در این مقاله شما را با تجهیزات بسیار قدرتمندی به نام سنسورهای هوشمند آشنا می کنیم. در عصر امروز، سنسورهای هوشمند نقش مهمی در درک بهتر دنیای اطراف ما دارند. از این سنسورها در هر قسمتی برای سهولت و بهتر شدن زندگی انسان استفاده می شود. تنظیم روشنایی، نظارت بر دستگاه ها، تامین امنیت و موارد دیگر. اینها تنها بخشی از کاربردهای ساده سنسورهای هوشمند هستند. در مقیاس بزرگتر، سنسور ها نمای کلی از فرآیندهای تجاری و گردش کار را ارائه می دهند. در نتیجه مدیریت کارخانه یا شرکت میتواند با نظارت دقیق تر بر الگوی کار پرسنل و شرایط محیطی، کنترل بیشتری بر کار داشته باشد و باعث کارایی عملیاتی شود.
تعریف سنسور هوشمند
سنسورهای هوشمند به عنوان یکی از مهمترین پیشرفتها در فناوری و الکترونیک، جزء کلیدی در سیستمها و دستگاههای هوشمند به حساب می آیند. سپس با توجه به اطلاعات دریافتی عملکرد و پاسخ مناسب را ارائه می دهد. سنسورهای هوشمند جمعآوری دقیقتر و خودکارتر دادههای محیطی را با اشتباه کمتر بین دادههای ثبت شده با دقت امکانپذیر میکنند. سنسور های هوشمند نیز یک عنصر ضروری و مهم در اینترنت اشیا هستند. یک سنسور هوشمند علاوه بر حسگر اصلی می تواند چندین جزء دیگر نیز داشته باشد. این اجزا ممکن است شامل مبدل ها، تقویت کننده ها، کنترل های تحریک، فیلترهای آنالوگ، مبدل های آنالوگ به دیجیتال و جبران باشد. حسگرهای هوشمند همچنین دارای اجزای نرم افزاری هستند که عملکردهایی مانند تبدیل داده، پردازش دیجیتال و ارتباط با دستگاه های خارجی را ارائه می دهند.
سنسور هوشمند چگونه کار میکند؟
سنور های هوشمند با گرفتن اطلاعات از محیط و تغییر پارامترهای فیزیکی مانند فشار، دما و فشار سیگنالهای الکتریکی قابل محاسبهای را تولید میکنند. این سنسورها همچنین شامل پردازندههای حرکت دیجیتال (DMP) میشوند. در واقع DMP را می توان نوعی ریزپردازنده نامید که به سنسور اجازه می دهد تا فرآیندهای مربوط به برد را انجام دهد. سنسورهای هوشمند 4 عملکرد اصلی دارند: اندازهگیری، پیکربندی، تأیید و ارتباط.
“اندازه گیری” در واقع شناسایی سیگنال های فیزیکی و تبدیل آنها به سیگنال های الکتریکی است. بنابراین، اندازه گیری ها را می توان برای اجزایی مانند دما، ترافیک و کاربردهای صنعتی سفارشی کرد. “پیکربندی” یک عملکرد مهم است که به سنسورهای هوشمند کمک می کند موقعیت ها را شناسایی کنند. از سوی دیگر مولفه «تاییدیه»، کاربردهای متفاوتی دارد. این عنصر ممکن است دارای اختیارات نظارتی بر اجرای فرآیندها برای اجرای روان طرح ها و دستورات باشد. در نهایت، ویژگی “ارتباط” به سنسور اجازه می دهد تا با میکروکنترلر/پردازنده میزبان ارتباط برقرار کند.
سنسورهای هوشمند چه کاربردی دارند؟
سنسورهای هوشمند کاربردهای زیادی دارند. آنها اغلب در محیط های صنعتی یافت می شوند و نیروی محرکه صنعت 4.0 و اتوماسیون صنعتی، رباتیک و سایر ابزار دقیق های پیشرفته هستند. سنسورهای هوشمند دما باعث می شوند که دستگاه ها بیش از حد گرم نشوند و سنسورهای ارتعاش ماشینها را در معرض خطر شل شدن ارتعاش نظارت میکنند. سنسورهای هوشمند همچنین امکان کنترل فرآیند را فراهم می کنند، مانند نظارت بر فرآیند تولید و انجام تنظیمات برای دستیابی به اهداف یا بهره وری بهتر.
تفاوت سنسور های هوشمند و معمولی در چیست؟
- سنسورهای هوشمند سریعتر از سنسورهای معمولی هستند.
- این سنسورها نسبت به سنسورهای معمولی دارای دقت بیشتری هستند.
- این سنسورها از نظر اندازه کوچکتر از سنسورهای معمولی هستند.
- انرژی کمتری مصرف می کنند.
دلایل استفاده از سنسورهای هوشمند
این سنسورها به دلیل های زیر استفاده می شوند:
- دارای قابلیت سلف کالیبراسیون هستند.
- سطح دقت بسیار بالاست.
- دارای ارتباط خوبی هستند.
- قادرند چند حسگری انجام دهند.
- آنها مقرون به صرفه هستند.
- آنها پاسخ سریعی دارند.
- مصرف توان کم
- آنها قادر به تشخیص از راه دور هستند.
- و…
انواع سنسور هوشمند کدامند؟
به طور عمده پنج نوع سنسور هوشمند در صنعت وجود دارد. سنسورهای خاصی نیز در بازار وجود دارد. 5 نوع سنسور هوشمند عبارتند از:
- سنسورهای سطح
- سنسورهای دما
- سنسورهای فشار
- سنسورهای مادون قرمز
- سنسورهای مجاورت
سنسورهای هوشمند بر حسگرهای معمولی ترجیح داده می شوند زیرا دارای قابلیت مدیریت داده هستند. اما کاربرد هایی نیز وجود دارد که استفاده از سنسور سنتی مناسب تر است. به عنوان مثال، در صورت نیاز به کنترل سطح ورودی مورد نظر، می توان از سنسور معمولی به جای سنسور هوشمند استفاده کرد.
اجزای اصلی سنسور هوشمند
این حسگرها دارای پنج جزء اصلی هستند:
سنسور پایه
سنسور پایه یک حسگر معمولی است که کمیت های فیزیکی را تشخیص میدهد.
منبع تغذیه
منبع تغذیه برای تامین انرژی منبع محاسباتی استفاده می شود. منبع تغذیه همچنین می تواند منبع تغذیه اصلی سنسور را تامین کند.
ریزپردازنده
ریزپردازنده یک عنصر محاسباتی است که به حسگر اجازه می دهد تا محاسبات داده مربوط به کمیت های اندازه گیری شده را انجام دهد. ریزپردازنده نیز می تواند بر اساس این تخمین ها اقداماتی را انجام دهد.
مموری یا حافظه
حافظه برای ذخیره مقادیر اندازه گیری شده، داده های محاسبه شده و ذخیره نرم افزار منطقی که در اختیار حسگرهایی قرار می گیرد که نحوه پردازش این داده ها توسط حسگرها را کنترل می کنند در نظر گرفته شده است.
ماژول ارتباطات
ماژول های ارتباطی برای ارسال و دریافت داده ها بین حسگرها و دستگاه های خارجی از طریق همان شبکه یا اینترنت استفاده می شوند.