érzékelők, aktuátorok és jelátalakítók

Ez a blog az intelligens érzékelőkről, aktuátorokról, jelátalakítókról és azok különböző típusairól, komponenseiről szól, mivel leginkább az IoT technológiában használják.

az érzékelők és működtetők által generált adatok várhatóan fontos szerepet játszanak a tárgyak Internetében(IoT).

a jelátalakító olyan eszköz, amely az energia egyik formáját egy másik formává alakítja. Alternatív megoldásként a jelátalakító olyan eszköz, amely felhasználható kimeneti választ ad egy meghatározott mért bemenetre, amely fizikai mennyiség lehet.

jelátalakítók osztályozása

aktív és passzív

analóg és digitális jelátalakító

jelátalakító és inverz jelátalakító

primer és szekunder jelátalakító

érzékelő és alkatrészei

érzékelők. Olyan eszköz, amely érzékeli vagy méri a fizikai tulajdonságot, és rögzíti, jelzi vagy más módon reagál rá. Vagy olyan bemeneti eszköz, amely kimenetet (jelet) biztosít egy adott fizikai mennyiség (bemenet) tekintetében.

Az érzékelők osztályozása

Az érzékelők első osztályozásában két csoportra oszthatók, amelyek aktív és passzív érzékelők

az aktív érzékelők azok, amelyek külső gerjesztő jelet vagy teljesítményjelet igényelnek.

a passzív érzékelők viszont nem igényelnek külső teljesítményjelet, és közvetlenül generálják a kimeneti választ.

a második osztályozás az érzékelőben alkalmazott észlelési módszeren alapul. Ezen észlelések némelyike elektromos, biológiai és kémiai, radioaktív

a harmadik osztályozás konverziós jelenségen alapul, azaz a bemeneten és a kimeneten. Néhány gyakori konverziós jelenség a fotoelektromos, termoelektromos, elektrokémiai, elektromágneses, Termooptikus,

az érzékelők negyedik osztályozása analóg és digitális érzékelők. Az analóg érzékelők analóg kimenetet, azaz folyamatos kimeneti jelet állítanak elő a mért mennyiséghez képest.

digitális érzékelők, a digitális érzékelőkben lévő adatok, amelyeket átalakításra és továbbításra használnak, digitális jellegűek. vagy elektronikus vagy elektrokémiai érzékelő, ahol az adatokat digitálisan konvertálják és továbbítják.

az érzékelők osztályozásának elme térképe

különböző típusú érzékelők

az alábbiak különböző típusú érzékelők, amelyeket általában használnak:

a hőmérséklet-érzékelő egy olyan eszköz, jellemzően egy hőelem vagy RTD, amely biztosítja a hőmérséklet mérését egy elektromos jel.

az ellenállási hőmérséklet-érzékelő (RTD) olyan eszköz, amelynek fő hőmérsékleti együtthatója van (vagyis ellenállása a hőmérséklettől függően változik). Hőmérsékletmérő eszközként használják, általában alacsony szintű áram áthaladásával és a feszültségesés mérésével. A termisztor egyfajta KTF.

a közelségérzékelők egy érintésmentes típusú érzékelő, amely érzékeli egy tárgy jelenlétét.

a gyorsulásmérő olyan eszköz, amely a gravitációs gyorsulás változásait méri egy olyan eszközben, amelybe telepíthető. A mozgás több irányú érzékeléséhez a gyorsulásmérőt többtengelyes érzékelőkkel vagy több lineáris tengely érzékelővel kell megtervezni.

az infravörös érzékelő olyan elektronikus eszköz, amely a környezet bizonyos aspektusainak érzékelésére bocsát ki. Az infravörös érzékelő képes mérni egy tárgy hőjét, valamint érzékeli a mozgást.

a nyomásérzékelő olyan eszköz, amely érzékeli a felületre kifejtett erőt (nyomást), és átalakítja azt elektronikus jellé, amelynek erőssége az erő erősségéhez viszonyítva van. Nyomásérzékelők is használhatók a kifejtett erő mérésére.

a fényérzékelő olyan eszköz, amely az infravörös hullámhosszú fényenergiát elektromos energiává alakítja.

az ultrahangos érzékelő olyan eszköz, amely hanghullámok segítségével képes mérni az objektum távolságát. A távolságot úgy méri, hogy egy hanghullámot küld egy adott frekvencián, és hallgatja, hogy a hanghullám visszapattanjon.

az alkoholérzékelő érzékeli a levegőben lévő alkoholgáz figyelmességét, az analóg feszültség pedig kimeneti leolvasás. Az érzékelő -10-től 50-ig terjedő hőmérsékleten aktiválhatja a C tápegységet, kevesebb, mint 150 Ma-tól 5V-ig. az érzékelési tartomány 0,04 mg/L-től 4 mg/L-ig terjed, ami alkalmas légzőkészülékekhez.

az érintésérzékelő olyan berendezés, amely rögzíti és rögzíti az eszköz vagy tárgy fizikai érintését vagy tartását. Lehetővé teszi, hogy egy eszköz vagy objektum érzékelje az érintést, általában egy emberi felhasználó vagy operátor által. Az érintésérzékelőt érintésérzékelőnek is nevezhetjük.

a színérzékelő érzékeli a felület színét, általában az RGB skálán. A szín a fényforrás, a tárgy és a megfigyelő közötti kölcsönhatás eredménye. … A színérzékelők számos alkalmazással rendelkeznek, beleértve a környezet észlelését, a megfelelő termék kiválasztását és a válogatást.

a páratartalom érzékelő olyan eszköz, amely méri és jelenti a levegő relatív páratartalmát. Ezért mind a nedvességet, mind a levegő hőmérsékletét méri. A relatív páratartalom a levegő tényleges nedvességtartalmának az adott levegőhőmérsékleten tartható legnagyobb nedvességmennyiséghez viszonyított aránya.

a dőlésérzékelő olyan eszköz, amelyet a dőlés mérésére használnak egy referenciasík több tengelyében. A dőlésérzékelők a dőlésszöget a gravitáció függvényében mérik, és a dőlés vagy a dőlés könnyű észlelését teszik lehetővé.

a szintérzékelő olyan eszköz, amely meghatározza a nyitott vagy zárt rendszerben áramló folyadékok, folyadékok vagy más anyagok szintjét vagy mennyiségét. a szintérzékelőket a szintek meghatározott határig történő mérésére használják, de pontos eredményeket nyújtanak.

hajtóművek és működtetési technológiák.

a működtető egy mechanizmus az energia mozgásba fordítására. A működtető olyan eszköz, amely valamilyen mechanizmust mozgat vagy vezérel. A hajtóművek a mozgás előállításához szükséges energiaforrás szerint kategorizálhatók. Például. A hajtóművek hidraulikus, pneumatikus, elektromos, termikus vagy mechanikus alapúak lehetnek. Kétféle működtető van:

forgó működtető: forgó mozgást vagy nyomatékot eredményez. például léptetőmotor, szervomotor.

lineáris működtetők: a lineáris működtető a forgó mozgást lineáris mozgássá alakítja. A lineáris működtetőknek többféle típusa van; ezek közül a leggyakoribbak a következők;

mechanikus működtetők

a mechanikus működtetőket mechanizmusként használják a mechanikus mozgás lineáris mozgássá történő átalakítására, vagy a fogaskerék segítségével forgó mozgásra más sebességgel. Ilyenek például a csavar, a kerék és a tengely,

hidraulikus működtetők

a hidraulikus működtetők minimális mechanikai alkatrészekkel működnek. Folyadékot használnak a mechanikus működtetés megkönnyítésére használt dugattyúk kényszerítésére, a hidraulikus működtetők általában hosszabb időt vesznek igénybe a sebesség és a teljesítmény növelése érdekében, miközben több időt igényelnek a lassításhoz.

pneumatikus működtetők

A pneumatikus működtetők vagy pneumatikus hengerek sűrített gázt használnak a nyomás biztosítására folyadékok vagy folyadékok helyett. Ezek a hajtóművek minimális alkatrészekkel is működnek. Levegőt használnak a dugattyúk kényszerítésére. A pneumatikus működtetők a levegő összenyomhatósága miatt nem igényelnek iránymutatást.

piezoelektromos működtetők

a piezoelektromos bizonyos anyagok tulajdonsága, amelyekben a feszültség alkalmazása az anyagra megnöveli. A nagyon magas feszültségek csak apró bővítéseknek felelnek meg. Ennek eredményeként a piezoelektromos működtetők rendkívül finom pozicionálási döntést érhetnek el, de nagyon rövid mozgástartományuk is van. Ezenkívül a piezoelektromos anyagok hiszterézist mutatnak, ami megnehezíti tágulásuk megismételhető módon történő szabályozását.

az elektromechanikus működtetők olyan mechanikus működtetők, amelyekben a vezérlőgombot vagy a fogantyút elektromos motor váltotta fel. A motor forgó mozgása lineáris elmozdulássá alakul. A legtöbb elektromechanikus hajtómű működési elve a ferde sík koncepcióján alapul. vagy más szavakkal

az elektromechanikus működtető olyan eszköz, amely az elektromosságot mechanikai erővé alakítja oly módon, hogy valamilyen típusú munkát végezzen, leggyakrabban fizikailag mozgatva valamilyen tárgyat vagy eszközt. A formák, méretek és tervek nagyon széles skálája lehet, de mindegyik ugyanazon az alapelven működik, hogy az elektromosságot mozgatóerővé alakítsák

a MEMS működtetők, a Mikroelektromechanikai rendszerek vagy a MEMS egy olyan technológia, amely miniatürizált mechanikus és elektromechanikus elemekként definiálható, amelyek a mikro-gyártás technikáival készülnek.

a mágneses működtetők mágneses hatásokat használnak olyan erők létrehozására, amelyek hatással vannak a működtető egy részének mozgására. Ez az erő arányos az alkalmazott árammal.

működtető teljesítmény kritériumok

két részből áll, amelyek statikus és dinamikus terhelések.A statikus terhelés a működtető erőteljesítménye, ha nincs mozgás. Másrészt a hajtómű dinamikus terhelése az erőteljesítmény, amikor mozgás van, és mindezek erővel fogják megtenni. A másik a sebesség, a működési feltételek, amelyeket általában a szabványos IP-kód minősítési rendszer használ, valamint a tartósság, amelyet az egyes gyártók a használattól és a minőségtől függően határoznak meg.

érzékelők a lokalizációhoz és a követéshez:

a beltéri nyomkövetés a személyek és tárgyak épületen belüli lokalizációját jelenti. Ez a beltéri lokalizáció tehát technikai kihívást jelent, mivel a GPS nem működik megbízhatóan a belső terekben. Ezért használják a Wi-Fi vagy BLE lokalizációt az alkalmazástól függően (pontosság 5 méter alatt) infsoft Locator csomópontok vagy infsoft Locator címkék használatával, amely speciális hardver kifejlesztett . Az ultraszéles sáv lehetővé teszi az emberek és tárgyak szuper pontos beltéri követését. Az RFID (rádiófrekvenciás azonosítás) lehetővé teszi a szelektív objektumazonosítást. Az itt bemutatott összes megoldás zökkenőmentesen működik a szabad ég alatt is abban az esetben, ha az üzem területét nem egyenletesen borítja tető.

a kültéri nyomkövetés GPS-t és a-GPS-t használ: a GPS a globális helymeghatározó rendszert, az AGPS pedig az Assisted globális helymeghatározó rendszert jelenti. A GPS-eszközök úgy határozzák meg a helyadatokat, hogy közvetlenül kommunikálnak a Föld körül mozgó műholdakkal, míg az A-GPS-eszközök gyorsabbak, mivel nem kell információt keresniük a műholdon. A GPS nyomkövetés a hely megfigyelése a globális helymeghatározó rendszer (GPS) segítségével egy entitás vagy objektum helyének távoli nyomon követésére.

a lokalizáció egy termék vagy szolgáltatás folyamata, amely megfelel egy adott nyelv, kultúra vagy kívánt populáció igényeinek. az a folyamat, hogy valami helyi jellegű legyen, vagy egy adott helyre korlátozza.

a kooperatív lokalizáció széles körben alkalmazott technika a teljesítmény javítására a szomszédos érzékelőktől kapott információk felhasználásával.

mérési alapú statisztikai modellek (tartomány alapú lokalizáció)

az érkezés időbeli különbsége (tdoa) technikát javasoltak a helymeghatározási szolgáltatások nyújtására a jövőbeni UMTS-hálózatokban. Egy ilyen rendszer teljesítményét az időeltolódás (TD) méréseinek hibái korlátozzák, amelyeket elsősorban a nem látóvonal (NLOS) terjedési körülmények okoznak.

a jövőbeli rendszerekben a kiszolgáló bázisállomáson (BS) elérhető lehet az érkezési szög (AOA) mérése, elsősorban a lefelé irányuló kapacitás gerendaalakítással történő növelésének követelményeként. Ezek a mérések szintén hasznosak lehetnek távoli helymeghatározási célokra, bár a mobil (MS) és a kiszolgáló BS közötti NLOS terjedési feltételek által okozott hibáknak is vannak kitéve.

egy tdoa helymeghatározó rendszer teljesítményjavulása, amely az AOA mérést használja a kiszolgáló BS-ből, csak egy TDOA rendszeren keresztül értékelik. Szimulációs eredményeket mutatunk be, amelyek azt mutatják, hogy a hely pontosságának javítása még erősen NLOS körülmények között is lehetséges. Ezenkívül a helybecslés akkor is lehetséges, ha csak két BSs észlelhető, a csak a TDOA rendszerben szükséges három BSs helyett, ezáltal növelve a rendszer lefedettségét

ebben a munkában a vett jelerősség (RSS) és a WLAN alapú helymeghatározó rendszer kerül bemutatásra. arget lokalizáció és követés, vezeték nélküli érzékelő hálózat (WSN), hibrid mérések, vett jelerősség (RSS), érkezési szög (AOA)

cél lokalizáció és követés, vezeték nélküli érzékelő hálózat (WSN), hibrid mérések, vett jelerősség (RSS), érkezési szög (AOA)

rekurzív pozícióbecslés

a rekurzív hierarchia keretet biztosít a pozícióbecslés kiterjesztéséhez az egész érzékelő hálózaton. A pontatlan távolságtartás és a csomópontok közötti kommunikáció miatt a nagy térfogatban szétszórt csomópontok csak helyi információk felhasználásával becsülhetik meg fizikai helyüket egy kis referenciacsomópont-készletből.

Szenzorfeladat és vezérlés

a csomópontokat gondosan kell megbízni az adott feladat végrehajtásával, miközben kevés erőforrást (pl.
teljesítmény, sávszélesség) fogyasztanak

E.G felismerni és nyomon követni a jármű, a kamera lehet feladata, hogy előre, és kövesse azt
eléréséhez skálázhatóság és autonómia, érzékelő feladat és ellenőrzés kell tenni
egy adott feladat, mivel több érzékelő vesz részt, és több adatot gyűjtenek,
a teljes hasznosságát az adatok (pl info tartalom) általában növekszik

de, mint csomópontok adunk, erőforrás-felhasználás (költség) növekszik és növekmény haszon csökken
kezelésére közötti egyensúly közüzemi és a költség, vezessenek be egy közüzemi költség-alapú megközelítés SN
menedzsment.
feladat alapú érzékelés úgy használják érzékelés adott tevékenységek kell tenni, vagy eseményeket kell tenni rajta.

Sensor resource restrictions csomópontokat és táblákat használ az akkumulátorhoz az energiafelhasználás minimalizálása érdekében az érzékelő különleges szerepet tölthet be az alkalmazás feladatigényétől és az erőforrások rendelkezésre állásától, például a csomópont teljesítményétől függően.

információ alapú érzékelés a célállapotban lévő csomópontok feladatának ismeretében, pl. pozíció

érzékelő kommunikációs protokollok: ezek a következő érzékelő kommunikációs protokollok,

az RS-232 szabványt gyakran használták a számítógépes soros portokban. Az RS232 egy szabványos protokoll, amelyet soros kommunikációhoz használnak, a számítógép és a perifériák csatlakoztatására szolgál, hogy lehetővé tegye a Soros adatcserét közöttük. Az EIA meghatározása szerint az rs232 az adatátviteli berendezések (DTE) és az adatkommunikációs berendezések (DCE) összekapcsolására szolgál.

illesztőprogramra van szükség az RS232 mikrokontroller – MAX232, 16 TŰS IC használatához

az RS422 szabvány meghatározza a soros kommunikációs szabványt. Az RS422 nagy sebességű és távolsági adatátvitel. Minden jelet egy vezetékpár hordoz, így differenciális adatátviteli rendszer. Legfeljebb 40 láb távolságra a maximális adatátviteli sebesség 100 kilobájt / másodperc. Kiegyensúlyozott 4 vezetékes rendszer. Két vezeték a DTE jelátviteli jelhez a DCE-hez, a többi 2 vezeték pedig a DCE jelátviteli jelhez a DTE-hez

az RS485 szabvány hasonló az RS422 szabványhoz, amelyen alapul. A fő különbség az, hogy egyszerre legfeljebb 32 adó-vevő pár lehet jelen a vonalon. A fővezeték mindkét végének befejezéséhez 120 ohmos ellenállást kell használni. Ha egynél több eszköz továbbíthat adatokat, akkor az RTS vonalat használják adási engedélyező jelként, így a beszélők közötti vita visszaállítása.

Soros perifériás interfész (SPI) egy interfész busz, amelyet általában a mikrokontrollerek és a kis perifériák, például a shift regiszterek, érzékelők és SD kártyák közötti adatok küldésére használnak. Külön óra-és adatvonalakat használ, valamint egy select vonalat, amellyel kiválaszthatja azt az eszközt, amellyel beszélni szeretne. A TX és RX vonalakkal rendelkező közös soros portot “aszinkron” (nem szinkron) néven hívják, mert nincs ellenőrzés az adatok küldésekor, vagy bármilyen garancia arra, hogy mindkét oldal pontosan azonos sebességgel fut

Slave Select (SS)

van egy utolsó sor, amelyet tudnia kell, az úgynevezett SS a Slave Select számára. Ez azt mondja a rabszolgának, hogy fel kell ébrednie, és adatokat kell fogadnia / küldenie, és akkor is használják, ha több rabszolga van jelen, hogy kiválassza azt, akivel szeretne beszélni.

az SPI előnyei:

Ez gyorsabb, mint aszinkron soros

a vételi hardver lehet egy egyszerű shift regiszter

támogatja a több rabszolgák

hátrányai SPI:

Ez több jel vonalak (vezetékek), mint más kommunikációs módszerek

a kommunikáció kell jól meghatározott előre (nem küldhet véletlenszerű mennyiségű adatot, amikor csak akarja)

a mester kell irányítani az összes kommunikáció (rabszolgák nem tudnak beszélni közvetlenül egymással)

általában külön SS vonalakat igényel minden rabszolgához, ami problémát jelenthet, ha számos Rabszolgára van szükség.

az Inter-integrált áramkör (Inter-IC vagy I2C) egy multi-master soros busz, amely alacsony sebességű perifériákat csatlakoztat egy alaplaphoz, mobiltelefonhoz, beágyazott rendszerhez vagy más elektronikus eszközökhöz.

USB — univerzális soros busz. A Universal Serial Bus rövidítése, egy külső busz szabvány, amely támogatja a 12 Mbps adatátviteli sebességet. Egyetlen USB-port akár 127 perifériás eszköz, például egerek, modemek és billentyűzetek csatlakoztatására is használható. Az USB támogatja a Plug-and-Play telepítést és a forró csatlakoztatást is.

az ASi jelentése működtető-érzékelő interfész Ez egy olyan rendszer, amely összeköti az érzékelőket és a működtetőket egy vezérlővel egy közös adatátviteli útvonalon. Ez az interfész összeköti a modulokat a számítógépes rendszerek legalacsonyabb folyamatszintjén.

Bristol Standard aszinkron/szinkron protokoll (BSAP) egy ipari számítógépesítési protokoll által kifejlesztett Bristol Babcock által kezelt Emerson.
a támogatás a következő fizikai réteg lehetőségeket.

RS232, RS485, bérelt telefonvonal, műholdas, Ethernet, mobil.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.