sensorer, ställdon och givare

den här bloggen talar om smart sensor, ställdon, givare och deras olika typer, komponenter som det mest används i IoT-teknik.

data som genereras av sensorer och ställdon förväntas spela en viktig roll i sakernas Internet(IoT.

en givare är en anordning som omvandlar en form av energi till en annan form. Alternativt definieras en givare som en anordning som ger användbar utgångssvar på en specifik uppmätt ingång som kan vara en fysisk kvantitet.

klassificering av givare

aktiv och passiv

Analog och digital givare

givare och invers givare

primär och sekundär givare

Sensor och dess komponenter

sensorer. Är en enhet som upptäcker eller mäter en fysisk egenskap och registrerar, indikerar eller på annat sätt svarar på den. Eller är en inmatningsenhet som ger en utgång (signal) med avseende på en specifik fysisk kvantitet (ingång).

klassificering av sensorer

i den första klassificeringen av sensorerna är indelade i två grupper, som är aktiva och passiva sensorer

aktiva sensorer är de som kräver en extern excitationssignal eller en effektsignal.

passiva sensorer, å andra sidan, kräver ingen extern effektsignal och genererar direkt utgångssvar.

den andra klassificeringen är baserad på detekteringssättet som används i sensorn. Några av dessa upptäckter är elektriska, biologiska och kemiska, radioaktiva

den tredje klassificeringen är baserad på omvandlingsfenomen, dvs ingången och utgången. Några av de vanliga omvandlingsfenomenen är fotoelektriska, termoelektriska, elektrokemiska, elektromagnetiska, Termooptiska,

den fjärde klassificeringen av sensorerna är analoga och digitala sensorer. Analoga sensorer producerar en analog utgång, dvs en kontinuerlig utsignal med avseende på den mängd som mäts.

digitala sensorer, data i digitala sensorer, som används för omvandling och överföring, är digital i naturen. eller är en elektronisk eller elektrokemisk sensor, där data omvandlas digitalt och överförs.

tankekartan för klassificering av sensorer

olika typer av sensorer

Följande är olika typer av sensorer som vanligtvis används:

en temperatursensor är en anordning, vanligtvis ett termoelement eller RTD som möjliggör temperaturmätning genom en elektrisk signal.

en Resistanstemperaturdetektor (RTD) är en anordning med en stor temperaturkoefficient (det vill säga dess motstånd varierar med temperaturen). Den används som en temperaturmätningsanordning vanligtvis genom att passera en lågnivåström genom den och mäta spänningsfallet. En termistor är en typ av RTD.

närhetssensorer är en icke-kontakttyp sensor som detekterar närvaron av ett objekt.

en accelerometer är en enhet som mäter förändringar i gravitationsacceleration i en enhet som den kan installeras i. För att känna rörelse i flera riktningar måste en accelerometer utformas med multiaxelsensorer eller flera linjära axelsensorer.

en infraröd sensor är en elektronisk apparat som avger för att känna av vissa aspekter av omgivningen. En IR-sensor kan mäta värmen hos ett objekt samt detekterar rörelsen.

en tryckgivare är en anordning som detekterar en kraft som utövas på en yta (tryck) och omvandlar den till en elektronisk signal vars styrka är relativt kraftens styrka. Trycksensorer kan också användas för att mäta den kraft som utövas.

ljussensorn är en anordning som omvandlar ljusenergi med olika våglängder från infraröd till elektrisk energi.

en ultraljudssensor är en enhet som kan mäta avståndet till ett objekt med hjälp av ljudvågor. Den mäter avstånd genom att skicka ut en ljudvåg vid en viss frekvens och lyssna på den ljudvågen för att studsa tillbaka.

en alkoholsensor detekterar alkoholgasens uppmärksamhet i luften och en analog spänning är en utgångsavläsning. Sensorn kan aktiveras vid temperaturer som sträcker sig från -10 till 50 CCC med en strömförsörjning är mindre än 150 Ma till 5V. avkänningsområdet är från 0,04 mg/l till 4 mg/l, vilket är lämpligt för andningsapparater.

en beröringssensor är utrustning som fångar och registrerar fysisk beröring eller håll på en enhet eller ett objekt. Det gör det möjligt för en enhet eller ett objekt att upptäcka beröring, normalt av en mänsklig användare eller operatör. En beröringssensor kan också kallas en beröringsdetektor.

färgsensorn detekterar Ytans färg, vanligtvis i RGB-skalan. Färg är resultatet av interaktion mellan en ljuskälla, ett objekt och en observatör. … Färgsensorer har en mängd olika applikationer, inklusive detektering av miljö, val av rätt produkt och sortering.

Fuktighetssensor är en anordning som mäter och rapporterar den relativa luftfuktigheten. Det mäter därför både fukt och lufttemperatur. Relativ fuktighet är förhållandet mellan faktisk fukt i luften och den högsta mängden fukt som kan hållas vid den lufttemperaturen.

en lutningssensor är ett instrument som används för att mäta lutningen i flera axlar i ett referensplan. Lutningssensorer mäter lutningspositionen med hänvisning till tyngdkraften och används för att möjliggöra enkel detektering av orientering eller lutning.

en nivåsensor är en anordning för att bestämma nivån eller mängden vätskor, vätskor eller andra ämnen som strömmar i ett öppet eller slutet system. nivåsensorer används för att mäta nivåer till en viss gräns, men de ger exakta resultat.

ställdon och ställdonsteknik.

ett ställdon är en mekanism för att omvandla energi till rörelse. Ett ställdon är en enhet som rör sig eller styr någon mekanism. Ställdon kan kategoriseras efter den energikälla de behöver för att generera rörelse. Exempelvis. Ställdon kan baseras på hydrauliska, pneumatiska, elektriska, termiska eller mekaniska. Det finns två typer av ställdon:

roterande ställdon: det ger en roterande rörelse eller vridmoment. t.ex. stegmotor, servomotor.

linjära ställdon: linjärt ställdon omvandlar roterande rörelse till linjär rörelse. Det finns flera typer av linjära ställdon; de vanligaste av dem följer;

mekaniska ställdon

mekaniska ställdon används som en mekanism för att omvandla mekanisk rörelse till linjär rörelse eller med hjälp av växling till roterande rörelse med en annan hastighet. Exempel är skruv, hjul och axel,

hydrauliska ställdon

hydrauliska ställdon arbetar med minimala mekaniska delar. De använder vätska för att tvinga kolvar som används för att underlätta mekanisk drift, hydrauliska ställdon tar vanligtvis längre tid att få fart och kraft samtidigt som det krävs mer tid att sakta ner igen.

pneumatiska ställdon

pneumatiska ställdon, eller pneumatiska cylindrar, använder komprimerad gas för att ge tryck istället för vätskor eller vätskor. Dessa ställdon fungerar också med minimala delar. De använder luft för att tvinga kolvar. Pneumatiska ställdon kräver ingen riktlinje på grund av luftens kompressibilitet.

piezoelektriska ställdon

piezoelektriska är en egenskap hos vissa material där applicering av en spänning på materialet får den att förstoras. Mycket höga spänningar motsvarar endast små expansioner. Som ett resultat kan piezoelektriska ställdon uppnå extremt bra positioneringsbeslut, men har också ett mycket kort rörelseområde. Dessutom visar piezoelektriska material Hysteres vilket gör det svårt att kontrollera deras expansion på ett repeterbart sätt.

elektromekaniska ställdon är mekaniska ställdon där manöverratten eller handtaget har ersatts av en elektrisk motor. Motorns roterande rörelse omvandlas till linjär förskjutning. Principoperationen i de flesta elektromekaniska ställdon är baserad på det lutande plankonceptet. eller med andra ord

ett elektromekaniskt ställdon är en anordning som omvandlar elektricitet till mekanisk kraft på ett sådant sätt att man utför någon typ av arbete, oftast fysiskt flyttar något föremål eller en enhet. De kan ha ett mycket brett spektrum av former, storlekar och mönster, men alla arbetar på samma grundläggande princip för att omvandla elektricitet till drivkraft

MEMS ställdon, Mikroelektromekaniska system eller MEMS, är en teknik som kan definieras som miniatyriserade mekaniska och elektromekaniska element som tillverkas med hjälp av teknikerna för mikrotillverkning.

magnetiska ställdon använder magnetiska effekter för att generera krafter som påverkar rörelsen hos en del i ställdonet. Denna kraft är proportionell mot den applicerade strömmen.

Actuator performance criteria

den har två delar som är statiska och dynamiska belastningar.Statisk belastning är ställdonets kraftkapacitet när det inte finns någon rörelse. Å andra sidan är ställdonets dynamiska belastning kraftkapaciteten när det finns rörelse och alla dessa kommer att göra det med våld. En annan är hastighet, driftsförhållanden som vanligtvis används av standard IP-kodklassificeringssystem och det finns också hållbarhet som bestäms av varje enskild producent beroende på användning och kvalitet.

sensorer för lokalisering och spårning:

inomhusspårning anger lokalisering av personer och föremål i byggnader. Denna inomhuslokalisering är alltså en teknisk utmaning eftersom GPS inte fungerar pålitligt inom inre utrymmen. Det är därför de använder Wi-Fi eller BLE lokalisering beroende på ansökan, (noggrannhet under 5 meter) med hjälp av infsoft Locator noder eller infsoft Locator taggar, som är speciell hårdvara utvecklas . Ultrabredband möjliggör super-exakt inomhusspårning av människor och föremål. RFID (Radio frequency identification) möjliggör selektiv objektidentifiering. Alla lösningar som presenteras här fungerar också sömlöst under öppen himmel om växtområdena inte är jämnt täckta av ett tak.

outdoor tracking använder GPS och A-GPS: GPS står för Global Positioning System och AGPS står för Assisted Global Positioning System. GPS-enheter bestämmer platsinformation genom att direkt kommunicera med satelliter som rör sig runt jorden medan A-GPS-enheter är snabbare eftersom det inte behöver gå till Satellit för information. GPS-spårning är observation av plats genom användning av Global Positioning System (GPS ) för att spåra platsen för en enhet eller ett objekt på distans.

lokalisering är processen för en produkt eller tjänst för att tillgodose behoven hos ett visst språk, kultur eller önskade populationer look-and-feel. processen att göra något lokalt i karaktär eller begränsa det till en viss plats.

kooperativ lokalisering är en allmänt använd teknik för att förbättra prestanda genom att använda information som erhållits från intilliggande sensorer.

Mätbaserade statistiska modeller (Range Based Localization)

en tidsskillnad för ankomst (TDOA) är teknik har föreslagits för att tillhandahålla Platstjänster i framtida UMTS-nätverk. Utförandet av ett sådant system är begränsat av fel i tidsskillnaden (TD) mätningar som främst orsakas av icke-siktlinje (NLOS) utbredningsförhållanden.

i framtida system angle of arrival (AOA) mätningar vid den betjänande basstationen (BS) kan vara tillgängliga, främst som ett krav för att öka nedlänkskapaciteten via strålformning. Dessa mätningar kan också vara användbara långt lokaliseringsändamål, även om de också kommer att bli föremål för fel orsakade av nlos-utbredningsförhållanden mellan mobilen (MS) och den betjänande BS.

prestandaförbättringen av ett tdoa-lokaliseringssystem som använder AOA-mätningen från den betjänande BS, över ett TDOA-enda system utvärderas. Simuleringsresultat presenteras som visar att förbättring av platsnoggrannhet är möjlig även under mycket NLOS-förhållanden. Dessutom är platsuppskattning nu möjlig när endast två BSs är detekterbara, snarare än de tre BSs som krävs i tdoa only-systemet, vilket ökar systemets täckning

i detta arbete presenteras ett positioneringssystem baserat på mottagen signalstyrka (RSS) och WLAN. arget lokalisering och spårning, trådlöst sensornätverk (WSN), hybridmätningar, mottagen signalstyrka (RSS), ankomstvinkel (AOA)

mållokalisering och spårning, trådlöst sensornätverk (WSN), hybridmätningar, mottagen signalstyrka (RSS), ankomstvinkel (AOA)

rekursiv positionsuppskattning

rekursiv hierarki ger en ram för att utvidga positionsuppskattningen genom ett sensornätverk. Med tanke på oprecisa intervall och inter-nodkommunikation kan noder utspridda över en stor volym uppskatta sina fysiska platser från en liten uppsättning referensnoder med endast lokal information.

Sensor Tasking and Control

noder måste noggrant ha i uppdrag att utföra den givna uppgiften medan de förbrukar få resurser (t. ex.
ström, bandbredd)

E.G för att upptäcka och spåra ett fordon kan en kamera få i uppdrag att förutse och följa den
för att uppnå skalbarhet och autonomi måste sensoruppgift och kontroll göras
för en given uppgift, eftersom fler sensorer deltar och mer data samlas in,
den totala nyttan av data (t.ex. informationsinnehåll) ökar i allmänhet

men när noder läggs till ökar resursanvändningen (kostnad) och ökad nytta minskar
för att ta itu med balansen mellan nytta och kostnad, introducera ett nyttokostnadsbaserat tillvägagångssätt för SN
ledning.Task based sensing det används genom att känna till givna aktiviteter som ska göras eller händelser som ska göras på den.

Sensorresursbegränsningar den använder noder och kort till batteri för att minimera strömförbrukningen en sensor kan ta en särskild roll beroende på applikationsuppgiftskrav och resurstillgänglighet som nodkraft.

informationsbaserad avkänning genom att känna till uppgiften för noder på måltillstånd, t.ex. position

Sensorkommunikationsprotokoll: dessa är följande sensorkommunikationsprotokoll,

RS-232-standarden hade vanligtvis använts i seriella datorportar. RS232 är ett standardprotokoll som används för seriell kommunikation, det används för att ansluta dator och dess kringutrustning för att möjliggöra seriell datautbyte mellan dem. Som MKB definierar används RS232 för att ansluta Dataöverföringsutrustning (dte) och Datakommunikationsutrustning (DCE).

en drivrutin behövs för att använda RS232 till mikrokontroller-MAX232, 16 stift IC

RS422-standarden definierar en seriell kommunikationsstandard. RS422 är en hög hastighet och långväga dataöverföring. Varje signal bärs av ett par ledningar och är således ett differentiellt dataöverföringssystem. Över avstånd upp till 40 fot är den maximala datahastigheten 100 Kilobytes per sekund. Balanserad 4 tråd system. Två ledningar är för dte-sändningssignal till DCE och andra 2-ledningar är för DCE-sändningssignal till DTE

RS485-standarden liknar RS422-standarden som den bygger på. Huvudskillnaden är att upp till 32 sändarmottagarpar kan vara närvarande på linjen samtidigt. Ett 120 Ohm motstånd bör användas för att avsluta vardera änden av huvudlinjen. Om mer än en enhet kan överföra data används RTS-linjen som en sändningsaktiveringssignal, vilket återställer strid mellan talare.

Serial Peripheral Interface (SPI) är en gränssnittsbuss som vanligtvis används för att skicka data mellan mikrokontroller och små kringutrustning som skiftregister, sensorer och SD-kort. Den använder separata klocka och datalinjer, tillsammans med en utvald linje för att välja den enhet du vill prata med. En vanlig seriell port, den typ med TX-och RX-linjer, kallas” asynkron ” (inte synkron) eftersom det inte finns någon kontroll över när data skickas eller någon garanti för att båda sidor körs i exakt samma takt

Slave Select (SS)

det finns en sista rad Du bör vara medveten om, kallad SS för Slave Select. Detta berättar slaven att den ska vakna och ta emot / skicka data och används också när flera slavar är närvarande för att välja den du vill prata med.

fördelar med SPI:

det är snabbare än asynkron seriell

mottagningshårdvaran kan vara ett enkelt skiftregister

den stöder flera slavar

nackdelar med SPI:

det kräver fler signallinjer (ledningar) än andra kommunikationsmetoder

kommunikationen måste vara väldefinierad i förväg (Du kan inte skicka slumpmässiga mängder data när du vill)

befälhavaren måste kontrollera all kommunikation (slavar kan inte prata direkt med varandra)

det kräver vanligtvis separata SS-linjer till varje slav, vilket kan vara problem om många slavar behövs.

en interintegrerad krets (Inter-IC eller I2C) är en multi-master seriell buss som ansluter kringutrustning med låg hastighet till ett moderkort, mobiltelefon, inbyggt system eller andra elektroniska enheter.

USB-universell seriell buss. Kort för Universal Serial Bus, en extern bussstandard som stöder dataöverföringshastigheter på 12 Mbps. En enda USB-port kan användas för att ansluta upp till 127 kringutrustning, såsom möss, modem och tangentbord. USB stöder också Plug-and-Play-installation och hot plugging.

ASi står för Actuator-Sensor Interface Det är ett system som länkar sensorer och ställdon till en styrenhet över en gemensam dataöverföringsväg. Detta gränssnitt förbinder modulerna i den lägsta processnivån i datoriseringssystem med varandra.Bristol Standard asynchronous/Synchronous Protocol (Bsap) är ett industriellt datoriseringsprotokoll som utvecklats av Bristol Babcock och förvaltas av Emerson.
Den stöder följande fysiska lageralternativ.

RS232, RS485, hyrd telefonlinje, satellit, Ethernet, mobil.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.