בעידן האינטרנט של הכל, חיישנים הם אחד המרכיבים הקריטיים ביותר. חיישנים משמשים לאיסוף נתונים על כל דבר, החל ממל"טים ומכוניות ועד לבישות ואוזניות מציאות מוגדלות. תן לי להציג לך 6 חיישנים הנמצאים בשימוש נרחב בתחום האינטרנט של הדברים.
על פי החטיבה הכללית, האינטרנט של הדברים מחולק מבחינה מבנית לשלושה חלקים: שכבת התפיסה, שכבת הרשת ושכבת היישום. ביניהם, שכבת התפיסה ממלאת תפקיד מכריע כמקור הנתונים להעברת שכבת הרשת ובסיס הנתונים של חישוב שכבת היישום. המרכיבים החשובים המהווים את שכבת התפיסה הם חיישנים שונים.
על פי שיטות סיווג שונות, ניתן לחלק חיישנים לקטגוריות שונות. לדוגמה, על פי הכמות הפיזית הלא-חשמלית שנמדדה, ניתן לחלק אותו לחיישני לחץ ולחיישני טמפרטורה.
על פי שיטת העבודה להמרת כמויות פיזיות לא-חשמליות לכמויות פיזיות חשמליות, ניתן לחלק אותה לסוג המרת אנרגיה (ללא גישה לאנרגיה נוספת במהלך ההפעלה) וסוג בקרת אנרגיה (גישה נוספת לאנרגיה במהלך הפעולה) וכן הלאה. בנוסף, על פי תהליך הייצור, ניתן לחלק אותו לחיישני קרמיקה ולחיישנים משולבים.
אנו מתחילים במגוון של כמויות פיזיות לא-חשמליות שנמדדו, ומציגים מלאי חיישנים משותפים בתחום IoT.
חיישן אור
העיקרון העובד של חיישן האור הוא להשתמש באפקט הפוטואלקטרי כדי להמיר את עוצמת האור הסביבה לאות כוח באמצעות חומר רגיש לאור. על פי החומרים הרגישים לצילום של חומרים שונים, לחיישן האור יהיו חטיבות ורגישויות שונות.
חיישנים אופטיים משמשים בעיקר במעקב אחר עוצמת האור הסביבתית של מוצרים אלקטרוניים. הנתונים מראים כי במוצרים אלקטרוניים כלליים, צריכת החשמל של התצוגה גבוהה יותר מ -30% מכלל צריכת החשמל. לפיכך, שינוי בהירות מסך התצוגה עם שינוי עוצמת האור הסביבה הפך לשיטת חיסכון האנרגיה הקריטית ביותר. בנוסף, זה יכול גם להפוך את אפקט התצוגה לרך יותר ונוח יותר.
חיישן מרחק
ניתן לחלק חיישני מרחק לשני סוגים, אופטיים ואולטרה -סאוניים, על פי אותות הדופק השונים שנשלחו במהלך טווח. העיקרון של השניים דומה. שניהם שולחים אות דופק לאובייקט שנמדד, מקבלים את ההשתקפות ואז מחשבים את המרחק של האובייקט שנמדד בהתאם להפרש הזמן, הפרש הזווית ומהירות הדופק.
חיישני מרחק נמצאים בשימוש נרחב בטלפונים ניידים ובמנורות חכמות שונות, ומוצרים יכולים להשתנות בהתאם למרחקים שונים של משתמשים במהלך השימוש.
חיישן טמפרטורה
ניתן לחלק את חיישן הטמפרטורה בערך לסוג מגע ולסוג ללא קשר מנקודת מבט השימוש. הראשון הוא לאפשר לחיישן הטמפרטורה ליצור קשר ישיר עם האובייקט שיש למדוד כדי לחוש את שינוי הטמפרטורה של האובייקט שנמדד דרך האלמנט הרגיש לטמפרטורה, והאחרון הוא להפוך את חיישן הטמפרטורה. שמור מרחק מסוים מהאובייקט שיש למדוד, לזהות את עוצמת קרני האינפרא אדום המקרנות מהאובייקט שיש למדוד ולחשב את הטמפרטורה.
היישומים העיקריים של חיישני הטמפרטורה הם באזורים הקשורים קשר הדוק לטמפרטורה, כמו שימור חום אינטליגנטי וגילוי טמפרטורת הסביבה.
חיישן דופק
חיישני קצב לב נפוצים משתמשים בעיקר בעקרון הרגישות של קרני אינפרא אדום באורכי גל ספציפיים לשינויים בדם. נגרם למכה התקופתית של הלב, נגרמים השינויים הרגילים בקצב הזרימה ובנפח הדם בכלי הדם, והמספר הנוכחי של פעימות הלב מחושבים דרך הפחתת רעש האות ועיבוד ההגברה.
ראוי להזכיר כי עוצמת קרני האינפרא אדום הנפלטות על ידי אותו חיישן קצב לב החודרת לעור ומשקפת דרך העור שונה גם היא בהתאם לגוון העור של אנשים שונים, מה שגורם לטעויות מסוימות בתוצאות המדידה.
באופן כללי, ככל שגוון העור של האדם כהה יותר, כך קשה יותר אור אינפרא אדום ישקף חזרה מכלי הדם, וככל שההשפעה על שגיאת המדידה גדולה יותר.
נכון לעכשיו, חיישני דופק משמשים בעיקר במכשירים לבישים שונים ובמכשירים רפואיים חכמים.
חיישן מהירות זוויתית
חיישני מהירות זוויתית, המכונה לעיתים גירוסקופים, מתוכננים על בסיס עקרון השימור של המומנטום הזוויתי. חיישן המהירות הזוויתית הכללית מורכב מרוטור מסתובב הממוקם בציר, וכיוון התנועה ומידע המיקום היחסי של האובייקט משתקפים על ידי סיבוב הרוטור ושינוי המומנטום הזוויתי.
חיישן מהירות זוויתית עם ציר יחיד יכול רק למדוד שינויים בכיוון יחיד, כך שמערכת כללית זקוקה לשלושה חיישני מהירות זוויתית עם ציר יחיד כדי למדוד שינויים בשלושת הכיוונים של X, Y ו- Z. לפיכך, צורות שונות של חיישני מהירות זוויתית של 3 צירים הם ההתפתחות העיקרית. מְגַמָה.
תרחיש השימוש בחיישני המהירות הזוויתית הנפוצה ביותר הוא טלפונים ניידים. משחקים ניידים מפורסמים כמו צורך במהירות משתמשים בעיקר בחיישן המהירות הזוויתית כדי ליצור מצב אינטראקטיבי בו המכונית מתנדנדת מצד לצד. בנוסף לטלפונים ניידים, חיישני המהירות הזוויתית נמצאים בשימוש נרחב גם בניווט, מיקום, AR/VR ושדות אחרים.
חיישן עשן
על פי עקרונות גילוי שונים, חיישני עשן משמשים לרוב בגילוי כימי וגילוי אופטי.
הראשון משתמש באלמנט הרדיואקטיבי של אמריקן 241, וביונים החיוביים והשליליים שנוצרו במצב מיוננים נעים באופן כיווני תחת הפעולה של השדה החשמלי כדי לייצר מתח יציב וזרם. ברגע שעשן נכנס לחיישן, הוא משפיע על התנועה הרגילה של יונים חיוביים ושליליים, וגורם לשינויים תואמים במתח ובזרם, וניתן לשפוט את כוח העשן על ידי חישוב.
האחרון עובר דרך החומר הרגיש לאור. בנסיבות רגילות, האור יכול להקרן לחלוטין את החומר הרגיש לאור כדי לייצר מתח יציב וזרם. עשן נכנס להיכנס לחיישן, הוא ישפיע על ההארה הרגילה של האור, וכתוצאה מכך ניתן לקבוע גם מתח משתנה וזרם, וניתן לקבוע גם את חוזק העשן על ידי חישוב.
חיישני עשן משמשים בעיקר בשדות אזעקת אש וגילוי אבטחה.
בנוסף לחיישנים שהוזכרו לעיל, חיישני לחץ אוויר, חיישני תאוצה, חיישני לחות, חיישני טביעות אצבעות וחיישני טביעות אצבע נפוצים באינטרנט של דברים. אם כי עקרונות העבודה שלהם שונים, העקרונות הבסיסיים ביותר מוזכרים לעיל, כלומר להמיר את העקרונות המותאמים לטיפול כללי בכמות החשמלית באמצעות עקרונות ספציפיים במידת השודדים במידת השודדים. על בסיס שדרוגים ותוספים ספציפיים.
מאז המצאתם בעידן התעשייתי, חיישנים מילאו תפקיד חיוני בתחומים כמו בקרת ייצור ומטרולוגיה לגילוי. פשוט כמו עיניים ואוזניים אנושיות, כמוביל לקבלת מידע מהעולם החיצון באינטרנט של הדברים וכמקום חזית חשוב של שכבת התפיסה, חיישנים יביאו לתקופת פיתוח מהירה גבוהה עם הפופולריות של האינטרנט של האינטרנט בעתיד.
זמן הודעה: ספטמבר 19-2022