Typer af sensorer med deres kredsløbsdiagrammer

Typer af sensorer med deres kredsløbsdiagrammer

Generelt bruger vi almindelige vægkontakttavler til at tænde for industrielle apparater eller husholdningsapparater såsom blæser, køler, industrimotorer osv. Men det er meget vanskeligt at betjene kontakterne regelmæssigt. Derfor hjemmeautomatisering og industrielle automatiseringssystemer er udviklet til nem kontrol af alle nødvendige elektriske og elektroniske belastninger. Denne automatisering i et elsystem kan designes ved hjælp af forskellige typer sensorer og sensorkredsløb. Så denne artikel giver et omfattende overblik over, hvad der er en sensor, forskellige typer, princip sammen med kredsløbsdiagrammer.



Hvad er sensor?

En enhed, der giver et output ved at detektere ændringer i mængder eller begivenheder, kan defineres som en sensor. Generelt betegnes sensorer som de enheder, der genererer et elektrisk signal eller optisk udgangssignal svarende til variationerne i niveauet for input. Der er forskellige typer sensorer, for eksempel overveje et termoelement, der kan betragtes som en temperatursensor, der producerer en udgangsspænding baseret på indgangstemperaturændringerne.


Man kan observere mange slags sensorer på mange områder anvendt til forskellige applikationer. Lad os overveje et par af de typer sensorer .





Typer af sensorer

Typer af sensorer

Forskellige typer sensorer i elektronik

I vores daglige liv er vi vant til at implementere forskellige typer sensorer ofte i vores elsystemer såsom elektriske og elektroniske apparater, belastningskontrolsystemer, hjemmeautomatisering eller industriel automatisering osv.



Alle typer sensorer kan grundlæggende klassificeres i analoge sensorer og digitale sensorer . Men der er et par typer sensorer såsom temperaturfølere, IR-sensorer, ultralydssensorer, trykfølere, nærhedsfølere og berøringssensorer bruges ofte i de fleste elektronikapplikationer.

  1. Temperatur måler
  2. IR-sensor
  3. Ultralydssensor
  4. Berøringssensor
  5. Nærhedsfølere
  6. Tryk sensor
  7. Niveau sensorer
  8. Røg- og gassensorer

Temperatur måler

Temperatur er en af ​​de mest målte miljømængder af forskellige årsager. Der er forskellige typer temperatursensorer, der kan måle temperaturen, såsom en termoelement , termistorer, halvledertemperatursensorer, modstandstemperaturdetektorer (RTD'er) osv. Baseret på kravet anvendes forskellige typer sensorer til måling af temperatur i forskellige applikationer.


Temperatur måler

Temperatur måler

Temperaturføler kredsløb

En simpel temperaturføler med kredsløbet kan bruges til at tænde eller slukke for belastningen ved en bestemt temperatur, som detekteres af temperatursensoren (her bruges termistor). Kredsløbet består af batteri, termistor, transistorer og relæ, der er forbundet som vist i figuren.

Temperaturføler kredsløb

Temperaturføler kredsløb

Relæet aktiveres af temperatursensoren ved at registrere den ønskede temperatur. Relæet tænder således for den tilsluttede belastning (belastningen kan være vekselstrøm eller jævnstrøm). Vi kan bruge dette kredsløb til automatisk styring af blæseren baseret på temperatur.

Praktisk anvendelse af temperatursensor

Overvej først og fremmest temperaturfølere som igen klassificeres i forskellige typer sensorer såsom termistorer, digitale temperatursensorer osv.

Den programmerbare digitale temperaturregulator er et praktisk integreret systembaseret elektronisk projekt, det er designet, der bruges til at kontrollere temperaturen på enhver enhed baseret på kravet til industrielle applikationer. Det digitale temperatursensorkredsløbssæt er vist i nedenstående figur.

Projektets kredsløbsblokdiagram kan repræsenteres som følger med forskellige blokke som vist i figuren.

Det strømforsyningsblok består af en AC 230V forsyning, trin ned transformer til nedtrapping af spændingen, en ensretter til udligning af spænding fra AC til DC, spændingsregulator til opretholdelse af konstant udgang DC spænding for at give input til projektkredsløbet.

LCD-skærmen er grænseflade til 8051 mikrocontrollere til visning af temperaturaflæsninger i området fra -55 grader C til + 125 grader C. Den digitale temperatursensor IC DS1621 bruges til at give 9-bit temperaturaflæsninger til mikrokontrolleren.

Den ikke-flygtige hukommelse EEPROM bruges til at gemme brugerdefinerede (maksimum og minimum) temperaturindstillinger gennem et sæt af switches til 8051-mikrocontrollere. Et relæ er forbundet til mikrokontrolleren, som kan drives ved hjælp af transistordriveren. Lasten kan køres ved hjælp af dette relæ (her repræsenteres belastningen som en lampe til demonstrationsformål).

IR-sensor

De små fotochips, der har en fotocelle, der bruges til at udsende og detektere det infrarøde lys kaldes som IR-sensorer. IR-sensorer bruges generelt til at designe fjernbetjeningsteknologi. IR-sensor kan bruges til at opdage forhindringer i robotkøretøjet og dermed styre robotkøretøjets retning. Der er forskellige typer sensorer, der kan bruges til at detektere infrarøde lys.

IR-sensor

IR-sensor

IR-sensorkredsløb

Et simpelt IR-sensorkredsløb bruges i vores daglige liv som en fjernbetjening til et tv. Den består af IR emitter kredsløb og IR modtager kredsløb, som kan designes som vist i figuren.

IR-sensorkredsløb

IR-sensorkredsløb

IR-emitterkredsløbet, der bruges som fjernbetjening af controlleren, bruges til at udsende infrarødt lys. Dette infrarøde lys sendes eller transmitteres mod IR-modtagerkredsløbet, som grænseflader til enheden som et tv eller en IR-fjernstyret robot. Baseret på de modtagne kommandoer styres tv'et eller robotten.

Praktisk anvendelse af IR-sensor

IR-sensorer bruges ofte til at designe tv-fjernbetjeninger. Det er et simpelt IR-sensorbaseret elektronikprojekt, der bruges til fjernstyring af et robotkøretøj ved hjælp af den generelle tv-fjernbetjening eller IR-fjernbetjening . IR-sensorstyret projektkredsløb for robotkøretøjer er vist i figuren.

Blokdiagrammet for IR-kontrollerede robotkøretøjer består af forskellige blokke, såsom motorer og motordykker, der er grænseflade med 8051-mikrocontrollerne, batteri til strømforsyning, IR-modtagerblok og TV-fjernbetjening eller IR-fjernbetjening som vist i figuren.

Her bruges den IR-sensorbaserede tv-fjernbetjening til at sende kommandoer til robotkøretøjet eksternt af brugeren. Baseret på de kommandoer, der modtages af IR-modtageren, der er grænseflade til mikrokontrolleren i modtagerenden. Mikrocontrolleren genererer passende signaler til at drive motorerne, så de styrer robotkøretøjets retning fremad, bagud eller venstre eller højre.

Ultralydssensor

En transducer, der fungerer på princippet svarende til ekkolod eller radar og estimere attributter for målet ved fortolkning kaldes ultralydssensorer eller transceivere. Der er forskellige typer sensorer, der er klassificeret som aktive og passive ultralydssensorer, der kan differentieres baseret på sensorer.

Højfrekvente lydbølger genereret af aktive ultralydssensorer modtages tilbage af ultralydssensoren til evaluering af ekkoet. Således anvendes det tidsinterval, der er taget til transmission og modtagelse af ekkoet, til bestemmelse af afstanden til et objekt. Men passive ultralydssensorer bruges bare til at detektere ultralydsstøj, der er til stede under specifikke forhold.

Ultralydssensor med kredsløb

Ultralydssensor med kredsløb

Ultralydsmodulet vist i ovenstående figur består af en ultralydssender, modtager og et kontrolkredsløb. Den praktiske anvendelse af en ultralydssensor med kredsløbet kan bruges som et ultralyds afstandssensorkredsløb som vist nedenfor.

Hver gang strømforsyningen gives til kredsløbet, genereres ultralydbølger og transmitteres fra sensoren og reflekteres tilbage fra en forhindring eller en genstand foran den. Derefter modtager modtageren det, og den samlede tid, det tager at sende og modtage, bruges til at beregne afstanden mellem objektet og sensoren. Mikrocontrolleren bruges til behandling og styring af hele operationer ved hjælp af programmeringsteknikker. LCD-skærmen er grænseflade til kredsløbet for at vise afstanden (normalt i cm).

Praktisk anvendelse af ultralydssensor

Ultralydssensorer med kredsløb kan bruges til at måle afstanden på et objekt. Denne metode bruges, hvor vi ikke kan implementere de konventionelle metoder til at måle ligesom utilgængelige områder såsom høj temperatur eller trykzoner osv. Ultralydssensorbaseret afstandsmåling projekt kredsløbssæt er vist i figuren.

Afstandsmåling ved hjælp af ultralydssensor-projektets kredsløbsblokdiagram er vist i blokdiagrammet nedenfor. Den består af forskellige blokke såsom en strømforsyningsblok, LCD-skærm, ultralydsmodul, et objekt, hvis afstand skal måles, og 8051 mikrokontroller .

Ultralydstransduceren anvendt i dette projekt består af en ultralydssender og modtager. Bølgerne transmitteret fra ultralydssenderen reflekteres tilbage til ultralydsmodtageren fra objektet. Den tid, det tager at sende og modtage disse bølger, beregnes ved hjælp af lydhastigheden.

Berøringssensor

Berøringsfølere kan defineres som afbrydere, der aktiveres ved berøring. Der er forskellige typer berøringsfølere, der klassificeres ud fra typen af ​​berøringer, såsom kapacitans berøringsafbryder, modstand berøringsafbryder og piezo touch-kontakt.

Berøringssensor

Berøringssensor

Berør sensorkredsløb

Kredsløbet repræsenterer en enkel anvendelse af en berøringssensor, der består af en 555 timer, der fungerer i monostabil tilstand, berøringssensor eller -plade, LED, batteri og basale elektroniske komponenter.

Berør sensorkredsløb

Berør sensorkredsløb

Kredsløbet er forbundet som vist i ovenstående figur. Under normal tilstand, når berøringspladen ikke berøres, forbliver LED'en i slukket tilstand. Hvis berøringspladen en gang er berørt, gives der et signal til 555 timerne. Ved at registrere det signal, der modtages fra berøringspladen, aktiverer 555-timeren LED'en, og dermed lyser LED'en, hvilket indikerer berøringen til berøringssensoren eller -pladen.

Praktisk anvendelse af berøringssensor

En berøringsfølsom belastning er designet til at kontrollere belastningen. Det berøringsstyrede projektomskiftersæt til belastningskontakt er vist i figuren.

Touch-sensor-principbaseret berøringsstyret belastningskontakt består af forskellige blokke såsom strømforsyningsblok, 555 timere , berøringssensorplade eller berøringsplade, relæ og belastning som vist i blokdiagrammet for berøringsstyret belastningsafbryder.

De 555 timere, der bruges i kredsløbet, er forbundet i monostabil tilstand, som bruges til at køre et relæ til at tænde for en belastning i en fast varighed. Udløserstiften på 555 timerne er forbundet til berøringspladen, således kan 555 timere udløses ved berøring. Hver gang 555 timere udløses ved berøring (spænding udvikler sig med menneskekroppens berøring), leverer den logik højt i et fast tidsinterval. Dette faste tidsinterval kan ændres ved at ændre RC-tidskonstantforbindelsen til timeren. Således kører output fra 555 timeren belastningen gennem relæet, og belastningen slukkes automatisk efter en fast varighed.

På samme måde kan vi udvikle enkle og innovative elektriske og elektronikprojekter ved hjælp af mere avancerede sensorer såsom et PIR-sensorbaseret automatisk døråbningssystem. Tryksensorbaseret elproduktion, som kan implementeres ved at placere de piezoelektriske plader (disse er en type trykfølere) under en hastighedsafbryder på motorveje til at generere elektricitet til motorvejsbelysning. Nærhedsfølerbaseret nærhedsdetektor kredsløb.

Lad os nu gå videre og kende typer sensorer baseret på hvert domæne, såsom i IoT, robotteknologi, bygning og på tværs af mange brancher.

Sensorer i IoT

IoT er den platform, hvor den i nyere tid står som centrum for alle teknologirelaterede ting. IoTs funktion er at levere flere typer information og intelligens gennem implementering af forskellige slags sensorer. Disse sensorer fungerer til at indsamle information, fungere på den og dele på tværs af flere tilsluttede enheder. Med alle de indsamlede oplysninger giver sensorerne mulighed for automatisk funktionalitet og gør teknologien smartere. Nedenfor er typer sensorer i IoT domæne.

Nærhedsfølere

Dette er en type IoT-sensor, hvor den identificerer eksistensen eller ikke-eksistensen af ​​det omgivende objekt eller finder objektegenskaberne. Derefter konverterer det detekterede signal til den form, der klart forstås af brugeren, eller det kan være en simpel elektronisk enhed, der ikke kommer i kontakt med dem.

Nærhedssensorkredsløb

Nærhedssensorkredsløb

Anvendelsen af ​​nærhedssensorer findes hovedsageligt i detailområdet, hvor de kan finde ud af den bevægelse og tilknytning, der findes mellem produktet og forbrugeren. Med dette kan brugere modtage hurtige meddelelser om rabatopdateringer og eksklusive tilbud på interessante produkter. Og det andet domæne er i biler.

For eksempel, når du bakker en bil, får du lyde, hvis der findes en forhindring, og her implementeres nærhedssensorens funktion.

Der er mange andre typer nærhedsfølere, og de er:

Kemisk sensor

Disse sensorer er implementeret i forskellige brancher. Hovedformålet med disse sensorer er at betegne enhver form for ændringer i væsken eller at opdage eventuelle luftkemiske variationer. Disse er afgørende implementeret i større byer, fordi det er vigtigt at se efter ændringer og give befolkningen sikkerhed.

Den væsentlige implementering af kemiske sensorer kan ses i kommerciel atmosfærisk observation og processtyring, som enten kan være bevidst eller tilfældigt udviklede kemikalier, farlig eller radioaktiv eksponering, genanvendelige operationer i rumstationer, farmaceutiske industrier og mange andre.

De mest almindelige kemiske sensorer er

  • Elektrokemisk gastype
  • Kemisk FET
  • Chemi-modstand
  • Ikke-dispersiv IR
  • pH-glaselektrodetype
  • Zinkoxid nanorod
  • Fluorescerende kloridtype

Gassensor

Disse er næsten det samme som kemiske sensorer, men er udelukkende implementeret for at observere ændringer i luftkvaliteten og finde ud af eksistensen af ​​forskellige typer gasser. I lighed med kemiske sensorer er disse anvendt på flere områder som landbrug, sundhed, fremstilling og anvendt til observation af luftkvalitet, anerkendelse af giftig eller brandfarlig gas, tilsyn med farlig gas i kulindustrien, olie- og gasvirksomheder, kemisk laboratorieundersøgelse, teknik - maling , plast, gummi, lægemidler og petrokemiske produkter og andre.

Et par af de mest implementerede gassensorer er af

  • Brintype
  • Ozonovervågningstype
  • Hygrometer
  • Kuldioxid-sensor
  • Elektrokemisk gasform
  • Katalytisk perletype
  • Luftforureningstype
  • Type af detektion af kulilte
  • Gasdetekteringstype

Dette handler om gas- og kemiske sensorer og deres typer.

Fugtighedssensorer

Fugtighed er udtrykket, der er specificeret som den mængde damp, der findes i den atmosfæriske luft eller i andre luftformige stoffer. Fugtighedssensorer holder sig generelt til anvendelsen af ​​temperatursensorer, da de fleste af fremstillingsprocesserne har brug for nøjagtige driftsbetingelser. Ved måling af fugtighed kan man sikre sig, at hele proceduren går let, og når der sker pludselige ændringer, så går de med øjeblikkelig handling, da disse sensorer identificerer variationen hurtigere.

Mange af domænerne såsom bolig, kommerciel bruger disse fugtighedssensorer til formål med opvarmning, ventilation og køling. Selv disse sensorer kan observeres i mange andre domæner såsom maling, hospitaler, farmaceutisk, meteorologi, bil, drivhuse og belægningsindustrier.

Disse er de mest anvendte typer sensorer i IoT domæne.

Sensorer i robotik

Sensorer har større betydning i robotindustrien, da de gør det muligt for robotten at blive informeret om det omgivende miljø og således lette den med de nødvendige operationer. Uden implementeringen af ​​disse sensorer kan robotter kun udføre nogle få monotone aktiviteter, der begrænser robotens kapacitet.

Med alle disse evner kan robotter udføre mange operationer på højt niveau. Lad os diskutere mere tydeligt om forskellige typer af sensorer inden for robotteknologi .

Accelerationssensor

Denne type sensor bruges til at beregne vinkel- og accelerationsværdier. Et accelerometer bruges hovedsageligt til beregning af acceleration. Der findes to typer kræfter, der viser virkningen på et accelerometer, og disse er:

Statisk kraft - Dette er den friktionskraft, der findes mellem to objekter. Med beregningen af ​​tyngdekraften kan man kende robotens vippeværdi. Denne beregning er nyttig til robotbalancering eller at vide, om robotten har en kørebevægelse op ad bakke eller på en flad kant.

Dynamisk kraft - Dette måles som den accelerationsmængde, der er nødvendig for bevægelse af et objekt. Beregningen af ​​dynamisk kraft gennem et accelerometer definerer enten hastighed eller hastighed for, hvad robotten har bevægelse.

Disse accelerometer sensorer er tilgængelige i flere konfigurationer. Valgetype afhænger af branchens krav. Et par af de parametre, der skal kontrolleres inden korrekt sensorvalg er båndbredde, outputtype enten digital eller analog, det samlede antal akser og følsomheden.

Nedenstående billede viser skematisk diagram over en accelerationssensor.

Accelerationssensor

Accelerationssensor

Lydsensor

Disse sensorer er normalt mikrofonenheder, der bruges til at kende lyden og levere det tilsvarende spændingsniveau baseret på det detekterede lydniveau. Med implementeringen af ​​en lydsensor kan en lille robot fremstilles til at navigere afhængigt af niveauet for den modtagne lyd.

Sammenlignet med lyssensorer er designprocessen for lydsensorer noget kompliceret. Dette skyldes, at lydsensorer leverer meget minimal spændingsforskel, og dette skal forstærkes for at give målbar spændingsvariation. Skiftekredsen til lydsensoren er vist nedenfor:

Lydsensor

Lydsensor

Lyssensor

Lyssensorer er slags transducerenheder, der bruges til at identificere lys og genererer en spændingsændring, der er den samme som lysintensiteten, der kommer under lyssensorer .

Der findes hovedsageligt to typer sensorer i robotindustrien, og de er fotoresistor og solceller. Selv der er andre typer lyssensorer, de er ikke meget implementeret som fototransistor og lysrør.

Foto modstand

Dette er en slags modstand, der hovedsagelig anvendes til lysdetektering. I dette ændres modstandsværdien i overensstemmelse med lysets intensitetsniveau. Lyset, der falder på fotoresistoren, har et omvendt forhold til modstandsværdien af ​​fotoresistoren. I de fleste tilfælde betegnes fotoresistoren endda som LDR, som er lysafhængig modstand. Kredsløbsdiagrammet for fotoresistoren er vist som nedenfor:

Solceller

Solceller er de energitransformationsanordninger, der anvendes til at konvertere solstråling til en elektrisk energiform. Disse bruges hovedsageligt i fremstillingsprocessen for solrobotter. Separat fotovoltaiske celler tages i betragtning som energikildeenheder, som er applikationen, der flettes med både kondensatorer og transistorer, og de kan omdanne dette til en sensorindretning.

Taktile sensorer

Dette er en type sensor, der angiver kontakten mellem sensoren og objektet. Taktile sensorer implementeres sandsynligvis i hverdagsscenarier, som f.eks. I lamperne, der dæmpes eller forbedrer lysstyrken ved at røre ved deres base og i liftknapperne. Derudover er der mange omfattende anvendelser af taktile sensorer, hvor folk ikke lige er opmærksomme. De vigtigste typer af følbare sensorer er

Berøringssensor

Dette er sensoren, der har evnen til at registrere og identificere berøring af objektet og sensoren. Et par af de enheder, hvor berøringssensorerne bruges, er begrænsningsafbrydere, mikroafbrydere og andre. Når nogen af ​​stikkene kommer i kontakt med nogen af ​​de faste sektioner, vil denne enhed være mere praktisk, og dette stopper robotbevægelsen. Desuden bruges den til inspektionsformål, hvor den har en sonde, der bruges til måling af komponentstørrelse.

Kraftsensor

Dette bruges til at måle kraftværdierne ved flere operationer, såsom maskinaflæsning og lastning, materialebæring og andre, der betjenes af en robot. Denne sensor er også meget anvendt i forsamlingsmetoden til at analysere problemerne. Der findes flere tilgange, der er implementeret i denne sensor, såsom fælles sensing, taktil array sensing.

Bortset fra disse er der mange typer sensorer i mange brancher. Lad os få et hurtigt overblik over disse:

Typer af sensorer, der bruges i bygningen

De mest anvendte sensorer i byggebranchen er:

  • Temperatursensorer
  • Bevægelsesregistreringssensorer
  • Elektriske spændings- og strømfølere
  • Røg- og branddetektor sensorer
  • Kamerasensorer
  • Gassensorer

Typer af sensorer i fjernretning

Der findes hovedsageligt to typer fjern sensorføler, og de er aktive og passive sensorer.

Aktive sensorer

Disse genererer energi til at scanne tingene og placeringerne, og derefter identificerer og beregner en sensor mængden af ​​enten tilbagespredning eller reflekteret stråling fra målobjektet. Eksemplerne på aktive sensorer er RADAR og LIDAR, hvor tidsforskellen mellem emissionen og returprocessen beregnes ved at bestemme området, hastigheden og objektets retning.

Passive sensorer

Disse sensorer indsamler stråling, som enten udsendes eller reflekteres af de omgivende placeringer eller genstande. Det mest afgørende eksempel på en passiv sensor er reflekteret sollys. Og de andre eksempler er radiometre, ladekoblede genstande, infrarødt arbejde og filmkamera.

Klassificeringen af ​​sensorer i fjernmåling er

Typer af sensorer i fjernretning

Typer af sensorer i fjernretning

Til design forskellige typer sensorbaserede kredsløb du kan downloade vores gratis e-bog til at designe elektronikprojekter alene. Du kan også henvende os til teknisk hjælp ved at sende dine ideer i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvad er andre typer sensorer og hovedsageligt kredsløbsdesign af flowfølere ?