برای پیداکردن فهم و درک از محیط پیرامون و استفاده از آن نیازمند انواع سنسور الکترونیکی هستیم.
سنسورها و یا حسگرها یکی از جذاب ترین قطعات الکترونیکی هستند که در عین کوچک بودن توانایی بالایی دارند.
در این آموزش کوتاه اما مفید مهم ترین و کاربردی ترین سنسورها را به شما نشان می دهیم.
۱- انواع سنسور الکترونیکی
۲- تعریف سنسور
سنسورها دستگاه هایی هستند که هر متغیر محیطی مثل دما، رطوبت، شدت روشنایی و... را حس کرده و
آن را به متغیر الکترونیکی قابل اندازه گیری تبدیل می کنند.
به عنوان مثال سنسورهایی داریم که دما را به ولتاژ تبدیل می کنند.
۳- انواع سنسور الکترونیکی
۳-۱- سنسورهای مقاومتی از مهم ترین انواع سنسور های الکترونیکی
این سنسورها به نحوی کار می کنند که با تغیرات متغیر خارجی مقدار مقاومت آن ها تغیر می کند.
۳-۱-۱- سنسور LDR
یکی از انواع سنسور الکترونیکی برای تبدیل نور به مقاومت است که
با گرفتن نور بیشتر از محیط (فوتون های بیشتر) عبور جریان از آن راحت تر شده و مقاومت کمتری از خودش نشان می دهد و
برعکس در کمترین نور محیطی بزرگترین مقاومت را دوسر خودش قرار می دهد.
مقاومت این قطعه را می توان به راحتی با مولتی متر (در حالت اهم متر) اندازه گرفت.
۳-۱-۲- کاربرد سنسور LDR
به این سنسور فتوسل (photocell) نیز گفته می شود که می توان از آن درمدارات مختلفی استفاده کرد.
برای مثال مداری برای روشن و خاموش شدن لامپ های یک محوطه براساس میزان نور محیط که
با تبدیل آن به مقاومت و تشخیص این مقدار، با میکروکنترلر قابل پیاده سازی است.
۳-۲- سنسور رطوبت یکی از سنسورهای پرکاربرد الکترونیکی
رطوبت سنج به دلیل مکانیزم داخلی اش براساس رطوبت محیط، مقدار مقاومت متغیری نشان می دهد.
در حالت عادی ممکن است این مقاومت تا چندین مگا اهم بالا باشد ولی
در اثر رطوبت محیط تا حد چند کیلو اهم کاهش پیدا کند.
۳-۳- سنسور خازنی
یکی از انواع سنسورهای الکترونیکی هستند که با تغییر پارامتر محیطی مقدار ظرفیت خازنی آن ها تغییر می کند.
۳-۴- سنسور ولتاژی
سنسورهایی هستند که با تغییر پارامتر محیطی، ولتاژ مختلف می سازند.
۳-۴-۱- سنسور دما
سنسورهای دما انواع مختلفی دارند که یکی از انواع معروف آن LM35 است، این قطعه 3 پایه دارد که
از طریق 2 پایه آن Vcc و GND گرفته و از پایه سوم ولتاژ متغیر خروجی می دهد.
برای تشخیص پایه های این قطعه می توان به راحتی با سرچ اسم قطعه عکس آن را به همراه معرفی پایه ها را پیدا کرد.
۳-۴-۲- تست سنسور دما
به این قطعه ولتاژی در رنج 4 تا 20 ولت DC (برای هر مدل قطعه رنج مخصوص) می دهیم و
سپس از پایه خروجی با ولتمتر ولتاژ را اندازه گیری می کنیم.
با گرم کردن قطعه با دست می بینیم که ولتاژ اولیه که در حد 230 میلی ولت بود،
به مقدار 260 میلی ولت می رسد.
برای به دست آوردن مقدار دما براساس ولتاژ خروجی یک فرمول وجود دارد که
در دیتاشیت هر مدل، فرمول مختص خودش ذکر شده است.
مکانیزم حدودی این قطعه به این شکل است که حالت ترانزیستوری دارد و
با توجه به دما اجازه عبور یا عدم عبور برای الکترون ها صادر میکند.
این سنسور یکی از انواع سنسور الکترونیکی پرکاربرد ولی در عین حال با کیفیت پایین است.
یکی از پارامترهای تشخیص کارایی یک سنسور، Response time (زمان پاسخ دهی) است که
نشان می دهد سنسور بعد از چه مدت زمان از تغییر ایجاد شده در محیط، واکنش نشان می دهد.
برای مدارات حساس؛ مثل مدار سنسور دمای بدن بیمار باید از مدلی با زمان پاسخ دهی بسیار کم استفاده شود.
۳-۵- سنسور جریانی
این سنسورها تغییر در محیط را به تغییر جریان مدل می کنند.
۳-۶- سنسور دیجیتالی نسل جدیدی از انواع سنسور های الکترونیکی
سنسورهای دیجیتال کار را برای شما بسیار راحت می کنند به این نحو که
به جای این که شما نیازمند اندازه گیری ولتاژ یا مقاومت سنسور باشید،
این قطعه مقدار واقعی اندازه گیری شده را روی صفحه نمایش خودش نشان می دهد.
در برخی از این مدل سنسورها، حتی روی داده های به دست آمده میانگین گیری انجام می شود و
نویزهای محیطی القا شده حذف می شوند تا مقدار کاملا دقیق و صحیحی به شما نمایش بدهند.
سپس با استفاده از واسطه این مقادیر را دریافت کرده و دستورات لازمه را اجرا می کنید.
۳-۷- سنسور خمش
سنسورهایی هستند که در اثر خم شدن قطعه مقدار مقاومت دو سرش عوض می شود.
۳-۸- سنسور لودسل
لودسل ها سنسورهایی هستند که در اثر تغییر وزن بار متصل شده ولتاژ (یا بعضا مقاومت، وابسته به شرکت سازنده) دو سرشان تغیر می کند.
۳-۹- سنسور تشخیص حرکت
سنسوری است که از یک قطعه PIR و یک مدار خیلی کامل برای حذف نویز و
تبدیل پارامتر محیطی (امواج IR ساطع شده از بدن انسان) به ولتاژ، تشکیل شده است.
برای استفاده کاربر فقط 3 پایه دارد که شامل Vcc و GND و ولتاژ خروجی است که
اگر عبور یک انسان را حس کرده باشد روی خروجی ولتاژ 5 ولت و درغیر این صورت صفر ولت قرار می دهد.
با استفاده از میکروکنترلر با منطق "0" و "1" به راحتی می توان از این سنسور استفاده کرد.
این سنسورها معمولا 2 پیچ برای تنظیمات توسط کاربر دارند که
یکی تایمر است که میزان ولتاژ خروجی را مشخص میکند، (با در نظر داشتن ورودی 5 ولت)،
دومی برای اینکه میزان حساسیت سنسور مشخص شود، مثلا با عبور یک گربه مثل عبور انسان رفتار نکند.
