som en lampe for demonstrasjonsformål).

IR-sensor

De små fotobrikker som har en fotocelle som brukes til å avgi og oppdage det infrarøde lyset, kalles IR-sensorer. IR-sensorer brukes vanligvis til å designe fjernkontrollteknologi. IR-sensor kan brukes til å oppdage hindringer i robotkjøretøyet og dermed kontrollere retningen på robotkjøretøyet. Det er forskjellige typer sensorer som kan brukes til å oppdage infrarøde lys.

IR-sensor

IR-sensorkrets

En enkel IR-sensorkrets brukes i vårt daglige liv som en fjernkontroll for en TV. Den består av IR-emitterkrets og IR-mottakerkretser som kan utformes som vist på figuren.

IR-sensorkrets

IR-emitterkretsen som brukes som fjernkontroll av kontrolleren, brukes til å sende ut infrarødt lys. Dette infrarøde lyset sendes eller overføres mot IR-mottakerkretsen som grensesnitt til enheten som en TV eller IR-fjernstyrt robot. Basert på kommandoene som mottas, styres TV-en eller roboten.

Praktisk anvendelse av IR-sensor

IR-sensorer brukes ofte til å designe TV-fjernkontroller. Det er et enkelt IR-sensorbasert elektronikkprosjekt som brukes til å kontrollere en robotbil eksternt ved hjelp av den generelle TV-fjernkontrollen eller IR-fjernkontroll . IR-sensorstyrt robotkretsprosjektkrets er vist i figuren.

Blokkdiagrammet til IR-kontrollerte robotkjøretøyer består av forskjellige blokker som motorer og motor dykker som er grensesnittet med 8051 mikrokontrollere, batteri for strømforsyning, IR mottakerblokk og TV fjernkontroll eller IR fjernkontroll som vist i figuren.

Her brukes den IR-sensorbaserte TV-fjernkontrollen til å sende kommandoer til robotbilen eksternt av brukeren. Basert på kommandoene mottatt av IR-mottakeren som er grensesnittet til mikrokontrolleren på mottakerenden. Mikrokontrolleren genererer passende signaler for å kjøre motorene slik at de styrer retningen på robotkjøretøyet fremover, bakover eller til venstre eller høyre.

Ultralydssensor

En svinger som fungerer på prinsippet som ligner på ekkoloddet eller radaren og estimerer attributtene til målet ved å tolke, kalles ultralydssensorer eller transceivere. Det er forskjellige typer sensorer som er klassifisert som aktive og passive ultralydssensorer som kan differensieres basert på sensorenes arbeid.

Høyfrekvente lydbølger generert av aktive ultralydssensorer mottas tilbake av ultralydssensoren for evaluering av ekkoet. Dermed brukes tidsintervallet for overføring og mottak av ekkoet til å bestemme avstanden til et objekt. Men passive ultralydssensorer brukes bare til å oppdage ultralydstøy som er tilstede under spesifikke forhold.

Ultralydssensor med krets

Ultralydsmodulen vist i figuren ovenfor består av en ultralydsender, mottaker og en kontrollkrets. Den praktiske anvendelsen av en ultralydssensor med kretsen kan brukes som en ultrasonisk avstandssensorkrets som vist nedenfor.

Hver gang strømforsyning blir gitt til kretsen, genereres og overføres ultralydbølger fra sensoren og reflekteres tilbake fra en hindring eller en gjenstand foran den. Deretter mottar mottakeren den, og den totale tiden det tar å sende og motta blir brukt til å beregne avstanden mellom objektet og sensoren. Mikrokontrolleren brukes til å behandle og kontrollere hele operasjoner ved hjelp av programmeringsteknikker. LCD-skjermen er koblet til kretsen for å vise avstanden (vanligvis i cm).

Praktisk anvendelse av ultralydssensor

Ultralydssensorer med kretser kan brukes til å måle avstanden til et objekt. Denne metoden brukes, der vi ikke kan implementere de konvensjonelle metodene for å måle like utilgjengelige områder som høy temperatur eller trykksoner osv. Ultralydsensorbasert avstandsmåling prosjektkretssett er vist i figuren.

Avstandsmåling ved hjelp av kretsblokkdiagrammet for ultralydsensorprosjektet er vist i blokkdiagrammet nedenfor. Den består av forskjellige blokker, for eksempel en strømforsyningsblokk, LCD-skjerm, ultralydsmodul, et objekt hvis avstand må måles, og 8051 mikrokontrollere .

Ultralydsenderen som brukes i dette prosjektet består av en ultralydsender og mottaker. Bølgene som overføres fra ultralydsenderen reflekteres tilbake til ultralydmottakeren fra objektet. Tiden det tar å sende og motta disse bølgene blir beregnet ved hjelp av lydhastigheten.

Berøringssensor

Berøringssensorer kan defineres som brytere som aktiveres av berøringen. Det er forskjellige typer berøringssensorer som er klassifisert ut fra typen berøringer som kapasitans berøringsbryter, motstand berøringsbryter , og piezo berøringsbryter.

Berøringssensor

Berør sensorkrets

Kretsen representerer en enkel applikasjon av en berøringssensor som består av en 555 tidtaker som fungerer i monostabil modus, berøringssensor eller plate, LED, batteri og grunnleggende elektroniske komponenter.

Berør sensorkrets

Kretsen er koblet til som vist i figuren ovenfor. Når berøringsplaten ikke berøres i normal tilstand, forblir LED-en i av-tilstand. Hvis en gang berøringsplaten er berørt, gis et signal til 555 tidtakere. Ved å registrere signalet som mottas fra berøringsplaten, aktiverer 555-timeren LED-lampen, og dermed lyser LED-en som indikerer berøringen til berøringssensoren eller -platen.

Praktisk anvendelse av berøringssensor

En berøringsfølsom last er designet for å kontrollere lasten. Det berøringsstyrte prosjektkretssettet for lastebryter er vist i figuren.

Berøringssensor-prinsippbasert berøringsstyrt lastbryter består av forskjellige blokker som strømforsyningsblokk, 555 tidtakere , berøringssensorplate eller berøringsplate, relé og belastning som vist i blokkskjemaet for berøringsstyrt lastbryter.

De 555 tidtakerne som brukes i kretsen, er koblet til i monostabil modus, som brukes til å kjøre et relé for å slå PÅ en belastning i en fast varighet. Utløserpinnen til 555 tidtakere er koblet til berøringsplaten, slik at 555 tidtakere kan utløses ved berøring. Hver gang 555 tidtakere utløses av berøring (spenning utvikler seg med menneskekropp berøring), gir den logikk høy for et fast tidsintervall. Dette faste tidsintervallet kan endres ved å endre RC-tidskoblingen til tidtakeren. Dermed driver utgangen fra 555-timeren belastningen gjennom reléet, og lasten slås av automatisk etter en fast varighet.

På samme måte kan vi utvikle enkle og innovative elektriske og elektronikkprosjekter ved hjelp av mer avanserte sensorer som et PIR-sensorbasert automatisk døråpningssystem. Trykkfølerbasert strømproduksjon som kan implementeres ved å plassere de piezoelektriske platene (dette er en type trykksensorer) under en hastighetsbryter på motorveier for å generere elektrisitet til gatelys. Nærhetssensorbasert nærhetsdetektorkrets.

La oss nå gå videre og kjenne til sensortyper basert på hvert domene, for eksempel i IoT, robotikk, bygninger og i mange bransjer.

Sensorer i IoT

IoT er plattformen der den siste tiden står som sentrum for alle teknologirelaterte ting. Funksjonen til IoT er å levere flere typer informasjon og intelligens gjennom implementering av forskjellige typer sensorer. Disse sensorene fungerer for å samle informasjon, fungere på den og dele på flere tilkoblede enheter. Med all samlet informasjon tillater sensorene automatisk funksjonalitet og gjør teknologien smartere. Nedenfor er typer sensorer i IoT domene.

Nærhetssensorer

Dette er en type IoT-sensor der den identifiserer eksistensen eller ikke-eksistensen av det omkringliggende objektet eller finner objektets egenskaper. Deretter konverterer det detekterte signalet til skjemaet som er tydelig forstått av brukeren, eller det kan være en enkel elektronisk enhet som ikke kommer i kontakt med dem.

Nærhetssensorkrets

Anvendelsen av nærhetssensorer er hovedsakelig i detaljhandelen, der de kan finne ut bevegelsen og tilknytningen som eksisterer mellom produktet og forbrukeren. Med dette kan brukere få raske varsler om rabattoppdateringer og eksklusive tilbud om interessante produkter. Og det andre domenet er i biler.

For eksempel når du reverserer en bil, vil du få lyder hvis det blir funnet noen hindringer, og her implementeres operasjonen til nærhetssensoren.

Det er mange andre typer nærhetssensorer, og de er:

• Kapasitive sensorer
• Induktive sensorer
• Fotoelektriske sensorer

Kjemisk sensor

Disse sensorene er implementert i forskjellige bransjer. Hovedmålet med disse sensorene er å indikere enhver form for endringer i væsken eller å oppdage eventuelle luftkjemiske variasjoner. Disse er avgjørende implementert i større byer fordi det er viktig å se etter endringer og gi sikkerhet for befolkningen.

Den essensielle implementeringen av kjemiske sensorer kan sees i kommersiell atmosfærisk observasjon og prosesshåndtering, som enten kan være bevisst eller tilfeldig utviklede kjemikalier, farlig eller radioaktiv eksponering, gjenbrukbare operasjoner i romstasjoner, farmasøytiske industrier og mange andre.

De mest brukte kjemiske sensorene er

• Elektrokjemisk gasstype
• Kjemisk FET
• Chemi motstand
• Ikke-spredt IR
• pH-glasselektrodetype
• Sinkoksid nanorod
• Fluorescerende kloridtype

Gassføler

Disse er nesten det samme som kjemiske sensorer, men er utelukkende implementert for å observere endringer i luftkvaliteten og for å finne ut om det eksisterer forskjellige typer gasser. I likhet med kjemiske sensorer, brukes disse på flere domener som landbruk, helse, produksjon og brukes til å observere luftkvalitet, gjenkjenning av giftig eller brennbar gass, tilsyn med farlig gass i kullindustri, olje- og gassvirksomhet, kjemisk laboratorieundersøkelse, konstruksjon - maling , plast, gummi, medisin og petrokjemi, og andre.

Noen av de mest implementerte gassensorene er av

• Hydrogentype
• Ozonovervåkingstype
• Hygrometer
• Karbondioksyd sensor
• Elektrokjemisk gassform
• Katalytisk perletype
• Luftforurensningstype
• Type karbonmonoksid
• Gassdeteksjonstype

Dette handler om gass- og kjemiske sensorer og deres typer.

Fuktighetssensorer

Fuktighet er begrepet som er spesifisert som mengden damp som eksisterer i luften eller i andre gassformige stoffer. Fuktighetssensorer generelt følger bruken av temperatursensorer som fordi de fleste produksjonsoperasjoner trenger nøyaktige driftsforhold. Med måling av fuktighet kan man sørge for at hele prosedyren går lett, og når det skjer brå modifikasjoner, går de med umiddelbar handling da disse sensorene identifiserer variasjonen raskere.

Mange av domenene som bolig, kommersiell bruker disse fuktighetssensorene for formål med oppvarming, ventilasjon og kjøling. Selv disse sensorene kan observeres på mange andre domener som maling, sykehus, farmasøytisk, meteorologi, bil, drivhus og beleggindustri.

Dette er de som hovedsakelig brukes typer sensorer i IoT domene.

Sensorer i robotikk

Sensorer har større betydning i robotikkindustrien ettersom de lar roboten bli informert om det omgivende miljøet og slik at den kan gå med de nødvendige operasjonene. Uten implementeringen av disse sensorene kan roboter bare utføre noen få monotone aktiviteter som begrenser robotens evne.

Med alle disse evnene kan roboter utføre mange operasjoner på høyt nivå. La oss diskutere mer tydelig om forskjellige typer av sensorer i robotikk .

Akselerasjonssensor

Denne sensortypen brukes til å beregne vinkel- og akselerasjonsverdier. Et akselerometer brukes hovedsakelig til beregning av akselerasjon. Det finnes to typer krefter som viser virkningen på et akselerometer, og de er:

Statisk kraft - Dette er friksjonskraften som eksisterer mellom to objekter. Med beregningen av tyngdekraften kan man kjenne vippeverdien til roboten. Denne beregningen er nyttig for robotbalansering, eller å vite at roboten har en kjørebevegelse i oppoverbakke eller på en flat kant.

Dynamisk kraft - Dette måles som mengden akselerasjon som er nødvendig for bevegelse av et objekt. Beregningen av dynamisk kraft gjennom et akselerometer definerer enten hastighet eller hastighet for hva roboten har bevegelse.

Disse akselerometersensorene er tilgjengelige i flere konfigurasjoner. Valget er avhengig av kravene fra bransjen. Noen få av parametrene som skal sjekkes inn før riktig sensorvalg er båndbredde, utgangstype enten digital eller analog, totalt antall akser og følsomhet.

Bildet nedenfor viser skjematisk diagram over en akselerasjonssensor.

Akselerasjonssensor

Lydsensor

Disse sensorene er vanligvis mikrofonenheter som brukes til å kjenne lyden og levere tilsvarende spenningsnivå basert på det oppdagede lydnivået. Med implementeringen av en lydsensor kan en liten robot produseres for å navigere avhengig av nivået på den mottatte lyden.

Sammenlignet med lyssensorer er designprosessen til lydsensorer noe komplisert. Dette er fordi lydsensorer gir svært minimal spenningsforskjell, og dette må forsterkes for å gi målbar spenningsvariasjon. Bryteren for lydsensor er vist nedenfor:

Lydsensor

Lyssensor

Lyssensorer er slags transduserenheter som brukes til å identifisere lys og genererer en spenningsendring som er den samme som lysintensiteten som kommer under lyssensorer .

Det finnes hovedsakelig to typer sensorer i robotindustrien, og de er fotoresistor og solceller. Selv det er andre typer lyssensorer som ikke er mye implementert som fototransistor og lysrør.

Fotomotstand

Dette er en slags motstand som hovedsakelig brukes til lysdeteksjon. I dette blir motstandsverdien endret i samsvar med lysets intensitetsnivå. Lyset som faller på fotoresistoren har et omvendt forhold til motstandsverdien til fotoresistoren. I de fleste tilfeller blir fotoresistoren til og med betegnet som LDR som er lysavhengig motstand. Kretsskjemaet til fotoresistoren er vist som nedenfor:

Solceller

Solceller er energitransformasjonsenhetene som brukes for å konvertere solstråling til en elektrisk energiform. Disse brukes hovedsakelig i produksjonsprosessen til solroboter. Separat solceller blir tatt i betraktning som energikildeenheter som er applikasjonen som er slått sammen med både kondensatorer og transistorer, og de kan forvandle dette til en sensorinnretning.

Taktile sensorer

Dette er en type sensor som angir kontakten mellom sensoren og objektet. Taktile sensorer er sannsynligvis implementert i hverdagsscenarier, for eksempel i lampene som demper eller forbedrer lysstyrken ved å berøre basen og løfteknappene. I tillegg er det mange omfattende anvendelser av taktile sensorer der folk ikke er klar over det. De viktigste typene taktile sensorer er

Berøringssensor

Dette er sensoren som har muligheten til å fornemme og identifisere berøring av objektet og sensoren. Noen av enhetene der berøringssensorene brukes er begrensningsbrytere, mikrobrytere og andre. Når noen av kontaktene kommer i kontakt med noen av de solide seksjonene, vil denne enheten være lettere og dette stopper robotbevegelsen. Videre brukes den til inspeksjonsformål der den har en sonde som brukes til måling av komponentstørrelse.

Kraftsensor

Dette brukes til å måle kraftverdiene til flere operasjoner, for eksempel maskin lossing og lasting, materialbæring og andre som drives av en robot. Denne sensoren er også mye brukt i monteringstilnærmingen for å analysere problemene. Det finnes flere tilnærminger som er implementert i denne sensoren, for eksempel felles sensing, taktil array sensing.

Bortsett fra disse, er det mange typer sensorer i mange bransjer. La oss få en rask oversikt over disse:

Typer sensorer som brukes i bygningen

De hovedsakelig brukte sensorene i byggebransjen er:

• Temperatursensorer
• Bevegelsesdeteksjonssensorer
• Elektriske spennings- og strømfølere
• Røyk- og branndeteksjonssensorer
• Kamerasensorer
• Gass sensorer

Typer sensorer i fjernmåling

Det finnes hovedsakelig to typer fjernmåler-sensorer, og de er aktive og passive sensorer.

Aktive sensorer

Disse genererer energi for å skanne ting og steder, og deretter identifiserer og beregner en sensor mengden enten tilbakespredt eller reflektert stråling fra målobjektet. Eksemplene på aktive sensorer er RADAR og LIDAR der tidsforskjellen mellom emisjonsprosessen og returprosessen blir beregnet ved å bestemme området, hastigheten og objektretningen.

Passive sensorer

Disse sensorene samler stråling som enten utstråles eller reflekteres av de omkringliggende stedene eller objektet. Det mest avgjørende eksemplet på en passiv sensor er reflektert sollys. Og de andre eksemplene er radiometere, ladekoblede gjenstander, infrarødt og filmkameraarbeid.

Klassifiseringen av sensorer i fjernmåling er

Typer sensorer i fjernmåling

For å designe forskjellige typer sensorbaserte kretser du kan laste ned vår gratis eBok for å designe elektronikkprosjekter på egen hånd. Du kan også kontakte oss for teknisk hjelp ved å legge inn ideene dine i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørsmål til deg, hva er andre typer sensorer og hovedsakelig kretsdesign av strømningssensorer ?