Viviamo in un mondo di sensori. Si possono trovare diversi tipi di sensori nelle nostre case, uffici, automobili ecc. lavorare per rendere la nostra vita più facile accendendo le luci rilevando la nostra presenza, regolando la temperatura ambiente, rilevare fumo o fuoco, farci delizioso caffè, aprire le porte del garage non appena la nostra auto è vicino alla porta e molti altri compiti.

Tutti questi e molti altri compiti di automazione sono possibili grazie ai sensori. Prima di entrare nei dettagli di Ciò che è un sensore, Quali sono i diversi tipi di sensori e applicazioni di questi diversi tipi di sensori, daremo prima un’occhiata a un semplice esempio di un sistema automatizzato, che è possibile a causa di Sensori (e molti altri componenti pure).

Applicazione in tempo reale dei sensori

L’esempio di cui stiamo parlando qui è il sistema Autopilota negli aerei. Quasi tutti gli aerei civili e militari hanno la caratteristica di sistema di controllo automatico di volo o talvolta chiamato come pilota automatico.

Un sistema di controllo automatico di volo è costituito da diversi sensori per varie attività come il controllo della velocità, altezza, posizione, porte, ostacoli, carburante, manovre e molti altri. Un computer prende i dati da tutti questi sensori e li elabora confrontandoli con valori pre-progettati.

Il computer fornisce quindi il segnale di controllo a diverse parti come motori, flap, timoni ecc. che aiutano in un volo regolare. La combinazione di sensori, computer e meccanica consente di eseguire l’aereo in modalità autopilota.

Tutti i parametri cioè i sensori (che danno input ai computer), i computer (il cervello del sistema) e la meccanica (le uscite del sistema come motori e motori) sono ugualmente importanti nella costruzione di un sistema automatizzato di successo.

Ma in questo tutorial, ci concentreremo sulla parte Sensori di un sistema e guardare diversi concetti associati con sensori (come tipi, caratteristiche, classificazione ecc.).

Che cos’è un sensore?

Ci sono numerose definizioni su cosa sia un sensore, ma vorrei definire un Sensore come un dispositivo di input che fornisce un’uscita (segnale) rispetto a una specifica quantità fisica (input).

Il termine “dispositivo di input” nella definizione di un sensore significa che fa parte di un sistema più grande che fornisce l’input a un sistema di controllo principale (come un processore o un microcontrollore).

Un’altra definizione unica di un sensore è la seguente: è un dispositivo che converte i segnali da un dominio di energia a un dominio elettrico. La definizione del sensore può essere compresa se prendiamo un esempio in considerazione.

L’esempio più semplice di un sensore è un LDR o un resistore dipendente dalla luce. È un dispositivo, la cui resistenza varia in base all’intensità della luce a cui è sottoposto. Quando la luce che cade su un LDR è più, la sua resistenza diventa molto meno e quando la luce è meno, beh, la resistenza del LDR diventa molto alta.

Possiamo collegare questo LDR in un divisore di tensione (insieme ad altri resistori) e controllare la caduta di tensione attraverso l’LDR. Questa tensione può essere calibrata per la quantità di luce che cade sul LDR. Quindi, un sensore di luce.

Ora che abbiamo visto cos’è un sensore, procederemo ulteriormente con la classificazione dei Sensori.

Classificazione dei sensori

Esistono diverse classificazioni di sensori fatte da diversi autori ed esperti. Alcuni sono molto semplici e alcuni sono molto complessi. La seguente classificazione dei sensori può già essere utilizzata da un esperto in materia, ma questa è una classificazione molto semplice dei sensori.

Nella prima classificazione dei sensori, sono suddivisi in Attivo e Passivo. I sensori attivi sono quelli che richiedono un segnale di eccitazione esterno o un segnale di potenza.

I sensori passivi, d’altra parte, non richiedono alcun segnale di alimentazione esterno e generano direttamente la risposta in uscita.

L’altro tipo di classificazione si basa sui mezzi di rilevamento utilizzati nel sensore. Alcuni dei mezzi di rilevamento sono elettrici, biologici, chimici, radioattivi ecc.

La classificazione successiva si basa sul fenomeno di conversione cioè l’ingresso e l’uscita. Alcuni dei fenomeni di conversione comuni sono fotoelettrici, termoelettrici, elettrochimici, elettromagnetici, termooptici,ecc.

La classificazione finale dei sensori sono sensori analogici e digitali. I sensori analogici producono un’uscita analogica, ovvero un segnale di uscita continuo rispetto alla quantità misurata.

I sensori digitali, a differenza dei sensori analogici, funzionano con dati discreti o digitali. I dati nei sensori digitali, che vengono utilizzati per la conversione e la trasmissione, sono di natura digitale.

Diversi tipi di sensori

Di seguito è riportato un elenco di diversi tipi di sensori comunemente utilizzati in varie applicazioni. Tutti questi sensori sono utilizzati per misurare una delle proprietà fisiche come temperatura, resistenza, capacità, conduzione, trasferimento di calore ecc.

• Sensore di Temperatura
• Sensore di Prossimità
• Accelerometro
• Sensore IR (Sensore a Infrarossi)
• Sensore di Pressione
• Sensore di Luce
• Sensore a Ultrasuoni
• il Fumo, Gas e Sensore di Alcol
• Sensore Touch
• Sensore a Colori
• Sensore di Umidità
• Sensore di Inclinazione
• Flusso e Sensore di Livello

vedremo su alcuni dei suddetti sensori in breve. Ulteriori informazioni sui sensori verranno aggiunte successivamente. Un elenco di progetti che utilizzano i sensori di cui sopra è dato alla fine della pagina.

Sensore di temperatura

Uno dei sensori più comuni e popolari è il sensore di temperatura. Un sensore di temperatura, come suggerisce il nome, rileva la temperatura cioè misura le variazioni della temperatura.

In un sensore di temperatura, le variazioni della temperatura corrispondono al cambiamento delle sue proprietà fisiche come resistenza o tensione.

Esistono diversi tipi di sensori di temperatura come sensori di temperatura IC (come LM35), termistori, termocoppie, RTD (dispositivi di temperatura resistivi), ecc.

I sensori di temperatura vengono utilizzati ovunque come computer, telefoni cellulari, automobili, sistemi di climatizzazione, industrie ecc.

Un semplice progetto utilizzando LM35 (Celsius Scale Temperature Sensor) è implementato in questo progetto: SISTEMA A TEMPERATURA CONTROLLATA.

Sensori di prossimità

Un sensore di prossimità è un sensore di tipo senza contatto che rileva la presenza di un oggetto. I sensori di prossimità possono essere implementati utilizzando diverse tecniche come ottico (come infrarossi o laser), ultrasonico, effetto Hall, capacitivo, ecc.

Alcune delle applicazioni dei sensori di prossimità sono telefoni cellulari, automobili (sensori di parcheggio), industrie (allineamento degli oggetti), prossimità al suolo negli aerei, ecc.

Sensore di prossimità in retromarcia parcheggio è implementato in questo progetto: CIRCUITO SENSORE di PARCHEGGIO RETROMARCIA.

Sensore a infrarossi (sensore IR)

I sensori IR o il sensore a infrarossi sono sensori a base di luce utilizzati in varie applicazioni come il rilevamento di prossimità e oggetti. I sensori IR sono utilizzati come sensori di prossimità in quasi tutti i telefoni cellulari.

Esistono due tipi di sensori a infrarossi o IR: Tipo trasmissivo e tipo riflettente. Nel sensore IR di tipo trasmissivo, il trasmettitore IR (di solito un LED IR) e il rivelatore IR (di solito un fotodiodo) sono posizionati uno di fronte all’altro in modo che quando un oggetto passa tra di loro, il sensore rileva l’oggetto.

L’altro tipo di sensore IR è un sensore IR di tipo riflettente. In questo, il trasmettitore e il rivelatore sono posizionati adiacenti l’uno all’altro di fronte all’oggetto. Quando un oggetto si trova di fronte al sensore, il sensore rileva l’oggetto.

Diverse applicazioni in cui viene implementato il sensore IR sono telefoni cellulari, robot,assemblaggio industriale, automobili ecc.

Un piccolo progetto, in cui i sensori IR vengono utilizzati per accendere i lampioni: LAMPIONI STRADALI CHE UTILIZZANO SENSORI IR.

Sensore ad ultrasuoni

Un sensore ad ultrasuoni è un dispositivo di tipo senza contatto che può essere utilizzato per misurare la distanza e la velocità di un oggetto. Un sensore ad ultrasuoni funziona in base alle proprietà delle onde sonore con frequenza maggiore di quella della gamma udibile umana.

Utilizzando il tempo di volo dell’onda sonora, un sensore ad ultrasuoni può misurare la distanza dell’oggetto (simile al SONAR). La proprietà Doppler Shift dell’onda sonora viene utilizzata per misurare la velocità di un oggetto.

Il telemetro basato su Arduino è un semplice progetto che utilizza il sensore ad ultrasuoni:MISURATORE PORTATILE AD ULTRASUONI.

Di seguito è riportato un piccolo elenco di progetti basati su alcuni dei sensori sopra menzionati.

Sensore di luce – RIVELATORE DI LUCE UTILIZZANDO LDR

Sensore di fumo-RILEVATORE DI FUMO CIRCUITO DI ALLARME

Sensore di alcol-COME FARE ALCOL ETILOMETRO CIRCUITO?

Touch Sensor – TOUCH DIMMER INTERRUTTORE CIRCUITO UTILIZZANDO ARDUINO

Sensore di colore – ARDUINO BASED COLOR DETECTOR

Sensore di umidità – DHT11 SENSORE DI UMIDITÀ SU ARDUINO

Sensore di inclinazione – COME FARE UN SENSORE DI INCLINAZIONE CON ARDUINO?

In questo articolo, abbiamo visto Cos’è un sensore, quali sono la classificazione dei sensori e diversi tipi di sensori insieme alle loro applicazioni pratiche.