Typer av sensorer med deras kretsscheman

Generellt använder vi konventionella vägguttag för att sätta på industriella apparater eller hushållsapparater som fläkt, kylare, industrimotorer och så vidare. Men det är mycket svårt att manövrera omkopplarna regelbundet. Därmed, hemautomation och industriella automatiseringssystem är utvecklade för att underlätta kontrollen av alla nödvändiga elektriska och elektroniska belastningar. Denna automatisering i ett elsystem kan utformas med hjälp av olika typer av sensorer och sensorkretsar. Så den här artikeln ger en omfattande översikt över vad som är en sensor, olika typer, princip tillsammans med kretsscheman.

Vad är sensor?

En enhet som ger utdata genom att detektera förändringar i kvantiteter eller händelser kan definieras som en sensor. Generellt kallas sensorer som enheter som genererar en elektrisk signal eller optisk utsignal som motsvarar variationerna i ingångsnivån. Det finns olika typer av sensorer, till exempel, betrakta ett termoelement som kan betraktas som en temperatursensor som producerar en utspänning baserat på ingångstemperaturförändringarna.

Man kan observera många typer av sensorer i många domäner som används för olika applikationer. Låt oss överväga några av de typer av sensorer .

Typer av sensorer

Olika typer av sensorer i elektronik

I vårt dagliga liv är vi vana vid att implementera olika typer av sensorer ofta i våra kraftsystem som elektriska och elektroniska apparater, lastkontrollsystem, hemautomation eller industriell automatisering och så vidare.

Alla typer av sensorer kan i grunden klassificeras i analoga sensorer och digitala sensorer . Men det finns några typer av sensorer som temperaturgivare, IR-sensorer, ultraljudssensorer, trycksensorer, närhetssensorer och beröringssensorer används ofta i de flesta elektronikapplikationer.

1. Temperatursensor
2. IR-sensor
3. Ultraljudsensor
4. Pekssensor
5. Närhetssensorer
6. Trycksensor
7. Nivåsensorer
8. Rök- och gassensorer

Temperatursensor

Temperaturen är en av de mest uppmätta miljökvantiteterna av olika skäl. Det finns olika typer av temperatursensorer som kan mäta temperatur, t.ex. termoelement , termistorer, halvledartemperatursensorer, motståndstemperaturdetektorer (RTD), och så vidare. Baserat på kravet används olika typer av sensorer för att mäta temperaturen i olika applikationer.

Temperatursensor

Temperatursensorkrets

En enkel temperaturgivare med kretsen kan användas för att slå på eller av belastningen vid en specifik temperatur som detekteras av temperatursensorn (termistor används här). Kretsen består av batteriet, termistorn, transistorerna och reläet som är anslutna enligt bilden.

Temperatursensorkrets

Reläet aktiveras av temperatursensorn genom att detektera önskad temperatur. Således kopplar reläet på den last som är ansluten till den (lasten kan vara AC eller DC). Vi kan använda denna krets för att styra fläkten automatiskt baserat på temperatur.

Praktisk tillämpning av temperatursensor

I första hand överväga temperaturgivare som igen klassificeras i olika typer av sensorer som termistorer, digitala temperatursensorer och så vidare.

Den programmerbara digitala temperaturregulatorn är ett praktiskt inbäddat systembaserat elektroniskt projekt som det är designat, som används för att kontrollera temperaturen på vilken enhet som helst baserat på kravet på industriella applikationer. Kretssatsen för digital temperaturgivare visas i bilden nedan.

Projektets kretsblockdiagram kan representeras enligt följande med olika block som visas i figuren.

De strömförsörjningsblock består av en 230V växelströmsförsörjning, trapptransformator för nedstämning av spänningen, en likriktare för likriktning av spänning från växelström till likström, spänningsregulator för att upprätthålla konstant utström likspänning för att ge ingång till projektkretsen.

LCD-skärmen är ansluten till 8051 mikrokontroller för att visa temperaturavläsningarna i intervallet -55 grader C till + 125 grader C. Den digitala temperaturgivaren IC DS1621 används för att ge 9-bitars temperaturavläsningar till mikrokontrollern.

EEPROM: s icke-flyktiga minne används för att lagra användardefinierade (högsta och lägsta) temperaturinställningar genom en uppsättning växlar till 8051 mikrokontroller. Ett relä är anslutet till mikrokontrollern som kan drivas med hjälp av transistordrivrutinen. Lasten kan köras med detta relä (här representeras lasten som en lampa för demonstrationsändamål).

IR-sensor

De små fotochipsen med en fotocell som används för att avge och detektera det infraröda ljuset kallas som IR-sensorer. IR-sensorer används vanligtvis för design av fjärrkontrollsteknik. IR-sensor kan användas för att upptäcka robotfordons hinder och därmed styra robotfordonets riktning. Det finns olika typer av sensorer som kan användas för att upptäcka infraröda lampor.

IR-sensor

IR-sensorkrets

En enkel IR-sensorkrets används i vårt dagliga liv som en fjärrkontroll för en TV. Den består av IR-sändarkrets och IR-mottagarkretsar som kan utformas som visas i figuren.

IR-sensorkrets

IR-sändarkretsen som används som fjärrkontroll av styrenheten används för att sända ut infrarött ljus. Detta infraröda ljus sänds eller sänds mot IR-mottagarkretsen som gränssnitt till enheten som en TV eller IR-fjärrstyrd robot. Baserat på mottagna kommandon styrs TV: n eller roboten.

Praktisk tillämpning av IR-sensor

IR-sensorer används ofta för att designa TV-fjärrkontroller. Det är ett enkelt IR-sensorbaserat elektronikprojekt som används för att fjärrstyra ett robotfordon med den allmänna TV-fjärrkontrollen eller IR-fjärrkontroll . IR-sensorstyrd robotkretsprojektkrets visas i figuren.

Blockdiagrammet för IR-kontrollerade robotfordon består av olika block som motorer och motordykare som är gränssnitt med 8051-mikrokontroller, batteri för strömförsörjning, IR-mottagarblock och TV-fjärrkontroll eller IR-fjärrkontroll som visas i figuren.

Här används IR-sensorbaserad TV-fjärrkontroll för att skicka kommandon till robotfordonet på distans av användaren. Baserat på de kommandon som mottagits av IR-mottagaren som är gränssnitt till mikrokontrollern vid mottagaränden. Mikrokontrollern genererar lämpliga signaler för att driva motorerna så att de styr riktningen på robotfordonet framåt eller bakåt eller åt vänster eller höger.

Ultraljudsensor

En givare som fungerar på principen liknar ekolod eller radar och uppskattar attribut för målet genom tolkning kallas ultraljudssensorer eller sändtagare. Det finns olika typer av sensorer som klassificeras som aktiva och passiva ultraljudssensorer som kan differentieras baserat på hur sensorerna fungerar.

De högfrekventa ljudvågorna som genereras av aktiva ultraljudssensorer tas emot av ultraljudssensorn för utvärdering av ekot. Således används tidsintervallet för sändning och mottagning av ekot för att bestämma avståndet till ett objekt. Men passiva ultraljudssensorer används bara för att detektera ultraljudsljud som finns under specifika förhållanden.

Ultraljudsensor med krets

Ultraljudsmodulen som visas i figuren ovan består av en ultraljudssändare, mottagare och en styrkrets. Den praktiska tillämpningen av en ultraljudssensor med kretsen kan användas som en ultraljudssensorkrets som visas nedan.

Närhelst strömförsörjningen ges till kretsen genereras och överförs ultraljudsvågor från sensorn och reflekteras tillbaka från ett hinder eller ett föremål framför den. Därefter tar mottagaren emot den och den totala tiden det tar att skicka och ta emot används för att beräkna avståndet mellan objektet och sensorn. Mikrokontrollern används för att bearbeta och styra hela operationer med hjälp av programmeringstekniker. LCD-skärmen är kopplad till kretsen för att visa avståndet (vanligtvis i cm).

Praktisk tillämpning av ultraljudssensor

Ultraljudssensorer med kretsar kan användas för att mäta avståndet på ett objekt. Denna metod används, där vi inte kan implementera de konventionella metoderna för att mäta lika oåtkomliga områden som högtemperatur- eller tryckzoner etc. Det ultraljudssensorbaserade avståndsmätningsprojektkretssatsen visas i figuren.

Avståndsmätningen med kretsblockdiagrammet för ultraljudssensorprojektet visas i blockschemat nedan. Den består av olika block som ett strömförsörjningsblock, LCD-display, ultraljudsmodul, ett objekt vars avstånd måste mätas och 8051 mikrokontroller .

Ultraljudsgivaren som används i detta projekt består av en ultraljudssändare och mottagare. Vågorna som överförs från ultraljudssändaren reflekteras tillbaka till ultraljudsmottagaren från objektet. Tiden det tar för att skicka och ta emot dessa vågor beräknas med hjälp av ljudhastigheten.

Pekssensor

Touch-sensorer kan definieras som omkopplare som aktiveras av touch. Det finns olika typer av beröringssensorer som klassificeras baserat på vilken typ av beröringar som kapacitans beröring, motstånd pekbrytare och piezo touch-omkopplare.

Pekssensor

Touch Sensor Circuit

Kretsen representerar en enkel tillämpning av en pekssensor som består av en 555-timer som arbetar i monostabilt läge, pekssensor eller -platta, LED, batteri och grundläggande elektroniska komponenter.

Touch Sensor Circuit

Kretsen är ansluten enligt bilden ovan. Under normalt tillstånd, när beröringsplattan inte berörs, förblir lysdioden i avläge. Om en gång beröringsplattan berörs, ges en signal till 555 timers. Genom att känna av den signal som tas emot från pekplattan aktiverar 555-timern lysdioden och därmed lyser lysdioden vilket indikerar beröringen till pekssensorn eller plattan.

Praktisk tillämpning av pekssensor

En beröringskänslig belastning är utformad för att kontrollera lasten. Projektkretssatsen för beröringsstyrd lastomkopplare visas i figuren.

Touch-sensor-principbaserad beröringsstyrd lastomkopplare består av olika block som strömförsörjningsblock, 555 timers , touch-sensorplatta eller touchplatta, relä och belastning som visas i blockschemat för beröringsstyrd lastomkopplare.

De 555 timers som används i kretsen är anslutna i monostabilt läge, som används för att driva ett relä för att slå på en belastning under en fast tidsperiod. Utlösarstiftet på 555-timrarna är anslutet till pekplattan, så 555 timers kan utlösas genom beröring. Varje gång 555 timers utlöses av beröring (spänning utvecklas med människokroppsberöring) ger den logik hög under ett fast tidsintervall. Detta fasta tidsintervall kan ändras genom att ändra RC-tidskonstantanslutningen till timern. Således driver utgången från 555-timern belastningen genom reläet och belastningen stängs av automatiskt efter en fast tidsvaraktighet.

På samma sätt kan vi utveckla enkla och innovativa elektriska och elektronikprojekt med mer avancerade sensorer som ett PIR-sensorbaserat automatiskt dörröppningssystem. Trycksensorbaserad elproduktion som kan implementeras genom att placera de piezoelektriska plattorna (dessa är en typ av trycksensorer) under en hastighetsbrytare på motorvägar för att generera elektricitet för gatubelysning. Närhetssensorbaserad närhetsdetektorkrets.

Låt oss nu gå vidare och känna till typer av sensorer baserade på varje domän som i IoT, robotik, byggnad och i många branscher.

Sensorer i IoT

IoT är plattformen där den senaste tiden står som centrum för alla teknologirelaterade saker. IoTs funktion är att leverera flera typer av information och intelligens genom att implementera olika typer av sensorer. Dessa sensorer fungerar för att samla information, fungera på den och dela över flera anslutna enheter. Med all den samlade informationen möjliggör sensorerna automatisk funktionalitet och gör tekniken smartare. Nedan är typer av sensorer i IoT domän.

Närhetssensorer

Detta är en typ av IoT-sensor där den identifierar existensen eller inte-existensen av det omgivande objektet eller hittar objektets egenskaper. Sedan konverterar den den detekterade signalen till den form som användaren tydligt förstår eller kan vara en enkel elektronisk enhet som inte kommer i kontakt med dem.

Närhetssensorkrets

Tillämpningen av närhetssensorer är främst inom detaljhandelsdomänen där de kan ta reda på den rörelse och koppling som finns mellan produkten och konsumenten. Med detta kan användare få snabba meddelanden om rabattuppdateringar och exklusiva erbjudanden om intressanta produkter. Och den andra domänen finns i bilar.

Till exempel, när du backar en bil, kommer du att få ljud om något hinder hittas, och här implementeras närhetssensorn.

Det finns många andra typer av närhetssensorer och de är:

• Kapacitiva sensorer
• Induktiva sensorer
• Fotoelektriska sensorer

Kemisk sensor

Dessa sensorer är implementerade i olika branscher. Huvudsyftet med dessa sensorer är att beteckna alla typer av förändringar i vätskan eller att upptäcka eventuella luftkemiska variationer. Dessa är avgörande implementerade i större städer eftersom det är viktigt att leta efter förändringar och ge befolkningen säkerhet.

Den väsentliga implementeringen av kemiska sensorer kan ses i kommersiell atmosfärisk observation och processhantering som kan antingen avsiktligt eller tillfälligt utvecklas kemikalier, farlig eller radioaktiv exponering, återanvändningsbara operationer i rymdstationer, läkemedelsindustri och många andra.

De mest använda kemiska sensorerna är

• Elektrokemisk gastyp
• Kemisk FET
• Chemi-motstånd
• Icke-spridande IR
• pH-glaselektrodtyp
• Zinkoxid nanorod
• Fluorescerande kloridtyp

Gassensor

Dessa är nästan samma som kemiska sensorer men implementeras uteslutande för att observera modifieringar av luftens kvalitet och för att ta reda på förekomsten av olika typer av gaser. I likhet med kemiska sensorer används dessa inom flera områden som jordbruk, hälsa, tillverkning och används för att observera luftkvalitet, igenkänning av giftig eller brandfarlig gas, farlig gasövervakning i kolindustrin, olje- och gasföretag, kemiska laboratorieundersökningar, konstruktion - målar plast, gummi, läkemedel och petrokemiska produkter och andra.

Några av de mest implementerade gassensorerna är av

• Väte typ
• Ozonövervakningstyp
• Hygrometer
• Koldioxidsensor
• Elektrokemisk gasform
• Katalytisk pärltyp
• Luftföroreningstyp
• Kolmonoxiddetekteringstyp
• Gasdetekteringstyp

Det här handlar om gas- och kemiska sensorer och deras typer.

Fuktsensorer

Luftfuktighet är termen som anges som den mängd ånga som finns i atmosfären eller i andra gasformiga ämnen. Fuktsensorer följer i allmänhet användningen av temperatursensorer, eftersom de flesta tillverkningsoperationerna kräver exakta driftsförhållanden. Med mätningen av fukt kan man se till att hela proceduren går lätt och när det sker plötslig modifiering, går de med omedelbar åtgärd eftersom dessa sensorer identifierar variationen snabbare.

Många av domänerna som bostäder, kommersiella använder dessa fuktighetssensorer i syfte att värma, ventilera och kyla. Även dessa sensorer kan observeras i många andra domäner som målning, sjukhus, läkemedel, meteorologi, bil, växthus och beläggningsindustri.

Dessa är de mest använda typer av sensorer i IoT domän.

Sensorer inom robotik

Sensorer har större betydelse i robotindustrin eftersom de tillåter roboten att informeras om den omgivande miljön och på så sätt underlätta för den att gå med de nödvändiga operationerna. Utan implementeringen av dessa sensorer kan robotar bara utföra några få monotona aktiviteter som begränsar robotens kapacitet.

Med alla dessa förmågor kan robotar utföra många operationer på hög nivå. Låt oss diskutera mer tydligt om olika typer av sensorer inom robotik .

Accelerationssensor

Denna typ av sensor används för att beräkna vinkel- och accelerationsvärden. En accelerometer används främst för beräkning av acceleration. Det finns två typer av krafter som visar inverkan på en accelerometer och de är:

Statisk kraft - Detta är den friktionskraft som finns mellan två objekt. Med beräkningen av gravitationskraften kan man känna till lutningsvärdet för roboten. Denna beräkning är till hjälp för robotbalansering, eller för att veta om roboten har en körrörelse i uppförsbacke eller på en plan kant.

Dynamisk kraft - Detta mäts som den mängd acceleration som är nödvändig för ett objekts rörelse. Beräkningen av dynamisk kraft genom en accelerometer definierar antingen hastigheten eller hastigheten för vad roboten har rörelse.

Dessa accelerometersensorer finns i flera konfigurationer. Typen av urval beror på branschens krav. Några av parametrarna som ska kontrolleras innan korrekt sensorval är bandbredd, typ av utgång antingen digital eller analog, det totala antalet axlar och känslighet.

Bilden nedan visar ett schematiskt diagram för en accelerationssensor.

Accelerationssensor

Ljudsensor

Dessa sensorer är vanligtvis mikrofonenheter som används för att känna till ljudet och leverera motsvarande spänningsnivå baserat på den detekterade ljudnivån. Med implementeringen av en ljudsensor kan en liten robot tillverkas för att navigera beroende på nivån på det mottagna ljudet.

Jämfört med ljussensorer är designprocessen för ljudsensorer något komplicerad. Detta beror på att ljudsensorer ger mycket minimal spänningsskillnad och detta måste förstärkas för att ge mätbar spänningsvariation. Ljudsensorns omkopplingskrets visas nedan:

Ljudsensor

Ljussensor

Ljussensorer är typ av omvandlare som används för att identifiera ljus och genererar en spänningsförändring som är densamma som ljusintensiteten som kommer under ljussensorer .

Det finns huvudsakligen två typer av sensorer i robotindustrin och de är fotoresistor och solceller. Även det finns andra typer av ljussensorer som inte är mycket implementerade som fototransistor och ljusrör.

Fotomotstånd

Detta är ett slags motstånd som huvudsakligen används för ljusdetektering. I detta ändras motståndsvärdet i motsvarighet till ljusets intensitetsnivå. Ljuset som faller på fotoresistorn har en omvänd relation till motståndsvärdet för fotoresistorn. I de flesta fall kallas fotoresistorn till och med som LDR som är ljusberoende motstånd. Kopplingsschemat för fotoresistorn visas enligt nedan:

Solceller

Solceller är de energiomvandlingsanordningar som används för att omvandla solstrålning till en elektrisk energiform. Dessa används främst i tillverkningsprocessen för solrobotar. Separat solceller beaktas som energikällanordningar som är applikationen som slås samman med både kondensatorer och transistorer och de kan förvandla detta till en sensoranordning.

Taktila sensorer

Detta är en typ av sensor som anger kontakten mellan sensorn och objektet. Taktila sensorer implementeras troligen i vardagliga scenarier, som i lamporna som dimmar eller förbättrar ljusstyrkan genom att röra vid basen och lyftknapparna. Dessutom finns det många omfattande tillämpningar av taktila sensorer där människor inte är exakt medvetna. De viktigaste typerna av känsliga sensorer är

Pekssensor

Detta är sensorn som har förmågan att känna och identifiera beröring av objektet och sensorn. Några av enheterna där beröringssensorerna används är begränsningsbrytare, mikrobrytare och andra. När någon av kontakterna kommer i kontakt med någon av de fasta sektionerna, kommer den här enheten att vara snyggare och detta stoppar robotrörelsen. Vidare används den för inspektion där den har en sond som används för komponentstorleksmätning.

Kraftsensor

Detta används för att mäta kraftvärdena vid flera operationer såsom maskin lossning och lastning, materialbärande och andra som drivs av en robot. Denna sensor används också allmänt i monteringsmetoden för att analysera problemen. Det finns flera tillvägagångssätt som är implementerade i denna sensor, såsom gemensam avkänning, taktil arrayavkänning.

Bortsett från dessa finns det många typer av sensorer i många branscher. Låt oss en snabb översikt över dessa:

Typer av sensorer som används i byggnad

De mest använda sensorerna inom byggbranschen är:

• Temperatursensorer
• Sensorer för rörelsedetektering
• Elektriska spännings- och strömgivare
• Rök- och branddetekteringssensorer
• Kamerasensorer
• Gassensorer

Typer av sensorer i fjärranalys

Det finns huvudsakligen två typer av fjärranalysgivare och de är aktiva och passiva sensorer.

Aktiva sensorer

Dessa genererar energi för att skanna saker och platser och sedan identifierar och beräknar en sensor mängden antingen bakspridd eller reflekterad strålning från målobjektet. Exemplen på aktiva sensorer är RADAR och LIDAR där tidsskillnaden mellan emissionsprocessen och returprocessen beräknas genom att bestämma området, hastigheten och objektets riktning.

Passiva sensorer

Dessa sensorer samlar in strålning som antingen utstrålas eller reflekteras av de omgivande platserna eller objektet. Det mest avgörande exemplet på en passiv sensor är reflekterat solljus. Och de andra exemplen är radiometrar, laddningskopplade föremål, infrarött arbete och filmkamera.

Klassificeringen av sensorer i fjärranalys är

Typer av sensorer i fjärranalys

För design olika typer av sensorbaserade kretsar du kan ladda ner vår gratis e-bok för att designa elektronikprojekt på egen hand. Du kan också kontakta oss för teknisk hjälp genom att lägga upp dina idéer i kommentarfältet nedan. Här är en fråga till dig, vad är andra typer av sensorer och huvudsakligen kretsdesign av flödesgivare ?