Kuru ürün paylaşımı Tüketici alanında yaygın olarak kullanılan 6 sensör prensibine giriş
Gerçek dünya, analog sinyallerin dünyasıdır ve insanlar dünyayı görme ve dokunma yoluyla algılar. Nesnelerin İnterneti çağında, sensörler her şeyi algılamak için "beş duyu" misyonunu üstlenirler ve her şeyin birbirine bağlanması insan hayatına sınırsız bir hayal gücü verir.
Mevcut sensör gelişiminin birçok alanda tam çiçek açtığı söylenebilir. Alt bölümlere ayrılmış o kadar çok ürün var ki, o kadar karmaşık ki hepsini listelemek kolay değil. Bugün tüketici alanında yaygın olarak kullanılan 6 sensörden bahsedeceğim.
1. Sıcaklık sensörü
Sıcaklık sensörü, çeşitli sensörler arasında ilk sırada yer alan geniş bir uygulama aralığına ve çok sayıya sahiptir. Sıcaklık sensörlerinin geliştirilmesi, kabaca, geleneksel ayrık, analog entegrasyon ve yeni akıllı sıcaklık sensörleri olan aşağıdaki üç aşamadan geçti. Yeni sıcaklık sensörü, istihbarat ve ağ oluşturma yönünde gelişiyor.
Sıcaklık sensörleri, sensör ile ölçülen ortam arasındaki temas moduna göre iki kategoriye ayrılabilir: biri temaslı sıcaklık sensörü ve diğeri temassız sıcaklık sensörüdür.
Geleneksel Termometre Prensibi
Temaslı sıcaklık sensörünün sıcaklık ölçüm elemanı, ölçülen nesne ile iyi bir termal temasa sahip olmalı ve ısı iletimi ve konveksiyon prensibi aracılığıyla termal dengeyi sağlamalıdır.Bu sırada, gösterilen değer ölçülen nesnenin sıcaklığıdır. Bu sıcaklık ölçüm yöntemi nispeten yüksek bir doğruluğa sahiptir ve nesne içindeki sıcaklık dağılımını ölçebilir. Ancak nispeten küçük ısı kapasitesine ve sıcaklık algılayıcı bileşenler üzerinde aşındırıcı etkilere sahip nesneleri hareket ettirmek için bu yöntem büyük hatalar üretecektir.
Temassız sıcaklık ölçümünün sıcaklık ölçüm elemanı, ölçülen nesne ile birbirine temas etmez. Radyant ısı değişimi ilkesi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sıcaklık ölçüm yönteminin temel özelliği, hareket halindeki küçük hedefleri ve ısı kapasitesinde küçük veya hızlı değişiklikler olan nesneleri ölçebilmesidir.Sıcaklık alanının sıcaklık dağılımını da ölçebilir, ancak ortamdan nispeten etkilenir.
Eski Apple sıcaklık sensörünü kuruyor
Belirli gereksinimleri karşılamak için sıcaklığın sürekli izlenmesi gereken her yerde bir sıcaklık sensörüne ihtiyaç vardır. Tüketici alanında, sıcaklık sensörleri genellikle iç ortam sıcaklığındaki değişiklikleri tespit etmek için kullanılır. Sıcaklığı algılayabilir ve onu kullanılabilir bir çıkış sinyaline dönüştürebilir. Sıcaklık yüksek olduğunda klima soğutmaya başlar ve sıcaklık düştüğünde klima ısıtmaya başlar.
Haojiyou: Gerçek kullanımda, nem sensörü genellikle sıcaklık sensörünün kullanıldığı yerlerde kullanılır ve zahmetlidir ve aynı anda ikisini kurmak için yer kaplar, bu nedenle ikisi genellikle bir sıcaklık ve nem sensörü oluşturmak için entegre edilir.
2. Nabız sensörü
Nabız sensörü, benzer kalp atış hızını algılamak için kullanılan bir makineyi ifade eder. En yaygın tür esas olarak fotoelektriktir. İki tür ayrık ve entegre vardır. Emisyon kısmı görünür ışık ve kızılötesi ışık kullanır.
Yaygın olarak kullanılan nabız sensörleri temel olarak, belirli dalga boylarına sahip kızılötesi ışınların kandaki değişikliklere duyarlılığı ilkesini kullanır. Kalbin periyodik olarak atması nedeniyle, test edilen kan damarındaki kan akış hızı ve hacminin düzenli olarak değişmesine neden olur.Gürültü azaltma ve amplifikasyon ile sinyal işlendikten sonra mevcut kalp atış sayısı hesaplanır.
Belirtmek gerekir ki, farklı kişilerin cilt tonuna göre, aynı kalp atış hızı sensörünün cilde ilettiği kızılötesi ışınların yoğunluğu ve ciltten yansıması da farklıdır, bu da ölçüm sonuçlarında bazı hatalara neden olur. Normal koşullar altında, bir kişinin ten rengi ne kadar koyu olursa, kızılötesi ışınların kan damarlarından yansıtılması o kadar zorlaşır ve ölçüm hataları üzerindeki etkisi o kadar büyük olur.
Bu nedenle, çoğu bileklik ve saat tarafından ölçülen kalp atış hızı temelde tam olarak doğru değildir, ancak temelde sıradan insanların egzersiz kalp atış hızı izleme için yeterli olan kalp atış hızı değişikliklerini doğru bir şekilde yansıtabilir.
Nabız sensörleri çoğunlukla çeşitli giyilebilir cihazlarda ve akıllı tıbbi cihazlarda kullanılır. Tipik uygulama iWatch'tir.
3. Duman sensörü
Duman sensörü, duman yoğunluğunu izleyerek yangının önlenmesini gerçekleştirir.Çeşitli yangın alarm sistemlerinde olgunlaşan bir çeşit ileri teknoloji, kararlı ve güvenilir sensördür.
Farklı algılama ilkelerine göre, duman sensörleri genellikle kimyasal algılama ve optik algılamada kullanılır. İlki radyoaktif amerisyum 241 elementini kullanır ve iyonize durumda üretilen pozitif ve negatif iyonlar, kararlı bir voltaj ve akım oluşturmak için bir elektrik alanın etkisi altında yönlü olarak hareket eder. Duman sensöre girdiğinde, pozitif ve negatif iyonların normal hareketini etkiler ve gerilim ve akımda buna karşılık gelen değişikliklere neden olur.Dumanın gücü hesaplama ile değerlendirilebilir.
İkincisi, ışığa duyarlı malzemeden geçer ve normal koşullar altında, ışık, ışığa duyarlı malzeme üzerinde tamamen ışınlanabilir ve kararlı voltaj ve akım oluşturabilir. Duman sensöre girdiğinde, ışığın normal ışınımını etkileyerek dalgalı voltaj ve akımla sonuçlanır ve dumanın gücü de hesaplama ile değerlendirilebilir.
Fotoelektrik duman sensörü prensibi
Duman sensörleri, yangın alarmı ve güvenlik algılama alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Temelde zayıf akım kontrol sistemi ile birlikte kullanılan bu ürün aynı zamanda akıllı ev ve güvenlik ana bilgisayarı için en iyi donanımlı üründür. Örneğin Xiaomi tarafından başlatılan duman sensörü tek bir üründür.
4. Açısal hız sensörü
Açısal hız sensörü için, birçok insan görece yabancı olabilir, ancak diğer adı olan jiroskoptan bahsederseniz, birçok insanın bildiğine inanıyorum.
Jiroskop, yönü algılamak ve sürdürmek için kullanılan, yok edilemez açısal momentum teorisine dayalı olarak tasarlanmış bir cihazdır. Jiroskop tekerleğin açısal momentumu nedeniyle dönmeye başladığında, jiroskop yön değişikliklerine direnme eğilimindedir.
Açısal hız sensörünün ilkesi Layman'ın terimleriyle, dönen bir nesnenin dönme ekseninin işaret ettiği yön, dış kuvvetlerden etkilenmediğinde değişmeyecektir. Bir top ile oynadıysanız, topaç bir dış kuvvetle karşılaştığında, ekseninin yönünün dış kuvvetin yönüyle değişmeyeceğini bileceksiniz. Aslında bu prensibi bisiklet sürerken kullanıyoruz. Tekerlek ne kadar hızlı dönerse düşme olasılığı o kadar azdır çünkü aksın dengesini koruyacak bir kuvveti vardır.
Üç eksenli jiroskop dinamik ekran diyagramı
Bu prensibe dayanarak, insanlar onu yönü korumak için kullanırlar ve üretilen şey jiroskop olarak adlandırılır ve ardından eksen tarafından gösterilen yönü okumak için çeşitli yöntemler kullanır ve veri sinyalini otomatik olarak kontrol sistemine iletir.
Tek eksenli bir açısal hız sensörü, yalnızca tek bir yöndeki değişiklikleri ölçebilir. Bu nedenle, genel bir sistem, X, Y ve Z eksenlerinin üç yönündeki değişiklikleri ölçmek için üç tek eksenli açısal hız sensörüne ihtiyaç duyar. Şu anda, ortak bir 3 eksenli açısal hız sensörü, üç tek eksenli açısal hız sensörünün yerini alabilir ve küçük boyut, hafiflik, basit yapı ve iyi güvenilirlik gibi birçok avantaja sahiptir. Bu nedenle, 3 eksenli açısal hız sensörlerinin çeşitli biçimleri şu anda ana gelişmedir. akım.
Açısal hız sensörleri için en yaygın kullanım senaryosu cep telefonlarıdır.Örneğin, yarış mobil oyunları, arabanın bir yandan diğer yana sallandığı etkileşimli bir mod oluşturmak için açısal hız sensörünü kullanır. Cep telefonlarına ek olarak, açısal hız sensörleri de AR / VR ve İHA alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Sıcaklık ve nem dostsa, açısal hız ve ivme kardeştir. İki tür hızlanma sensörü vardır: Biri, bir jiroskop (açısal hız sensörü) ile geliştirilmiş bir açısal hızlanma sensörüdür. Diğeri ise doğrusal hızlanma sensörüdür. Gereksinimlerin nispeten düşük olduğu durumlarda, jiroskop temelli bir sensör hem eğimi hem de ivmeyi ölçebilir.
5. Mesafe sensörü
Mesafe sensörünün çeşitli yapısal prensipleri vardır ve aynı amaca sahip mesafe sensörlerinin bile birçok farklı yapısı ve prensibi vardır. Yaygın olarak kullanılan ölçüm yöntemine uçuş süresi yöntemi denir.
Uçuş zamanı prensibi
Belirli bir enerji ışınının fırlatıldığı andan nesne tarafından yansıtıldığı ana kadar geçen süre başlatılarak ve ölçülerek, nesneye olan mesafe bu zaman aralığından hesaplanır. Bu spesifik enerji ışını ultrason, lazer, kızılötesi ışık, radar vb. Olabilir. Bu tür bir sensörün ölçüm doğruluğu çok yüksektir, mesafeyi doğru bir şekilde ölçebilir.
Mesafe sensörü kullanıma sunulduğundan bu yana, hırsızlık önleyici güvenlik ürünlerinden endüstriyel düzeyde algılama, otomobil arkadan çarpışma uyarısı, sis çarpışmasından kaçınma, havalimanı kuş algılama ve sürüş ve akıllı kontrole kadar tüm sosyal uygulamalarda popüler hale geldi.
Gözetim kameralarına kızılötesi mesafe sensörü teknolojisinin uygulanması, izinsiz giriş algılama gibi çeşitli algılama işlevlerini gerçekleştirebilir ve yasadışı park etme, mobil devriye nesneleri, çit tırmanma, trafik ve yanlış yürüme gibi sayısız başka uygulama da video analizi yoluyla gerçekleştirilebilir. Yön vb.
6. Hava basıncı sensörü
Hava basıncı sensörü, esas olarak hassas bileşenin atmosferik basıncını devre tarafından işlenebilecek elektriksel değere dönüştürerek mutlak atmosfer basıncını ölçebilen bir bileşendir. Atmosfer, dünya yüzeyine sarılan bir "yorgan" gibidir.Atmosfer basıncı, havanın yerçekimi tarafından üretilir.Farklı rakımlarda, atmosfer basıncı da buna göre değişecektir. Hava basıncının boyutunu doğrudan ölçmenin yanı sıra, hava basıncı sensörünün rakımı dolaylı olarak ölçmek için başka bir işlevi vardır.
Hava kompresörünün hava basıncı sensörünün ana algılama elemanları, hava basıncı sensörünün gücüne duyarlı ince bir film ve devredeki esnek bir dirence bağlı bir yüksük açma kontrolüdür. Ölçülecek gazın basıncı azaldığında veya arttığında, zar yüksüğü tahrik edecek şekilde deforme olur ve aynı zamanda direncin direnci de değişecektir. Direncin direnci değişir. 0-5V sinyal voltajı, algılama elemanından elde edilir ve A / D dönüşümünden sonra veri toplayıcı tarafından alınır ve ardından veri toplayıcı, sonucu uygun bir biçimde bilgisayara iletir.
Difüzyon silikon basınç sensörü
Birçok hava basıncı sensörünün ana bileşeni, değişken kapasiteli bir silikon diyaframdır. Değişken kapasitans silikon kapsülün dış atmosferik basıncı değiştiğinde, yüksük hareket eder ve tek kristal silikon kapsül elastik deformasyona uğrar, bu da silikon kapsülün paralel plaka kapasitörünün hava basıncı sensörünü kontrol etmek için kapasitans değişikliğine neden olur.
Uygulama açısından, hava basıncı sensörü dronların, akıllı telefonların, giyilebilir cihazların ve diğer mobil cihazların, ister iç ister dış ortamlarda irtifa değişikliklerini doğru bir şekilde tanımlamasını sağlayabilir.
Ek olarak, hava basıncı sensörü, rakım hesaplaması için bazı rakım algoritmalarını entegre eder. En tipik uygulama 3D GPS navigasyonudur. Artık pek çok şehir yükseldi, ister yüksekte ister yükseltinin altında olun, 30 cm'lik hava basıncı sensörü doğruluğu bu sorunu kolayca çözebilir.
Sonuç
Başlangıçta belirtildiği gibi, yukarıda bahsedilen sensörlerin yanı sıra daha birçok sensör var. Çalışma prensipleri farklı olmakla birlikte yukarıda en temel prensiplerden bahsedilmiştir yani ölçüm ışık, ses, kimya vb. Prensiplerle elektriksel büyüklüklere dönüştürülür ancak çoğu belirli alanlardaki genel prensiplere dayanır. Temel olarak yükseltildi ve genişletildi.
Endüstriyel çağda icat edildiğinden beri, sensörler üretim kontrolü ve algılama ölçümünde hayati bir rol oynamıştır. Nesnelerin İnterneti tarafından yönlendirilen sensörler, üçüncü baharını müjdeliyor.
Akıllı ev endüstrisinin açılış törenindeki ilk konuk grubu, 19 Mart'ta Hangzhou'daki CSHIA 2018 yıllık toplantısını duyurdu:
