Chúng tôi thường sử dụng các loại cảm biến khác nhau trong một số ứng dụng điện và điện tử, được phân loại thành hóa học, áp suất, nhiệt độ, vị trí, lực, độ gần, nhiệt, hiện diện, dòng chảy, quang học, ô tô, âm thanh, tốc độ, từ tính, điện, nhiệt, cảm biến sợi quang , cảm biến tương tự và kỹ thuật số. Cảm biến có thể được định nghĩa là một thiết bị phát hiện những thay đổi về vật lý hoặc điện hoặc các đại lượng khác và bằng cách này, nói chung, tạo ra tín hiệu điện hoặc tín hiệu quang học như một sự thừa nhận về sự thay đổi của đại lượng cụ thể đó. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận ngắn gọn về các loại cảm biến khác nhau và các ví dụ thực tế. Nhưng, chủ yếu chúng ta phải biết các loại cảm biến tương tự và kỹ thuật số.
Cảm biến tương tự
Có các loại cảm biến khác nhau tạo ra tín hiệu đầu ra tương tự liên tục và các cảm biến này được coi là cảm biến tương tự. Tín hiệu đầu ra liên tục được tạo ra bởi các cảm biến tương tự tỷ lệ với đại lượng đo. Có nhiều loại cảm biến tương tự khác nhau, ví dụ thực tế về các loại cảm biến tương tự như sau: cảm biến gia tốc, cảm biến áp suất, cảm biến ánh sáng, cảm biến âm thanh, cảm biến nhiệt độ, v.v.
Gia tốc kế
Cảm biến tương tự phát hiện những thay đổi về vị trí, vận tốc, định hướng, sốc, rung và nghiêng bằng cách cảm nhận chuyển động được gọi là gia tốc kế. Các máy đo gia tốc tương tự này lại được phân loại thành các loại khác nhau dựa trênđa dạngcấu hình và độ nhạy.
Gia tốc kế
Các máy đo gia tốc này có sẵn dưới dạng cảm biến tương tự và kỹ thuật số, dựa trêntín hiệu đầu ra. Gia tốc kế tương tự tạo ra một điện áp thay đổi không đổi dựa trên lượng gia tốc đặt vào gia tốc kế.
Cảm biến ánh sáng
Điện trở phụ thuộc ánh sáng
Cảm biến tương tự được sử dụng để phát hiện lượng ánh sáng chiếu vào các cảm biến được gọi là cảm biến ánh sáng. Các cảm biến ánh sáng tương tự này lại được phân loại thành nhiều loại khác nhau như quang điện trở, Cadmium Sulfide (Băng đĩa), và tế bào quang điện. Điện trở phụ thuộc ánh sáng (LDR) có thể được sử dụng nhưcảm biến ánh sáng tương tựcó thể được sử dụng để bật và tắt tải tự động dựa trênánh sáng ban ngàysự cố trên LDR. Sức đề kháng của LDR tăng khi giảm ánh sáng và giảm khităngtrong ánh sáng.
Cảm biến âm thanh
Cảm biến âm thanh tương tự
Cảm biến analog được sử dụng để cảm nhận mức âm thanh được gọi là cảm biến âm thanh. Các cảm biến âm thanh tương tự này chuyển biên độ âm lượng của âm thanh thành điện áp để cảm nhận mức âm thanh. Quá trình này yêu cầu một số mạch và sử dụngvi điều khiểncùng với một micrô để tạo tín hiệu đầu ra tương tự.
Cảm biến áp suất
Cảm biến áp điện
Các cảm biến tương tự được sử dụng để đo lượng áp suất được áp dụng cho một cảm biến được gọi là cảm biến áp suất tương tự.Cảm biến áp suấtsẽ tạo ra tín hiệu đầu ra tương tự tỷ lệ với lượng áp suất tác dụng. Các cảm biến áp suất này được sử dụng cho các loại ứng dụng khác nhau như tấm áp điện hoặc cảm biến áp điện được sử dụng để tạo ra điện tích. Các cảm biến áp điện này là một loại cảm biến áp suất có thể tạo ra tín hiệu điện áp đầu ra tương tự tỷ lệ với áp suất đặt vào cảm biến áp điện.
Cảm biến nhiệt độ tương tự
Cảm biến nhiệt độ được cung cấp rộng rãi như cả cảm biến kỹ thuật số và cảm biến tương tự. Cảm biến nhiệt độ tương tự thường được sử dụng lànhiệt điện trở. Có các loại khác nhau củanhiệt điện trở được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau.Thermistorlà mộtnhiệtđiện trở nhạy được sử dụng để phát hiện những thay đổi về nhiệt độ. Nếu nhiệt độ tăng thì điện trở củanhiệt điện trởtăng. Tương tự, nếu nhiệt độ giảm, thì điện trở giảm. Nó được sử dụng trong các ứng dụng cảm biến nhiệt độ khác nhau.
Bộ dự án hệ thống điều khiển nhiệt độ tương tự của Edgefxkits.com
Ví dụ thực tế vềcảm biến nhiệt độ analogdựa trên nhiệt điện trở hệ thống kiểm soát nhiệt độ . Dự án này được sử dụng để duy trì nhiệt độ không đổi trong một khu vực kín. Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển nhiệt độ bao gồmđèn(đại diện cho bộ làm mát), cảm biến nhiệt độ hoặcnhiệt điện trở, tiếp sức.
Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nhiệt độ tương tự của Edgefxkits.com
Nếu nhiệt độ vượt quágiá trị nhất định, sau đó đèn sẽ tự động bật cho biết bộ làm mát để đưa nhiệt độ trở lại giá trị bình thường. Hoạt động cùng với nhiệt điện trở có hệ số nhiệt độ âm được sử dụng để kích hoạt rơ-le trong trường hợp nhiệt độ vượt quá phạm vi nhất định. Vì quá trình kích hoạt rơ le này để bật bộ làm mát (trong hệ thống này được hiển thị dưới dạng đèn) có thể được thực hiện tự động, do đó không cócần giám sátnhiệt độ ở người.Thermistorlà cảm biến nhiệt độ tương tự được sử dụng thường xuyên nhất, vì lợi thế chi phí thấp của nó. Bất cứ khi nào xảy ra thay đổi về nhiệt độ, thì các thông số đầu vào của op-amp sẽ bị thay đổi. Do đó, op-amp cung cấp một đầu ra cung cấp năng lượng cho rơ le vàtảibật hoặc tắt tương ứng.
Nếu chúng ta sử dụng kỹ thuật số cảm biến nhiệt độ thay vì cảm biến nhiệt độ tương tự, thì độ chính xác của hệ thống điều khiển nhiệt độ có thể được cải thiện.
Cảm biến kỹ thuật số
Cảm biến điện tử hoặc cảm biến điện hóa trong đó chuyển đổi dữ liệu và truyền dữ liệu diễn ra bằng kỹ thuật số được gọi là cảm biến kỹ thuật số. Các cảm biến kỹ thuật số này đang thay thế các cảm biến tương tự vì chúng có khả năng khắc phục các nhược điểm của cảm biến tương tự. Cái dcảm biến igitalchủ yếu bao gồm ba thành phần: senor, cáp và máy phát.Trongcảm biến kỹ thuật số, tín hiệu đo được trực tiếp chuyển đổi thành tín hiệu số đầu ra bên trong chính cảm biến kỹ thuật số. Và tín hiệu kỹ thuật số này được truyền qua cáp kỹ thuật số. Có nhiều loại cảm biến kỹ thuật số khác nhau khắc phục nhược điểm của cảm biến tương tự.
Gia tốc kế kỹ thuật số
Phương pháp tạo ra đầu ra sóng vuông tần số thay đổi bằng gia tốc kế số được gọi là điều chế độ rộng xung. Các bài đọc được thực hiện bởi gia tốc kế điều biến độ rộng xung tạitỷ lệ cố định, thường ở tần số 1000 Hz (nhưng điều này có thể được định cấu hình bằngngười sử dụngdựa trên vi mạch được sử dụng). Tín hiệu PWM đầu ra, độ rộng xung hoặc chu kỳ nhiệm vụ tỷ lệ với giá trị gia tốc.
Cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số
Cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số DS1620
DS1620 là một cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số cung cấp nhiệt độ củathiết bịvới các bài đọc nhiệt độ 9 bit. Nó hoạt động một bộ điều nhiệt với ba đầu ra cảnh báo nhiệt. Nếunhiệt độcủathiết bịlà lớn hơn hoặc bằngngười sử dụngnhiệt độ xác định TH, sau đó THIGH được điều khiển cao. Nếunhiệt độsau đóthiết bịnhỏ hơn hoặc bằngngười sử dụngnhiệt độ xác định TL, sau đó TLOW được điều khiển cao. Nếunhiệt độsau đóthiết bịvượt quá TH và duy trì ở mức cao cho đến khi nó giảm xuống dưới TL, khi đó TCOM sẽ tăng cao.
Bộ dự án hệ thống kiểm soát nhiệt độ kỹ thuật số của Edgefxkits.com
Một ví dụ thực tế của cảm biến kỹ thuật số có thể được coi là hệ thống điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số sử dụngcảm biến nhiệt độ kỹ thuật sốcó nhiều lợi thế và độ chính xác hơn so vớihệ thống điều khiển nhiệt độ tương tựsử dụng cảm biến tương tựnhiệt điện trở.
Sơ đồ khối hệ thống kiểm soát nhiệt độ kỹ thuật số của Edgefxkits.com
Cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số DS1620, các nút nhấn, hiển thị bảy đoạn và rơ le được giao tiếp với 8051vi điều khiển . Hệ thống kiểm soát nhiệt độ kỹ thuật số được đề xuất này cung cấptrưng bàythông tin nhiệt độ bằng cách sử dụng màn hình bảy đoạn. Nếu giá trị nhiệt độ vượt quá điểm cài đặt, thì tải (bộ gia nhiệt) sẽ bị rơle ngắt sau khi nhậntín hiệutừvi điều khiển. Ở đây một đèn được sử dụng để biểu thị tải cho mục đích trình diễn. Vì hệ thống điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số này cung cấp độ chính xác bằng cách hiển thị thông tin nhiệt độ trên màn hình bảy phân đoạn, nó có lợi thế hơn so với hệ thống điều khiển nhiệt độ tương tự.
Các xu hướng mới nổi gần đâytrong công nghệ đã phát triển hầu hết các cảm biến kỹ thuật số tiên tiến để khắc phục nhược điểm của cảm biến tương tự. Từ từ, mọi cảm biến tương tự đang được thay thế bằng cảm biến kỹ thuật số trong nhiều ứng dụng. Để được trợ giúp thêm về kỹ thuật liên quan đến dự án điện tử sử dụng cảm biến tương tự và kỹ thuật số, bạn có thể liên hệ với chúng tôi bằng cách gửi ý kiến của bạn trong phần bình luận bên dưới.
Tín ảnh
