Wir leben in einer Welt der Sensoren. Sie können verschiedene Arten von Sensoren in unseren Häusern, Büros, Autos usw. finden. wir arbeiten daran, unser Leben zu erleichtern, indem wir das Licht einschalten, indem wir unsere Anwesenheit erkennen, die Raumtemperatur einstellen, Rauch oder Feuer erkennen, köstlichen Kaffee zubereiten, Garagentore öffnen, sobald sich unser Auto in der Nähe der Tür befindet, und viele andere Aufgaben.

All diese und viele andere Automatisierungsaufgaben sind dank Sensoren möglich. Bevor wir uns mit den Details eines Sensors, den verschiedenen Sensortypen und den Anwendungen dieser verschiedenen Sensortypen befassen, werfen wir zunächst einen Blick auf ein einfaches Beispiel eines automatisierten Systems, das aufgrund von Sensoren möglich ist (und viele andere Komponenten auch).

Echtzeitanwendung von Sensoren

Das Beispiel, über das wir hier sprechen, ist das Autopilotsystem in Flugzeugen. Fast alle zivilen und militärischen Flugzeuge verfügen über ein automatisches Flugsteuerungssystem oder werden manchmal als Autopilot bezeichnet.

Ein automatisches Flugsteuerungssystem besteht aus mehreren Sensoren für verschiedene Aufgaben wie Geschwindigkeitsregelung, Höhe, Position, Türen, Hindernis, Kraftstoff, Manövrieren und vieles mehr. Ein Computer nimmt Daten von all diesen Sensoren und verarbeitet sie, indem er sie mit vorgefertigten Werten vergleicht.

Der Computer liefert dann Steuersignale an verschiedene Teile wie Motoren, Klappen, Ruder usw. das hilft bei einem reibungslosen Flug. Die Kombination von Sensoren, Computern und Mechanik ermöglicht es, das Flugzeug im Autopilot-Modus zu betreiben.

Alle Parameter, d. H. Die Sensoren (die den Computern Eingaben geben), die Computer (die Gehirne des Systems) und die Mechanik (die Ausgänge des Systems wie Motoren und Motoren), sind für den Aufbau eines erfolgreichen automatisierten Systems gleichermaßen wichtig.

In diesem Tutorial konzentrieren wir uns jedoch auf den Sensorteil eines Systems und betrachten verschiedene Konzepte, die mit Sensoren verbunden sind (wie Typen, Eigenschaften, Klassifizierung usw.).

Was ist ein Sensor?

Es gibt zahlreiche Definitionen, was ein Sensor ist, aber ich möchte einen Sensor als ein Eingabegerät definieren, das einen Ausgang (Signal) in Bezug auf eine bestimmte physikalische Größe (Eingabe) bereitstellt.

Der Begriff „Eingabegerät“ in der Definition eines Sensors bedeutet, dass es Teil eines größeren Systems ist, das Eingaben an ein Hauptsteuerungssystem (wie einen Prozessor oder einen Mikrocontroller) liefert.

Eine andere eindeutige Definition eines Sensors lautet wie folgt: Es ist ein Gerät, das Signale von einem Energiebereich in einen elektrischen Bereich umwandelt. Die Definition des Sensors kann verstanden werden, wenn wir ein Beispiel in Betracht ziehen.

Das einfachste Beispiel eines Sensors ist ein LDR oder ein lichtabhängiger Widerstand. Es ist ein Gerät, dessen Widerstand je nach Intensität des Lichts variiert, dem es ausgesetzt ist. Wenn das Licht, das auf einen LDR fällt, mehr ist, wird sein Widerstand sehr geringer und wenn das Licht weniger ist, wird der Widerstand des LDR sehr hoch.

Wir können diesen LDR in einen Spannungsteiler (zusammen mit einem anderen Widerstand) anschließen und den Spannungsabfall über dem LDR überprüfen. Diese Spannung kann auf die auf den LDR fallende Lichtmenge kalibriert werden. Daher ein Lichtsensor.

Nachdem wir nun gesehen haben, was ein Sensor ist, werden wir mit der Klassifizierung von Sensoren fortfahren.

Klassifizierung von Sensoren

Es gibt verschiedene Klassifikationen von Sensoren, die von verschiedenen Autoren und Experten erstellt wurden. Einige sind sehr einfach und andere sehr komplex. Die folgende Klassifizierung von Sensoren kann bereits von einem Experten auf dem Gebiet verwendet werden, aber dies ist eine sehr einfache Klassifizierung von Sensoren.

In der ersten Klassifizierung der Sensoren werden sie in Aktiv und Passiv unterteilt. Aktive Sensoren sind solche, die ein externes Anregungssignal oder ein Leistungssignal benötigen.

Passive Sensoren hingegen benötigen kein externes Versorgungssignal und erzeugen direkt eine Ausgangsantwort.

Die andere Art der Klassifizierung basiert auf den im Sensor verwendeten Detektionsmitteln. Einige der Nachweismittel sind elektrische, biologische, chemische, radioaktive usw.

Die nächste Klassifizierung basiert auf dem Umwandlungsphänomen, d. H. Dem Eingang und dem Ausgang. Einige der häufigsten Umwandlungsphänomene sind photoelektrisch, thermoelektrisch, elektrochemisch, elektromagnetisch, thermooptisch usw.

Die endgültige Klassifizierung der Sensoren sind analoge und digitale Sensoren. Analoge Sensoren erzeugen einen analogen Ausgang, d.h. ein kontinuierliches Ausgangssignal in Bezug auf die zu messende Größe.

Digitale Sensoren arbeiten im Gegensatz zu analogen Sensoren mit diskreten oder digitalen Daten. Die Daten in digitalen Sensoren, die zur Umwandlung und Übertragung verwendet werden, sind digitaler Natur.

Verschiedene Arten von Sensoren

Im Folgenden finden Sie eine Liste verschiedener Arten von Sensoren, die häufig in verschiedenen Anwendungen verwendet werden. Alle diese Sensoren werden zur Messung einer der physikalischen Eigenschaften wie Temperatur, Widerstand, Kapazität, Wärmeleitung, Wärmeübertragung usw. verwendet.

• Temperatursensor
• Näherungssensor
• Beschleunigungssensor
• IR-Sensor (Infrarotsensor)
• Drucksensor
• Lichtsensor
• Ultraschallsensor
• Rauch-, Gas- und Alkoholsensor
• Berührungssensor
• Farbsensor
• Feuchtigkeitssensor
• Neigungssensor
• Durchfluss- und Füllstandssensor

Wir werden einige der oben genannten Sensoren in Kürze sehen. Weitere Informationen zu den Sensoren werden später hinzugefügt. Eine Liste der Projekte, die die oben genannten Sensoren verwenden, finden Sie am Ende der Seite.

Temperatursensor

Einer der häufigsten und beliebtesten Sensoren ist der Temperatursensor. Ein Temperatursensor erfasst, wie der Name schon sagt, die Temperatur, d. H. Er misst die Temperaturänderungen.

Bei einem Temperatursensor entsprechen die Änderungen der Temperatur der Änderung seiner physikalischen Eigenschaften wie Widerstand oder Spannung.

Es gibt verschiedene Arten von Temperatursensoren wie Temperatursensor-ICs (wie LM35), Thermistoren, Thermoelemente, RTD (Resistive Temperature Devices) usw.

Temperatursensoren werden überall eingesetzt, z. B. in Computern, Mobiltelefonen, Automobilen, Klimaanlagen, Industrien usw.

In diesem Projekt ist ein einfaches Projekt mit LM35 (Celsius Scale Temperature Sensor) implementiert: TEMPERATURE CONTROLLED SYSTEM.

Näherungssensoren

Ein Näherungssensor ist ein berührungsloser Sensor, der das Vorhandensein eines Objekts erkennt. Näherungssensoren können mit verschiedenen Techniken wie optisch (wie Infrarot oder Laser), Ultraschall, Hall-Effekt, kapazitiv usw. implementiert werden.

Einige der Anwendungen von Näherungssensoren sind Mobiltelefone, Autos (Parksensoren), Industrien (Objektausrichtung), Bodennähe in Flugzeugen usw.

Näherungssensor beim Rückwärtseinparken ist in diesem Projekt implementiert: REVERSE PARKING SENSOR CIRCUIT.

Infrarotsensor (IR-Sensor)

IR-Sensoren oder Infrarotsensoren sind lichtbasierte Sensoren, die in verschiedenen Anwendungen wie Näherungs- und Objekterkennung eingesetzt werden. IR-Sensoren werden in fast allen Mobiltelefonen als Näherungssensoren verwendet.

Es gibt zwei Arten von Infrarot- oder IR-Sensoren: Transmissiver Typ und reflektierender Typ. Bei einem IR-Sensor vom transmissiven Typ sind der IR-Sender (normalerweise eine IR-LED) und der IR-Detektor (normalerweise eine Fotodiode) einander zugewandt positioniert, so dass der Sensor das Objekt erkennt, wenn ein Objekt zwischen ihnen hindurchgeht.

Die andere Art von IR-Sensor ist ein reflektierender IR-Sensor. Dabei sind der Sender und der Detektor dem Objekt zugewandt benachbart zueinander angeordnet. Wenn ein Objekt vor den Sensor kommt, erkennt der Sensor das Objekt.

Verschiedene Anwendungen, in denen IR-Sensor implementiert ist, sind Mobiltelefone, Roboter, industrielle Montage, Automobile usw.

Ein kleines Projekt, bei dem IR-Sensoren verwendet werden, um Straßenlaternen einzuschalten: STRAßENLATERNEN MIT IR-SENSOREN.

Ultraschallsensor

Ein Ultraschallsensor ist ein berührungsloses Gerät, mit dem sowohl die Entfernung als auch die Geschwindigkeit eines Objekts gemessen werden können. Ein Ultraschallsensor arbeitet basierend auf den Eigenschaften der Schallwellen mit einer Frequenz, die größer ist als die des menschlichen Hörbereichs.

Anhand der Flugzeit der Schallwelle kann ein Ultraschallsensor die Entfernung des Objekts messen (ähnlich wie SONAR). Die Dopplerverschiebungseigenschaft der Schallwelle wird verwendet, um die Geschwindigkeit eines Objekts zu messen.Arduino-basierter Entfernungsmesser ist ein einfaches Projekt mit Ultraschallsensor: TRAGBARER ULTRASCHALL-ENTFERNUNGSMESSER.

Im Folgenden finden Sie eine kleine Liste von Projekten, die auf einigen der oben genannten Sensoren basieren.

Lichtsensor – LICHTDETEKTOR MIT LDR

Rauchsensor – RAUCHMELDERALARMSCHALTUNG

Alkoholsensor – WIE MACHE ICH EINEN ALKOHOLTESTER?

Berührungssensor – BERÜHRUNGSDIMMERSCHALTUNG MIT ARDUINO

Farbsensor – ARDUINO-BASIERTER FARBDETEKTOR

Feuchtigkeitssensor – DHT11 FEUCHTIGKEITSSENSOR AUF ARDUINO

Neigungssensor – WIE ERSTELLE ICH EINEN NEIGUNGSSENSOR MIT ARDUINO?

In diesem Artikel haben wir gesehen, Was ist ein Sensor, was sind die Klassifizierung von Sensoren und verschiedenen Arten von Sensoren zusammen mit ihren praktischen Anwendungen.