سنسور الکتریکی
سنسور الکتریکی نوعی از انواع سنسورهای موجود در بازار است که دارای کارایی و کاربردهای مختص خود می باشد. سنسورها در واقع یکی از جذاب ترین قطعات الکترونیکی می باشند که در عین کوچک بودن قابلیت ها و کارایی های بالایی دارند. در واقع سنسور به دستگاهی می گویند که هر متغیر محیطی مانند شدت روشنایی، دما، رطوبت و غیره را حس کرده و آن را تبدیل به متغیر الکترونیکی می کند که قابل اندازه گیری باشد.
به دلیل اهمیت بالایی که سنسورهای الکتریکی در زندگی امروزه دارند، ما نیز در این مقاله سنسور الکتریکی، ویژگی ها و کاربردها و مشخصات آن را مورد بررسی قرار می دهیم. پس لطفاً تا پایان این مقاله را با دقت و حوصله بخوانید.
آشنایی با مفهوم سنسور
تمامی سنسورهای موجود در بازار از لحاظ فاصله تا هدف مورد نظرشان به دو دسته مختلف تقسیم بندی می شوند، این دو دسته سنسور مختلف عبارت هستند از:
سنسورهای تماسی
سنسورهای تماسی مانند کلیدهای قطع و وصل از طریق تماس های مکانیکی عمل می کنند. این مدل از سنسورها خود به دو دسته سنسورهای نیرو – فشار و تشخیص تماس دسته بندی می شوند.
سنسورهای مجاورتی یا سنسورهای بدون تماس
این نوع از سنسورها یا حسگرها بدون اتصال و با فاصله از جسم عمل می کنند، به عنوان مثال با نزدیک شدن یک قطعه به این سنسور آن را احساس کرده و فعال می شود. این سنسورها بسیار پیچیده تر از انواع سنسورهای تماسی هستند و بسیار سریع تر عمل می کنند و از طرفی نیز عمر طولانی دارند. هم چنین در مدل های مختلف القائی، خازنی، التراسونیک و دیگر سنسورها در صنعت قابلیت استفاده دارند.
سنسور الکتریکی
سنسور مغناطیسی
سنسورهای مغناطیسی را جزو سنسورهای مجاورتی دسته بندی می کنند، به طوری که عملکرد این سنسورها بر اساس میزان حساسیت آن ها نسبت به میدان مغناطیسی می باشد که این میدان در اطراف آهن ربای الکتریکی یا دائم وجود دارد. به این معنا که اگر یک میدان مغناطیسی با آهن ربای دائم به سنسور نزدیک شود کنتاکت های تیغه ای مانندی به این میدان جذب خواهند شد. یکی از ویژگی های این سنسورها، غیر تماسی بودن آن ها است و در موارد بسیار زیادی مانند استفاده در قطب نما، استفاده در امور نظامی و استفاده در ردیاب موقعیتی کاربرد دارند.
سنسور القایی
سنسور القایی نیز نوعی دیگر از سنسورهای پرکاربرد و البته با قیمت مناسب است که تنها به فلزات عکس العمل نشان می دهد، این سنسور نیز بدون تماس می باشد.
آشنایی با سنسور الکتریکی
همان طور که در مقدمه اشاره کردیم، سنسور الکتریکی نیز یکی از انواع سنسورهای پرکاربرد موجود در بازار است که کاربردهای مختص به خودش را دارد. در واقع سنسورها با وجود کوچکی، قطعات بسیار جذاب و پرکاربردی هستند که کارهای مختلفی را انجام می دهند، به بیانی دیگر سنسور به دستگاهی گفته می شود که متغیرهای محیطی مانند شدت روشنایی، دما، رطوبت و غیره را حس کرده و آن ها را به متغیرهای الکترونیکی تبدیل می کند که قابل اندازه گیری باشند. سنسورهای الکترونیکی نیز انواع و اقسام مختلفی دارند که هر کدام از آن ها کارایی مخصوص به خودشان را دارند.
انواع سنسور الکتریکی
در بالا نیز اشاره کردیم که سنسورهای الکتریکی انواع مختلفی دارند که هر کدام از آن ها کار ویژه ای خودشان را انجام می دهند. در زیر چند نمونه از پرکاربردترین سنسورهای الکتریکی را برای شما معرفی می کنیم.
سنسورهای مقاومتی
سنسورهای مقاومتی در واقع یکی از مهم ترین و پرکاربردترین انواع سنسورهای الکتریکی هستند. نحوه کار این سنسورها به گونه ای است که با تغییرات متغیر خارجی مقاومت این سنسورها نیز تغییر پیدا می کند.
یکی از این سنسورهای مهم سنسور LDR می باشد سنسور LDR از انواع سنسورهای الکتریکی برای تبدیل کردن نور به مقاومت است که وقتی نور بیش تری از محیط می گیرد یا همان فوتون های بیش تری از محیط می گیرد عبور دادن جریان از آن راحت تر می شود، در نتیجه مقاومت بسیار کم تری از خود نشان می دهد. و برعکس اگر نور محیط کم باشد این سنسورها بزرگ ترین و بیش ترین مقاومت را در ۲ سر خودشان خواهند داشت. مقاومت این قطعه الکترونیکی را به راحتی می توانیم با مولتی متر اندازه گیری کنیم.
کاربرد سنسور LDR
به سنسور LDR فتوسل photocell هم می گویند که می توانیم از آن در مدارات مختلفی نیز استفاده کنیم. مثلاً ۱ مدار برای خاموش و روشن شدن لامپ های محوطه بر اساس میزان نور محیط قابل پیاده سازی است که تبدیل آن به مقاومت و تشخیص دادن این مقدار با میکروکنترلر قابل پیاده سازی می باشد.
سنسور رطوبت
یکی دیگر از سنسورهای پرکاربرد و مهم الکترونیکی سنسور رطوبت است. این سنسورها بر اساس مکانیزم داخلی شان و هم چنین رطوبت موجود در محیط مقدار مقاومت متغیری را از خود نشان می دهند. در حالت عادی امکان دارد که این مقاومت حتی تا چندین مگا اهم بالا باشد، ولی بر اثر رطوبت محیط می تواند تا چند کیلو اهم کاهش یابد.
سنسور خازنی
در واقع سنسور خازنی یکی دیگر از انواع سنسورهای الکترنیکی می باشد که با تغییر یافتن پارامترهای محیطی میزان ظرفیت خازنی آن تغییر پیدا می کند.
سنسور ولتاژی
سنسورهای ولتاژی سنسورهایی می باشند که با تغییر یافتن پارامترهای محیطی، ولتاژهای مختلفی می سازند و از جمله انواع سنسورهای الکترنیکی محسوب می شوند.
علاوه بر چند نوع مختلفی که در بالا به عنوان سنسور الکترونیکی معرفی کردیم، سنسورهای الکترونیکی دارای انواع مختلفی نیز هستند که در زیر به توضیح آن ها نیز می پردازیم.
سنسور دما
سنسورهای دما انواع و اقسام مختلفی دارند که یکی از آن ها LM35 می باشد. این سنسور دارای سه پایه است که از طریق ۲ پایه آن Vcc و GND گرفته شده و از پایه سوم نیز ولتاژ متغیر خروجی گرفته می شود.
برای تشخیص دادن پایه های این قطعه پرکاربرد می توانید به راحتی اسم قطعه را سرچ کنید که عکس آن با معرفی پایه ها را به دست بیاورید.
تست سنسور دما
برای تست کردن سنسور دما به این قطعه در رنج ۴ تا ۲۰ ولت برای هر مدل قطعه رنج مخصوص DC می دهیم. پس از آن از پایه خروجی با استفاده از ولت متر ولتاژ را اندازه می گیریم. وقتی قطعه را با دست گرم کنیم می بینیم که ولتاژ اولیه آن در حد ۲۳۰ میلی ولت بود که به ۲۶۰ میلی ولت می رسد. فرمولی برای به دست آوردن میزان دما بر اساس ولتاژ خروجی وجود دارد. که در دیتاشیت هر ماده فرمول های مختص به آن ذکر شده است. مکانیزم این قطعه به این شکل می باشد که حالت ترانزیستوری دارد. و با توجه به مقدار دما اجازه عبور کردن یا عدم عبور برای الکترون ها را می دهد.
این سنسور یکی از پرکاربردترین و مهم ترین انواع سنسورهای الکترونیکی است، ولی در عین حال کیفیت پایینی دارد. از جمله پارامترهای بسیار مهم برای تشخیص کارایی هر سنسوری زمان پاسخ دهی آن است. زمان پاسخ گویی نشان می دهد که سنسور پس از چه مدت زمانی از تغییرات محیطی واکنش نشان می دهد.
برای مدارهای حساس مانند مدار سنسور دما بدن بیمار باید از مدل هایی استفاده کرد که زمان پاسخ دهی بسیار کمی دارند.
سنسور الکتریکی
سنسور جریانی
این سنسورها تغییرات در محیط را به تغییرات جریان مبدل می کنند.
سنسور دیجیتالی
سنسورهای دیجیتالی نسل جدیدی از انواع سنسورهای الکترنیکی هستند. که کار را بسیار راحت می کنند و به جای آن که شما نیازمند اندازه گیری کردن ولتاژ یا مقاومت سنسورها باشید. این مقدار می تواند مقدار واقعی اندازه گیری شده را بر روی صفحه نمایش خود به نمایش درآورد. در برخی از این سنسورها بر روی داده هایی که به دست می آید میان گیری انجام می شود. بنابراین نویزهای محیطی که القاء شده اند حذف می شوند، در نتیجه مقدار دقیق و صحیحی به نمایش درمی آید.
در نتیجه با استفاده کردن از واسطه مقادیر این مقادیر اعلام شده را دریافت کرده و سپس دستورات لازم را اجرا می کنید.
سنسور خمش
سنسورهای خمش سنسورهایی می باشد که در اثر خم شدن قطعه مقدار مقاومت در ۲ سر آن عوض می شود.
سنسور لودسل
سنسور لودسل ها نوع دیگری از سنسورهای الکترنیکی هستند. که بر اثر تغییر یافتن وزن بار که به ولتاژ متصل شده است، ۲ سر آن ها تغییر می کند.
سنسور تشخیص حرکت
سنسور تشخیص حرکت نوعی سنسور است که از ۱ مدار خیلی کامل برای حذف کردن نویز از ۱ قطعه اجرای PIR و تبدیل به پارامتر محیطی مانند امواج IR ساطع شده از بدن انسان به ولتاژ ساخته شده است.
این سنسور برای استفاده کردن کاربر تنها سه پایه دارد که شامل ولتاژ خروجی و Vcc و GND می باشد. اگر این سنسور عبور یک انسان را احساس کرده باشد. روی خروجی ولتاژ ۵ ولت و در غیر این صورت برابر با ۰ ولت قرار می گیرد. با استفاده کردن از میکروکنترلر با منطق ۰ و ۱ به راحتی می توانیم از این سنسورها استفاده کنیم.
این سنسورها معمولاً دارای ۲ پیچ جهت تنظیمات کاربر می باشند یکی از این پیچ ها تایمر است که مقدار ولتاژ خروجی را مشخص می کند. پیش دوم نیز میزان حساسیت سنسور را تشخیص می دهد مثلاً این پیچ نسبت به عبور یک گربه مانند عبور یک انسان حساسیت نشان نمی دهد.
