일반적으로 우리는 팬, 쿨러, 산업용 모터 등과 같은 산업용 기기 또는 가전 제품을 켜기 위해 기존의 벽면 소켓 배전반을 사용합니다. 그러나 스위치를 정기적으로 작동하는 것은 매우 어렵습니다. 그 후, 홈 오토메이션 산업 자동화 시스템은 필요한 모든 전기 및 전자 부하를 쉽게 제어 할 수 있도록 개발되었습니다. 전력 시스템의 자동화는 다양한 센서 유형 및 센서 회로. 따라서이 기사에서는 회로 다이어그램과 함께 센서, 다양한 유형, 원리에 대한 포괄적 인 개요를 제공합니다.
센서 란?
수량이나 이벤트의 변화를 감지하여 출력을 제공하는 장치를 센서로 정의 할 수 있습니다. 일반적으로 센서는 입력 레벨의 변화에 따라 전기 신호 또는 광 출력 신호를 생성하는 장치로 불립니다. 예를 들어, 입력 온도 변화에 따라 출력 전압을 생성하는 온도 센서로 간주 될 수있는 열전대를 고려할 수있는 다양한 유형의 센서가 있습니다.
다양한 응용 분야에 사용되는 여러 영역에서 여러 종류의 센서를 관찰 할 수 있습니다. 몇 가지를 고려해 보겠습니다. 센서 유형 .
센서 유형
전자 제품의 다양한 유형의 센서
일상 생활에서 우리는 전기 및 전자 제품, 부하 제어 시스템, 홈 자동화 또는 산업 자동화 등과 같은 전력 시스템에서 다양한 유형의 센서를 자주 구현하는 습관을 가지고 있습니다.
모든 유형의 센서는 기본적으로 다음과 같이 분류 할 수 있습니다. 아날로그 센서 및 디지털 센서 . 그러나 온도 센서, IR 센서, 초음파 센서, 압력 센서, 근접 센서 및 터치 센서와 같은 몇 가지 유형의 센서가 대부분의 전자 응용 분야에서 자주 사용됩니다.
- 온도 센서
- IR 센서
- 초음파 센서
- 터치 센서
- 근접 센서
- 압력 센서
- 레벨 센서
- 연기 및 가스 센서
온도 센서
온도는 여러 가지 이유로 가장 일반적으로 측정되는 환경 양 중 하나입니다. 온도를 측정 할 수있는 다양한 유형의 온도 센서가 있습니다. 열전대 , 서미스터, 반도체 온도 센서, 저항 온도 감지기 (RTD) 등. 요구 사항에 따라 다양한 응용 분야에서 온도를 측정하기 위해 다양한 유형의 센서가 사용됩니다.
온도 센서
온도 센서 회로
회로가있는 간단한 온도 센서를 사용하여 온도 센서가 감지하는 특정 온도에서 부하를 켜거나 끌 수 있습니다 (여기서는 서미스터가 사용됨). 회로는 그림과 같이 연결된 배터리, 서미스터, 트랜지스터 및 릴레이로 구성됩니다.
온도 센서 회로
릴레이는 원하는 온도를 감지하여 온도 센서에 의해 활성화됩니다. 따라서 릴레이는 연결된 부하에서 전환됩니다 (부하는 AC 또는 DC 일 수 있음). 이 회로를 사용하여 온도에 따라 팬을 자동으로 제어 할 수 있습니다.
온도 센서의 실제 적용
주로 고려 온도 센서 서미스터, 디지털 온도 센서 등과 같은 다양한 유형의 센서로 다시 분류됩니다.
프로그래밍 가능한 디지털 온도 컨트롤러는 산업용 애플리케이션의 요구 사항에 따라 모든 장치의 온도를 제어하는 데 사용되는 실용적인 임베디드 시스템 기반 전자 프로젝트입니다. 디지털 온도 센서 회로 키트는 아래 그림에 나와 있습니다.
프로젝트 회로 블록 다이어그램은 그림과 같이 다른 블록으로 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
그만큼 전원 공급 장치 블록 AC 230V 전원, 전압 강하 용 강압 변압기, AC에서 DC 로의 전압 정류를위한 정류기, 프로젝트 회로에 입력을 제공하기 위해 일정한 출력 DC 전압을 유지하기위한 전압 조정기로 구성됩니다.
LCD 디스플레이는 -55 ° C ~ + 125 ° C 범위의 온도 판독 값을 표시하기 위해 8051 마이크로 컨트롤러에 인터페이스됩니다. 디지털 온도 센서 IC DS1621은 마이크로 컨트롤러에 9 비트 온도 판독 값을 제공하는 데 사용됩니다.
EEPROM 비 휘발성 메모리는 8051 마이크로 컨트롤러에 대한 스위치 세트를 통해 사용자 정의 (최대 및 최소) 온도 설정을 저장하는 데 사용됩니다. 릴레이는 트랜지스터 드라이버를 사용하여 구동 할 수있는 마이크로 컨트롤러에 연결됩니다. 이 릴레이를 사용하여 부하를 구동 할 수 있습니다 (여기서 부하는 데모 용 램프로 표시됨).
IR 센서
적외선을 방출하고 감지하는 데 사용되는 광전지가있는 작은 포토 칩을 IR 센서라고합니다. IR 센서는 일반적으로 원격 제어 기술을 설계하는 데 사용됩니다. IR 센서 로봇 차량의 장애물을 감지하여 로봇 차량의 방향을 제어하는 데 사용할 수 있습니다. 적외선을 감지하는 데 사용할 수있는 다양한 유형의 센서가 있습니다.
IR 센서
IR 센서 회로
간단한 IR 센서 회로는 우리의 일상 생활에서 TV 용 리모컨으로 사용됩니다. 그림과 같이 설계 할 수있는 IR 이미 터 회로와 IR 리시버 회로로 구성되어 있습니다.
IR 센서 회로
컨트롤러에서 리모컨으로 사용하는 IR 이미 터 회로는 적외선을 방출하는 데 사용됩니다. 이 적외선 빛은 TV 또는 IR 원격 제어 로봇과 같은 장치와 인터페이스하는 IR 수신기 회로로 보내거나 전송됩니다. 수신 된 명령에 따라 TV 또는 로봇이 제어됩니다.
IR 센서의 실제 적용
IR 센서는 TV 리모컨을 설계하는 데 자주 사용됩니다. 일반 TV 리모컨을 사용하여 원격으로 로봇 차량을 제어하는 데 사용되는 간단한 IR 센서 기반 전자 프로젝트입니다. IR 리모컨 . IR 센서로 제어되는 로봇 차량 프로젝트 회로가 그림에 나와 있습니다.
IR 제어 로봇 차량의 블록 다이어그램은 그림과 같이 8051 마이크로 컨트롤러와 인터페이스 된 모터 및 모터 다이버, 전원 공급 장치 용 배터리, IR 수신기 블록, TV 리모컨 또는 IR 리모컨과 같은 다양한 블록으로 구성됩니다.
여기에서 IR 센서 기반 TV 리모컨은 사용자가 원격으로 로봇 차량에 명령을 보내는 데 사용됩니다. 수신기 끝에서 마이크로 컨트롤러에 인터페이스 된 IR 수신기에서 수신 한 명령을 기반으로합니다. 마이크로 컨트롤러는 모터를 구동하기위한 적절한 신호를 생성하여 로봇 차량의 전방 또는 후방 또는 좌 / 우 방향을 제어합니다.
초음파 센서
소나 또는 레이더와 유사한 원리로 작동하고 해석을 통해 표적의 속성을 추정하는 변환기를 초음파 센서 또는 트랜시버라고합니다. 센서의 작동에 따라 구분할 수있는 능동 및 수동 초음파 센서로 분류되는 다양한 유형의 센서가 있습니다.
능동형 초음파 센서에서 생성 된 고주파 음파는 에코를 평가하기 위해 초음파 센서에 의해 다시 수신됩니다. 따라서 에코를 송수신하는 데 걸리는 시간 간격은 물체까지의 거리를 결정하는 데 사용됩니다. 그러나 수동 초음파 센서는 특정 조건에서 존재하는 초음파 노이즈를 감지하는 데만 사용됩니다.
회로가있는 초음파 센서
위 그림에 표시된 초음파 모듈은 초음파 송신기, 수신기 및 제어 회로로 구성됩니다. 의 실제 적용 초음파 센서 아래 그림과 같이 초음파 거리 센서 회로로 사용할 수 있습니다.
회로에 전원이 공급 될 때마다 센서에서 초음파가 생성되어 전송되고 장애물이나 앞의 물체에서 반사됩니다. 그런 다음 수신기가이를 수신하고 전송 및 수신에 걸린 총 시간을 대상과 센서 사이의 거리를 계산하는 데 사용합니다. 마이크로 컨트롤러는 프로그래밍 기술을 사용하여 전체 작업을 처리하고 제어하는 데 사용됩니다. LCD 디스플레이는 거리 (일반적으로 cm 단위)를 표시하기 위해 회로에 연결됩니다.
초음파 센서의 실제 적용
회로가있는 초음파 센서는 물체의 거리를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 이 방법은 고온이나 압력 영역과 같이 접근하기 어려운 영역과 같이 기존의 측정 방법을 구현할 수없는 곳에서 사용됩니다. 초음파 센서 기반 거리 측정 프로젝트 회로 키트가 그림에 나와 있습니다.
초음파 센서 프로젝트 회로 블록 다이어그램에 의한 거리 측정은 아래 블록 다이어그램에 나와 있습니다. 전원 공급 블록, LCD 디스플레이, 초음파 모듈, 거리를 측정해야하는 물체, 8051 마이크로 컨트롤러 .
이 프로젝트에 사용 된 초음파 변환기는 초음파 송신기와 수신기로 구성됩니다. 초음파 송신기에서 전송 된 파동은 물체에서 초음파 수신기로 다시 반사됩니다. 이 파도를 보내고받는 데 걸리는 시간은 소리의 속도를 사용하여 계산됩니다.
터치 센서
터치 센서는 터치에 의해 활성화되는 스위치로 정의 할 수 있습니다. 정전 용량 터치 스위치, 저항 등 터치 유형에 따라 분류되는 다양한 유형의 터치 센서가 있습니다. 터치 스위치 및 피에조 터치 스위치.
터치 센서
터치 센서 회로
이 회로는 단 안정 모드에서 작동하는 555 타이머, 터치 센서 또는 플레이트, LED, 배터리 및 기본 전자 부품으로 구성된 터치 센서의 간단한 애플리케이션을 나타냅니다.
터치 센서 회로
회로는 위 그림과 같이 연결됩니다. 정상 상태에서 터치 플레이트를 터치하지 않으면 LED가 꺼진 상태로 유지됩니다. 터치 플레이트를 터치하면 555 타이머에 신호가 전달됩니다. 터치 플레이트에서 수신 된 신호를 감지하면 555 타이머가 LED를 활성화하고 LED가 빛나며 터치 센서 또는 플레이트에 대한 터치를 나타냅니다.
터치 센서의 실제 적용
터치 감지 부하는 부하 제어를 위해 설계되었습니다. 터치 제어 부하 스위치 프로젝트 회로 키트가 그림에 나와 있습니다.
터치 센서 원리 기반 터치 제어 부하 스위치는 전원 공급 장치 블록, 555 타이머 , 터치 센서 플레이트 또는 터치 플레이트, 릴레이 및 부하는 터치 제어 부하 스위치의 블록 다이어그램에 나와 있습니다.
회로에 사용되는 555 타이머는 고정 된 시간 동안 부하를 켜기위한 릴레이를 구동하는 데 사용되는 단 안정 모드로 연결됩니다. 555 타이머의 트리거 핀이 터치 플레이트에 연결되어 있으므로 555 타이머를 터치로 트리거 할 수 있습니다. 터치에 의해 555 개의 타이머가 트리거 될 때마다 (인체 터치로 전압이 발생) 고정 된 시간 간격 동안 높은 로직을 전달합니다. 이 고정 시간은 RC 시정 수 연결을 타이머로 변경하여 간격을 변경할 수 있습니다. 따라서 555 타이머의 출력은 릴레이를 통해 부하를 구동하고 고정 된 시간이 지나면 부하가 자동으로 꺼집니다.
마찬가지로 간단하고 혁신적인 전기 및 전자 프로젝트 PIR 센서 기반 자동 도어 개방 시스템과 같은 고급 센서를 사용합니다. 고속도로 가로등 용 전기를 생산하기 위해 고속도로의 속도 차단기 아래에 압전 판 (압력 센서의 한 종류)을 배치하여 구현할 수있는 압력 센서 기반 발전. 근접 센서 기반 근접 감지기 회로.
이제 IoT, 로봇 공학, 빌딩 및 여러 산업 분야와 같은 각 도메인을 기반으로하는 센서 유형을 살펴 보겠습니다.
IoT의 센서
IoT는 최근에 모든 기술 관련 사항의 중심 범위로 자리 잡은 플랫폼입니다. IoT의 기능은 다양한 종류의 센서를 구현하여 다양한 유형의 정보와 지능을 전달하는 것입니다. 이러한 센서는 정보를 수집하고 기능을 수행하며 연결된 여러 장치에서 공유하도록 작동합니다. 수집 된 모든 정보와 함께 센서는 자동 기능을 허용하고 기술을 더 스마트하게 만듭니다. 아래는 IoT의 센서 유형 도메인.
근접 센서
주변 물체의 존재 유무를 식별하거나 물체 속성을 찾는 IoT 센서의 한 유형입니다. 그런 다음 감지 된 신호를 사용자가 명확하게 이해할 수있는 형태로 변환하거나 접촉하지 않는 간단한 전자 장치 일 수 있습니다.
근접 센서 회로
근접 센서의 적용은 주로 소매 영역에서 제품과 소비자 사이에 존재하는 움직임과 연관성을 찾을 수 있습니다. 이 사용자는 할인 업데이트 및 흥미로운 제품의 독점 제공에 대한 빠른 알림을받을 수 있습니다. 그리고 다른 영역은 자동차에 있습니다.
예를 들어, 자동차를 후진 할 때 장애물이 발견되면 소리가 나고 여기에서 근접 센서의 작동이 구현됩니다.
다른 많은 유형의 근접 센서가 있으며 다음과 같습니다.
- 정전 용량 형 센서
- 유도 형 센서
- 광전 센서
화학 센서
이 센서는 다양한 산업에서 구현됩니다. 이 센서의 주요 목적은 액체의 모든 종류의 변화를 나타내거나 공기 화학적 변화를 감지하는 것입니다. 변화를 모색하고 인구를위한 안전을 제공하는 것이 중요하기 때문에 이는 더 큰 도시와 도시에서 결정적으로 구현됩니다.
화학 센서의 필수 구현은 상업적인 대기 관측 및 의도적으로 또는 우연히 진화 된 화학 물질, 위험 또는 방사능 노출, 우주 정거장, 제약 산업 등에서 재사용 가능한 작업 일 수있는 프로세스 관리에서 볼 수 있습니다.
가장 일반적으로 사용되는 화학 센서는 다음과 같습니다.
- 전기 화학 가스 유형
- 화학 FET
- 화학 저항기
- 비 분산 IR
- pH 유리 전극 유형
- 산화 아연 나노로드
- 형광 염화물 계
가스 센서
이들은 화학 센서와 거의 동일하지만 공기 품질의 변화를 관찰하고 다양한 유형의 가스의 존재를 알아 내기 위해 독점적으로 구현됩니다. 화학 센서와 유사하게 이러한 센서는 농업, 건강, 제조와 같은 여러 영역에서 사용되며 대기 질 관찰, 독성 또는 가연성 가스 인식, 석탄 산업의 위험 가스 감독, 석유 및 가스 사업, 화학 실험실 조사, 엔지니어링 – 페인트에 활용됩니다. , 플라스틱, 고무, 의약 및 석유 화학 및 기타.
가장 많이 구현 된 가스 센서 중 일부는
- 수소 유형
- 오존 모니터링 유형
- 습도계
- 이산화탄소 센서
- 전기 화학 기체 유형
- 촉매 비드 유형
- 대기 오염 유형
- 일산화탄소 감지 유형
- 가스 감지 유형
이 모든 것 가스 및 화학 센서 및 그 유형.
습도 센서
습도는 대기 또는 기타 기체 물질에 존재하는 증기의 양으로 지정되는 용어입니다. 습도 센서 대부분의 제조 작업에는 정확한 작동 조건이 필요하기 때문에 일반적으로 온도 센서 사용을 고수합니다. 습도 측정을 통해 전체 절차가 쉽게 진행되고 갑작스러운 수정이 발생하면 이러한 센서가 변화를 더 빨리 식별하므로 즉각적인 조치를 취할 수 있습니다.
주거용, 상업용과 같은 많은 영역에서 난방, 환기 및 냉각 목적으로 이러한 습도 센서를 사용합니다. 이러한 센서조차도 페인팅, 병원, 제약, 기상학, 자동차, 온실 및 코팅 산업과 같은 다른 많은 영역에서 관찰 될 수 있습니다.
이들은 주로 사용됩니다 IoT의 센서 유형 도메인.
로봇 공학의 센서
센서는 로봇이 주변 환경에 대한 정보를 제공하고 필요한 작업을 수행 할 수 있도록 지원하기 때문에 로봇 산업에서 더 중요합니다. 이러한 센서를 구현하지 않으면 로봇은 로봇 기능을 제한하는 몇 가지 단조로운 활동 만 수행 할 수 있습니다.
이러한 모든 능력으로 로봇은 많은 수준의 작업을 수행 할 수 있습니다. 다양한 유형 로봇 공학의 센서 .
가속 센서
이 유형의 센서는 각도 및 가속도 값을 계산하는 데 사용됩니다. 가속도계는 주로 가속도 계산에 사용됩니다. 가속도계에 미치는 영향을 나타내는 힘에는 다음 두 가지 유형이 있습니다.
정적 힘 – 이것은 두 물체 사이에 존재하는 마찰력입니다. 중력을 계산하면 로봇의 틸팅 값을 알 수 있습니다. 이 계산은 로봇 밸런싱에 유용하거나 로봇이 오르막 또는 평평한 가장자리에서 주행 동작을하고 있는지 확인하는 데 유용합니다.
동적 힘 – 이것은 물체의 움직임에 필요한 가속도의 양으로 측정됩니다. 가속도계를 통한 동적 힘 계산은 로봇이 동작하는 속도 또는 속도 비율을 정의합니다.
이러한 가속도계 센서는 여러 구성으로 제공됩니다. 선택 유형은 업계의 요구 사항에 따라 다릅니다. 적절한 센서를 선택하기 전에 확인해야하는 몇 가지 매개 변수는 대역폭, 디지털 또는 아날로그 출력 유형, 총 축 수 및 감도입니다.
아래 그림은 가속도 센서의 개략도를 보여줍니다.
사운드 센서
이러한 센서는 일반적으로 소리를 알고 감지 된 소리 수준에 따라 해당 수준의 전압을 전달하는 데 사용되는 마이크 장치입니다. 사운드 센서를 구현하면 수신 된 사운드의 레벨에 따라 소형 로봇을 제작하여 탐색 할 수 있습니다.
광 센서와 비교할 때 사운드 센서의 설계 프로세스는 다소 복잡합니다. 이는 사운드 센서가 매우 최소한의 전압 차이를 제공하고 측정 가능한 전압 변동을 제공하기 위해 증폭되어야하기 때문입니다. 사운드 센서 스위칭 회로는 다음과 같습니다.
광 센서
빛 센서는 빛을 식별하는 데 사용되는 일종의 변환기 장치로, 빛의 강도와 동일한 전압 변화를 생성합니다. 광 센서 .
로봇 산업에는 주로 두 가지 유형의 센서가 있으며 광 저항과 광전지가 있습니다. 포토 트랜지스터 나 포토 튜브처럼 구현되지 않은 다른 유형의 광 센서도 있습니다.
포토 저항기
이것은 주로 빛 감지 목적으로 사용되는 일종의 저항기입니다. 여기에서 저항 값은 빛의 강도에 따라 변합니다. 포토 레지스터에 떨어지는 빛은 포토 레지스터의 저항 값에 반비례합니다. 대부분의 경우 포토 레지스터는 Light Dependent Resistor 인 LDR이라고도합니다. 포토 레지스터의 회로도는 다음과 같습니다.
광전지
태양 광 전지는 태양 복사를 전기 에너지 형태로 변환하기 위해 사용되는 에너지 변환 장치입니다. 이들은 주로 태양 광 로봇의 제조 공정에 사용됩니다. 별도의 태양 광 전지는 커패시터와 트랜지스터가 결합 된 애플리케이션 인 에너지 원 장치로 고려되어이를 센서 장치로 변환 할 수 있습니다.
촉각 센서
이것은 센서와 물체 사이의 접촉을 나타내는 센서 유형입니다. 촉각 센서는베이스와 리프트 버튼을 터치하여 밝기를 어둡게하거나 향상시키는 램프와 같은 일상적인 시나리오에서 구현 될 수 있습니다. 또한 사람들이 정확히 인식하지 못하는 촉각 센서의 광범위한 응용 분야가 많이 있습니다. 촉각 센서의 주요 유형은 다음과 같습니다.
터치 센서
물체와 센서의 접촉을 감지하고 식별하는 능력을 보유한 센서입니다. 터치 센서가 사용되는 몇 가지 장치는 제한 스위치, 마이크로 스위치 등입니다. 커넥터 중 하나가 단단한 부분과 접촉하면이 장치가 더 편리 해지고 로봇 움직임이 중지됩니다. 또한 부품 크기 측정에 사용되는 프로브가있는 검사 목적으로 사용됩니다.
힘 센서
이는 기계 하역 및 적재, 자재 운반 및 로봇에 의해 작동되는 기타 작업과 같은 여러 작업의 힘 값을 측정하는 데 사용됩니다. 이 센서는 문제를 분석하기위한 조립 방식에도 널리 사용됩니다. 이 센서에는 관절 감지, 촉각 배열 감지와 같은 여러 가지 접근 방식이 있습니다.
이 외에도 많은 산업 분야에서 다양한 유형의 센서가 있습니다. 이에 대한 간략한 개요를 살펴 보겠습니다.
건물에 사용되는 센서 유형
건축 산업에서 주로 사용되는 센서는 다음과 같습니다.
- 온도 센서
- 동작 감지 센서
- 전압 및 전류 센서
- 연기 및 화재 감지 센서
- 카메라 센서
- 가스 센서
원격 감지의 센서 유형
주로 두 가지 유형의 원격 감지 센서가 있으며 능동 및 수동 센서입니다.
활성 센서
이것들은 사물과 위치를 스캔하기 위해 에너지를 생성 한 다음 센서가 대상 물체에서 후방 산란 또는 반사 된 방사선의 양을 식별하고 계산합니다. 능동 센서의 예는 RADAR 및 LIDAR이며, 방출 프로세스와 리턴 프로세스 사이의 시간 차이는 면적, 속도 및 물체 방향을 결정하여 계산됩니다.
패시브 센서
이 센서는 주변 위치 또는 물체에 의해 방사되거나 반사되는 방사선을 수집합니다. 패시브 센서의 가장 중요한 예는 반사 된 햇빛입니다. 다른 예로는 방 사계, 전하 결합 물체, 적외선 및 필름 카메라 작업이 있습니다.
원격 감지의 센서 분류는 다음과 같습니다.
원격 감지의 센서 유형
디자인을 위해 다양한 유형의 센서 기반 회로 무료 eBook을 다운로드하여 직접 전자 프로젝트를 디자인 할 수 있습니다. 아래 댓글 섹션에 아이디어를 게시하여 기술 지원을 요청할 수도 있습니다. 여기에 질문이 있습니다. 다른 유형의 센서는 무엇이며 주로 유량 센서의 회로 설계 ?
