كثيرًا ما نستخدم أنواعًا مختلفة من المستشعرات في العديد من التطبيقات الكهربائية والإلكترونية ، والتي تُصنف على أنها كيميائية ، وضغط ، ودرجة حرارة ، وموضع ، وقوة ، وقرب ، وحراري ، ووجود ، وتدفق ، وبصري ، والسيارات ، والصوت ، والسرعة ، والمغناطيسية ، والكهربائية ، والحرارة ، مجسات الألياف الضوئية ، وأجهزة الاستشعار التناظرية والرقمية. يمكن تعريف المستشعر على أنه جهاز يكتشف التغيرات في الكميات الفيزيائية أو الكهربائية أو الكميات الأخرى ، وبهذه الوسيلة عمومًا ينتج إشارة كهربائية أو ضوئية كإقرار بالتغيير في تلك الكمية المحددة. في هذه المقالة ، سنناقش باختصار أنواعًا مختلفة من أجهزة الاستشعار وأمثلة عملية. ولكن ، في المقام الأول ، يجب أن نعرف أنواع أجهزة الاستشعار التناظرية والرقمية.

مجسات تناظرية

يوجد أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار التي تنتج إشارة خرج تناظرية مستمرة وتعتبر هذه المستشعرات بمثابة أجهزة استشعار تناظرية. إشارة الخرج المستمرة التي تنتجها أجهزة الاستشعار التناظرية تتناسب مع القياس. هناك أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار التناظرية أمثلة عملية لأنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار التناظرية هي كما يلي: مقاييس التسارع ، وأجهزة استشعار الضغط ، وأجهزة استشعار الضوء ، وأجهزة استشعار الصوت ، وأجهزة استشعار درجة الحرارة ، وما إلى ذلك.

أجهزة قياس التسارع

تسمى المستشعرات التناظرية التي تكتشف التغييرات في الموضع والسرعة والاتجاه والصدمة والاهتزاز والميل عن طريق استشعار الحركة باسم مقاييس التسارع. يتم تصنيف مقاييس التسارع التناظرية هذه مرة أخرى إلى أنواع مختلفة بناءً علىتشكيلةمن التكوينات والحساسيات.

مقياس التسارع

تتوفر مقاييس التسارع هذه كمستشعرات تمثيلية ورقمية ، بناءً علىإشارة الخرج. ينتج مقياس التسارع التناظري جهدًا متغيرًا ثابتًا بناءً على مقدار التسارع المطبق على مقياس التسارع.

مستشعرات الضوء

مقاوم يعتمد على الضوء

تسمى المستشعرات التناظرية المستخدمة للكشف عن كمية الضوء التي تضرب المستشعرات باسم مستشعرات الضوء. يتم تصنيف مستشعرات الضوء التناظرية هذه مرة أخرى إلى أنواع مختلفة مثل المقاوم الضوئي وكبريتيد الكادميوم (قرص مضغوط) و ، ضوئية. مقاوم يعتمد على الضوء يمكن استخدام (LDR) كملفمستشعر الضوء التناظريوالتي يمكن استخدامها لتشغيل وإيقاف الأحمال تلقائيًا بناءً على ملفضوء النهارالحادث على LDR. تزداد مقاومة LDR مع انخفاض الضوء وتناقص معزيادةفي الضوء.

مجسات الصوت

مستشعر الصوت التناظري

“مقوم جسر الصمام الثنائي أحادي الطور ”

تسمى المستشعرات التناظرية التي تُستخدم لاستشعار مستوى الصوت بأجهزة استشعار الصوت. تقوم مستشعرات الصوت التناظرية هذه بترجمة اتساع الحجم الصوتي للصوت إلى جهد كهربائي لاستشعار مستوى الصوت. تتطلب هذه العملية بعض الدوائر ، وتستخدممتحكممع ميكروفون لإنشاء إشارة خرج تناظرية.

مقياس الضغط

مستشعر كهرضغطية

تسمى المستشعرات التناظرية المستخدمة لقياس مقدار الضغط المطبق على المستشعر باسم مستشعرات الضغط التناظرية.مقياس الضغطستنتج إشارة خرج تناظرية تتناسب مع مقدار الضغط المطبق. تُستخدم مستشعرات الضغط هذه لأنواع مختلفة من التطبيقات مثل الألواح الكهرضغطية أو مجسات كهرضغطية التي تستخدم لتوليد الشحنة الكهربائية. هذه المستشعرات الكهروإجهادية هي نوع واحد من مستشعرات الضغط التي يمكن أن تنتج إشارة جهد خرج تناظرية تتناسب مع الضغط المطبق على مستشعر كهرضغطية.

مستشعر درجة الحرارة التناظرية

تتوفر أجهزة استشعار درجة الحرارة على نطاق واسع كأجهزة استشعار رقمية وتناظرية. عادة ما تستخدم أجهزة استشعار درجة الحرارة التناظريةالثرمستورات. يوجد أنواع مختلفة منالثرمستورات التي يتم استخدامها لتطبيقات مختلفة.الثرمستورهوحراريامقاوم حساس يستخدم لاكتشاف التغيرات في درجة الحرارة. إذا زادت درجة الحرارة ، فإن المقاومة الكهربائيةالثرمستوريزيد. وبالمثل ، إذا انخفضت درجة الحرارة ، فإن المقاومة تنخفض. يتم استخدامه في تطبيقات استشعار درجة الحرارة المختلفة.

مجموعة مشروع نظام التحكم في درجة الحرارة التناظرية من Edgefxkits.com

مثال عملي علىجهاز استشعار درجة الحرارة التناظريةهو الثرمستور نظام التحكم في درجة الحرارة . يستخدم هذا المشروع للحفاظ على درجة حرارة ثابتة في منطقة مغلقة. يتكون الرسم التخطيطي لنظام التحكم في درجة الحرارة منمصباح(التي تمثل برودة) أو مستشعر درجة الحرارة أوالثرمستور، تناوب.

مخطط كتلة نظام التحكم في درجة الحرارة التناظرية بواسطة Edgefxkits.com

“موضوعات تقنية المعلومات للعرض ”

إذا تجاوزت درجة الحرارةقيمة معينة، ثم يتم تشغيل المصباح تلقائيًا للإشارة إلى وجود مبرد لإعادة درجة الحرارة إلى القيمة الطبيعية. يتم استخدام الثرمستور الذي يعمل مع معامل درجة حرارة سالبة لتفعيل الترحيل في حالة تجاوز درجة الحرارة نطاقًا معينًا. نظرًا لأن عملية تنشيط التتابع هذه لتشغيل المبرد (في هذا النظام الموضح كمصباح) يمكن إجراؤها تلقائيًا ، وبالتالي لا يوجدبحاجة لرصددرجة الحرارة شخصيًا.الثرمستورغالبًا ما يستخدم مستشعر درجة الحرارة التناظرية ، نظرًا لميزة التكلفة المنخفضة. عندما تحدث تغيرات في درجة الحرارة ، سيتم تغيير معلمات الإدخال إلى المرجع أمبير. وبالتالي ، يوفر op-amp إخراجًا ينشط الترحيل وحمليتم تشغيله أو إيقاف تشغيله وفقًا لذلك.

إذا استخدمنا رقمي جهاز استشعار درجة الحرارة بدلاً من مستشعر درجة الحرارة التناظرية ، يمكن تحسين دقة نظام التحكم في درجة الحرارة.

مجسات رقمية

تسمى المستشعرات الإلكترونية أو أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية التي يتم فيها تحويل البيانات ونقلها رقميًا باسم أجهزة الاستشعار الرقمية. تحل هذه المستشعرات الرقمية محل أجهزة الاستشعار التناظرية لأنها قادرة على التغلب على عيوب أجهزة الاستشعار التناظرية. يعتبر دجهاز استشعار رقمييتكون بشكل رئيسي من ثلاثة مكونات: senor ، كابل ، وجهاز إرسال.فيأجهزة الاستشعار الرقمية ، يتم تحويل الإشارة المقاسة مباشرة إلى خرج إشارة رقمية داخل المستشعر الرقمي نفسه. ويتم نقل هذه الإشارة الرقمية عبر الكابل رقميًا. هناك أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار الرقمية التي تتغلب على عيوب أجهزة الاستشعار التناظرية.

“ما العلاقة بين التردد وطول الموجة؟ ”

أجهزة قياس التسارع الرقمية

تسمى طريقة توليد خرج الموجة المربعة ذات التردد المتغير بواسطة مقياس التسارع الرقمي بتعديل عرض النبضة. يتم أخذ القراءات بواسطة مقياس التسارع المعدل لعرض النبضة عندسعر الصرف الثابت، بشكل عام عند 1000 هرتز (ولكن يمكن تكوين هذا بواسطة ملفالمستعملعلى أساس IC المستخدمة). تتناسب إشارة خرج PWM أو عرض النبضة أو دورة العمل مع قيمة التسارع.

مستشعر درجة الحرارة الرقمي

جهاز استشعار درجة الحرارة الرقمي DS1620

DS1620 هو ملف جهاز استشعار درجة الحرارة الرقمية التي توفر درجة حرارةجهازمع قراءات درجة حرارة 9 بت. يعمل منظم الحرارة مع مخرجات الإنذار الحراري الثلاثة. إذا كاندرجة الحرارةمنجهازأكبر من أو يساويالمستعملدرجة الحرارة المحددة TH ، ثم يتم دفع THIGH إلى درجة عالية. إذا كاندرجة الحرارةالتابعجهازأصغر من أو يساويالمستعملدرجة الحرارة المحددة TL ، ثم يتم دفع TLOW مرتفعًا. إذا كاندرجة الحرارةالتابعجهازيتجاوز TH ويظل مرتفعًا حتى يقل عن مستوى TL ، ثم يرتفع TCOM.

طقم مشروع نظام التحكم في درجة الحرارة الرقمي من Edgefxkits.com

يمكن اعتبار مثال عملي لجهاز الاستشعار الرقمي كنظام رقمي للتحكم في درجة الحرارةجهاز استشعار درجة الحرارة الرقميةالذي يتمتع بمزايا ودقة أكثر مقارنةً بـنظام التحكم في درجة الحرارة التناظريةباستخدام جهاز استشعار تناظريالثرمستور.

مخطط كتلة نظام التحكم في درجة الحرارة الرقمية بواسطة Edgefxkits.com

يتم توصيل مستشعر درجة الحرارة الرقمية DS1620 وأزرار الانضغاط وشاشة عرض سبعة مقاطع ومرحل بها 8051متحكم . يوفر هذا النظام الرقمي للتحكم في درجة الحرارة المقترحعرضمعلومات درجة الحرارة باستخدام شاشات من سبعة أجزاء. إذا تجاوزت قيمة درجة الحرارة النقطة المحددة ، فسيتم إيقاف تشغيل الحمل (السخان) بواسطة المرحل بعد الاستلامالإشارةمنمتحكم. هنا يستخدم المصباح لتمثيل الحمل لغرض العرض. نظرًا لأن نظام التحكم في درجة الحرارة الرقمي يوفر الدقة من خلال عرض معلومات درجة الحرارة على شاشات سبع مقاطع ، فهو مفيد من نظام التحكم في درجة الحرارة التناظري.

الاتجاهات الناشئة الحديثةفي التقنيات طورت معظم أجهزة الاستشعار الرقمية المتقدمة للتغلب على عيوب أجهزة الاستشعار التناظرية. ببطء ، يتم استبدال كل مستشعر تناظري بالمستشعر الرقمي في العديد من التطبيقات. لمزيد من المساعدة الفنية بخصوص مشاريع الإلكترونيات باستخدام المستشعرات التناظرية والرقمية ، يمكنك الاتصال بنا عن طريق نشر تعليقاتك في قسم التعليقات أدناه.

اعتمادات الصورة