Что такое датчик, какие функции выполняет и где используется

Содержание

1. Что такое датчики и зачем они нужны
2. Введение в датчики
3. Что такое датчик?
4. Классификация датчиков
5. Активный датчик
6. Пассивный датчик
7. Также датчики подразделяются на
8. Аналоговые
9. Цифровые
10. Обзор полезного набора датчиков для Arduino

Что такое датчики и зачем они нужны

При изучении робототехники возникает вопрос – что такое датчики? Датчики еще часто называю сенсорами.

Датчики — это детекторы, которые имеют возможность измерять некоторые физические качества, такие как давление или свет.

Датчик после этого будет преобразовывать измерение в сигнал, который может быть передан для анализа. Большинство датчиков, используемых сегодня существует для того, чтобы иметь возможность общаться с электронным устройством, которое будет делать измерения и записи.

датчик что это

Наличие датчиков обязательно для всех систем автоматизации. Именно датчики позволяют создать робота, который может реагировать на изменение различных параметров окружающей среды. Получая информацию от датчиков, робот выполняет различные действия согласно заложенной в него программе.

Можно сказать, что наличие датчиков и обратной связи с ними, отличает робота от автоматизированного устройства. Изучая робототехнику можно быстро узнать, что такое датчик и как использовать различные типы датчиков.

Сегодня вы сможете найти датчики в широком диапазоне различных устройств, которые вы используете регулярно. Сенсорный экран, который у вас есть на телефоне.

экран смартфона

Ультразвуковые датчики для открытия дверей в торговых центрах, герконовые датчики для систем сигнализации и множество других. Датчики являются очень распространенной частью повседневной жизни.

Введение в датчики

Мир полон сенсоров. В нашей повседневной жизни мы сталкиваемся с автоматизацией во всех видах деятельности. Автоматизация включает включение света и вентилятора, с использованием мобильных телефонов. Управление телевизором с помощью мобильных приложений.

управление и мониторинг

Регулировки температуры в помещении. Обеспечение пожарной безопасности при помощи детекторов дыма и т.д. Все это делается с помощью датчиков. В наши дни любой встроенный системный продукт имеет встроенные датчики. Есть множество приложений, таких как мобильные управляемые камеры видеонаблюдения.

Приложения мониторинга и прогнозирования погоды и т. д. Датчики играют очень важную роль в профилактике и обнаружении заболеваний в здравоохранении. Поэтому, прежде чем проектировать датчик, использующий приложение, мы должны понять, что такое датчик, что именно делает датчик и сколько типов датчиков доступны.

Что такое датчик?

Датчик определяется как устройство или модуль, который помогает обнаружить любые изменения в физической величине такой как давление, сила или электрическая величина, как ток или любой другой вид энергии. После наблюдать изменениями, датчик посылает обнаруженный входной сигнал к микроконтроллеру или микропроцессору.

микроконтроллер

Наконец, датчик выдает считываемый выходной сигнал, который может быть либо оптическим, либо электрическим, либо любой формой сигнала, соответствующей изменению входного сигнала. В любой измерительной системе большую роль играют датчики.

Фактически, датчики являются первым элементом в структурной схеме измерительной системы, который вступает в непосредственный контакт с переменными для получения действительного выхода. Теперь вы знаете, что такое датчик и что на самом деле означает датчик.

Классификация датчиков

Активный датчик

Что такое активные датчик – это тип датчиков, который производит выходной сигнал с помощью внешнего источника возбуждения.

Собственные физические свойства датчика изменяются в зависимости от применяемого внешнего воздействия. Например, тензометрический датчик.

тензометрический датчик

При нажатии на такой датчик воздействие преобразуется в электрический сигнал и сигнал передается в считывающее устройство.

Пассивный датчик

Пассивные датчики тип датчиков, который производит выходной сигнал без помощи внешнего источника возбуждения.

Им не нужны никакие дополнительные токи или напряжения. Например, термопара, которая генерирует значение напряжения, соответствующее приложенному теплу.

датчик температуры

Она не требует никакого внешнего электропитания.

Также датчики подразделяются на

Аналоговые

Что такое аналоговый датчик – это сенсор, который производит непрерывный сигнал относительно времени с аналоговым выходом.

Сформированный аналоговый выходной сигнал пропорционален измеряемому им входному сигналу. Как правило, аналоговое напряжение лежит в диапазоне от 0 до 10 В или в качестве выходного сигнала используется ток.

аналоговый датчик Arduino

Примерами физических параметров для непрерывных сигналов могут служить температура, усилие, давление, смещение и др. Например, аналоговый датчик линии Arduino.

Цифровые

Цифровые датчики-это те, которые производят дискретные выходные сигналы.

Дискретные сигналы будут не непрерывными во времени и могут быть представлены в “битах” для последовательной передачи и в “байтах” для параллельной передачи.  Измеряемая величина будет представлена в цифровом формате. Цифровой выход может быть в форме логики 1 или логики 0 (включено-выключено).

Цифровой датчик состоит из датчика, кабеля и передатчика. Измеренный сигнал преобразован в цифровой сигнал внутри датчика самого без любого внешнего компонента. Кабель используется для передачи на большие расстояния. Примером цифрового датчика может служить энкодер.

энкодеры

Он включает в себя цифровой светодиод и фотодиод, используемый для получения цифрового сигнала для измерения скорости вращающегося вала. Диск прикреплен к вращающемуся валу. Вращающийся вал имеет по окружности прозрачные пазы. Когда вал вращается со скоростью, диск также вращается вместе с ним.

принцип работы энкодера

Сигнал от светодиода проходит через паз и фиксируется фотодиодом. Выходным сигналом будет логическая 1 или логический 0. Выходные данные отображаются на ЖК-дисплее после прохождения через счетчик.

В настоящее время есть огромное количество датчиков для различных целей и каждый год датчики становятся все совершеннее. Сейчас все больше становится программируемых датчиков, которые можно калибровать и программировать на различные виды измерений.

Обычно в комплекте с этими датчиками идет достаточно подробная инструкция со схемами подключения, способами настройки и программирования датчиков.

Обзор полезного набора датчиков для Arduino

Что такое датчик движения и для чего нужен

Что такое датчик движения и для чего он

Различные охранные системы, предназначенные для обеспечения безопасности, а также освещение со специальным таймером, который регулирует расход электричества, не могут обойтись без использования датчиков движения.

Так, датчиком движения называется устройство, которое позволяет следить за передвижением объектов, в частности – людей, и своевременно передавать данные о передвигающихся объектах в так называемую электронную систему. Этот прибор помогает автоматизировать функции электроприборов и камер видеонаблюдения.

Датчики движения применяют в качестве охранных систем для защиты той или иной территории, для управления автоматическим освещением (в целях комфорта и экономии электричества), в системе «умный дом».

Принцип действия датчика движения

Принцип действия датчика движения основан на пересечении излучений. Так, по принципу работы с сигналом, различают три типа сенсоров: прерывающие, пассивные, отражающие.

• Прерывающие: это самая простая по реализации технология. Она основывается на излучателе, в качестве которого выступает лазерный луч, и приемнике. Пока фотодатчик фиксирует излучение – прибор в состоянии покоя. При пересечении луча движущимся объектом – устройство подает сигнал. Технология имеет существенный недостаток – одиночный луч достаточно просто обойти.

• Пассивные датчики движения имеют чувствительные сенсоры, которые улавливают волны от других предметов. Они являются самыми недорогими и простыми в эксплуатации. Их минус – они способны улавливать только живые объекты.

• Принцип работы отражающих датчиков заключается в том, что излучатель отправляет рассеянный или концентрированный сигнал (зависит от выбора заказчика). Если на пути сигнала нет препятствий, датчик остаётся в состоянии покоя, а если есть, то он отразит излучение. В этот момент приемник переведёт сенсор в состояние тревоги. К плюсам такого типа датчиков относятся: удобная система настройки, широкий угол обзора.

Виды датчиков: их достоинства и недостатки

• Инфракрасные датчики позволяют обнаруживать перепады теплового излучения объектов, которые присутствую в их зоне работы. Преимуществами такого типа датчиков являются: лёгкость в использовании, устойчивость к звукам и вибрациям, удобная и точная настройка параметров, невысокая чувствительность к внезапным изменениям вокруг, а также абсолютная безопасность для объектов. Инфракрасный датчик срабатывает именно на движение теплового пятна, не реагируя на нетеплокровные предметы типа робота-пылесоса или двигающейся шторы. Из отрицательных сторон можно отметить не слишком широкую зону охвата (до десяти метров), плохую работу на ветру, возможные сбои в работе при слишком высоких/низких температурах. Но один из самых существенных недостатков в том, что инфракрасный датчик не обнаруживает передвижение скрытых за стеной объектов. Этот тип находит своё применение в системе «умного дома», а также для более экономной системы освещения в подъездах, дворах, лестничных площадках.

• Микроволновые датчики предлагают потребителям расширенный функционал и имеют множество сфер применения.

  Устройства такого типа определяют перемещающиеся объекты при помощи транслируемых ими электромагнитных волн высокой частоты, функционируя по принципу локации СВЧ излучения на процесс отражения. Это устройство может внутри или снаружи управлять освещением, нередко применяется в целях управления бытовой электроникой и сигнализацией. Поскольку микроволновые датчики движения изготовлены из пластика, они безопасны при возгораниях. Ещё одна положительная сторона в том, что этот тип датчика умеет распознавать объекты даже через препятствия (например, тонкие стены), поэтому его можно очень удобно прятать в помещении. Среди минусов: возможность ложной реакции, небезопасность волн датчика для человека, завышенная цена.

• Ультразвуковые устройства применяются для включения освещения или вентиляции в автоматическом режиме. Это не только обеспечивает комфорт и упрощает жизнь людей, но и значительно экономит электрическую энергию. Такой тип датчиков функционирует по принципу излучения, восприятия и анализа ультразвуковых волн, отображающихся от располагающихся в области охвата объектов.

  Плюсы УЗ датчиков: они проявляют «чувствительность» к любым объектам вне зависимости от материалов, могут работать в любых условиях окружающей среды, обеспечивают бесперебойную работу за счёт проводного питания, а также не реагируют на природные явления. Однако ультразвуковое устройство может не отреагировать на очень медленные колебания и отрицательно сказаться на животных, которые улавливают ультразвук.

• Комбинированные датчики движения – самый дорогостоящий и функциональный тип, который сочетают в себе сразу несколько технологий считывания перемещающихся объектов. Одна из самых результативных моделей – это датчик, который объединяет инфракрасный тип и микроволновый тип. Комбинированный датчик проявляет мгновенную реакцию и минимальную вероятность ложного реагирования.

• Ещё один вид датчиков движения – акустический. Это устройство позволяет обнаружить посторонние шумы. Для того, чтобы его работа была эффективной, нужно установить пределы шума и включить фильтры, которые исключат ложное реагирование. Прибор создает в пространстве безопасное электрическое поле, поэтому на его установку не нужно разрешение. Чаще всего акустический датчик нужен для обнаружения разбивания окон. Плюсы: абсолютная безопасность, возможность контролировать сразу несколько окон. Недостатки: высокий риск ложного срабатывания, ограниченный диапазон действия.

Как выбрать 

Зная основные параметры датчиков и разбираясь в маркировке, вы сможете самостоятельно выбрать датчик движения для своих целей:

• Первый показатель, который вы должны уметь расшифровывать – это степень защиты IP. Параметр обозначается двумя цифрами. Рынок электроприборов реализует различные датчики, каждый из которых подходит для тех или иных условий использования. Итак, первая цифра IP символизирует защиту от проникания вглубь устройства твёрдых предметов и пыли, а вторая – защиту от влаги. Таким образом, если вы выбираете датчик для офиса или дома, со своими задачами справится прибор с маркировкой IP20, где «2» говорит о том, что корпус обеспечит защиту от контакта с посторонними предметами, а «0» – нулевой показатель влагозащищённости, то есть её отсутствие. Для комнат, где предполагается контакт с влагой (например, ванная комната), необходимо приобретать датчик движения с маркировкой IP44.

• Следующий параметр – это его диаграмма направленности. Обязательно проанализируйте геометрию пространства перед покупкой защитного устройства. Зачастую датчик может на находить те или иные объекты движения именно по причине ошибочно выбранной зоны его расположения. Обязательно проведите замеры, чтобы определить необходимый угол обзора и максимальную дистанцию, на которой датчик сможет уловить передвигающиеся объекты. На представленном ниже рисунке вы можете увидеть осветлённая область, которая показывает общую зона обзора датчика, а белая пунктирная линия показывает область точной фиксации движения.

Угол обзора измеряется в градусах и может составлять от 60 до 360°С в области потолка, 15-20°С в области стены. Для уличных устройств угол обзора составляет более 180°С, поскольку такие датчики применяются для широкого охвата территории.

Помните, что ключевым условием для эффективной работы датчика является правильное место его размещения. Если датчик устанавливает в целях освещения, то важно вмонтировать его в том промежутке, где человек входит и попадает в неосвещённый, темный участок. При перемещениях человека свет должен гореть во всех областях помещения, пока человек не выйдет из него.

Установка датчиков движения

При подключении датчика важно понимать один ключевой момент. Если вы хотите управлять посредством датчика движения осветительными приборами (или одним прибором), они должны быть подключены в обособленный кабель.

Непосредственно в подключении нет ничего сложного. Первое, на что нужно обратить внимание, — количество проводов. Если датчик оснащён четырьмя проводами, значит он имеет два входных провода (фаза и ноль) и два выходных. В таком случае необходимо к входным проводам подключить электропитание, а к выходным – сам осветительный прибор.

Если перед вам трёхпроводной датчик движения, значит один провод является выходным, а другие два – входными. Тогда осветительный прибор подключается к выходной фазе и к входному нулю.

Как различить провода между собой? Каждый провод имеет традиционной цветовое обозначение, которое поможет разобраться в подключении:

• Входную фазу означает провод сиреневого или коричневого цвета

• Нулевой провод окрашен в синий цвет

• Выходящая фаза представляет собой провод красного цвета

 Так, по месторасположению приборов есть модели:

• Корпусные датчики, которые применяются для наружного использования

• Настенные датчики охватывают определённую часть территории

• Датчики, которые устанавливаются на потолке – устройство сканирует более широкую зону, охватывая весь периметр по окружности.

Если вам нужно установить датчик на кухне, обязательно проверьте, что попадает в зону его обзора. Дело в том, что различные нагревательные приборы не позволят устройству функционировать нормально. Например, если под угол обзора датчика попадает чайник, тогда при каждом его закипании будет автоматически включаться свет, что, согласитесь, не очень удобно.

Настройка самих датчиков производится по трём параметрам.

• Уровень освещённости измеряется в люксах (LUX). Это тот предел освещенности, когда датчик движения либо начинает, либо перестаёт срабатывать. Грамотная настройка позволит сделать так, чтобы свет не включался автоматически в светлое время суток. Этот пункт можно легко установить вручную. Просто дождитесь времени, когда вам необходимо включить свет, и с помощью регулятора найдите на шкале такое положение.

• Следующий пункт настройки – уровень чувствительности или SENS. Этот параметр определяет дальность, на которой он сможет распознать перемещающиеся объекты. На рисунке ниже показано, когда датчик имеет самую высокую чувствительность, а когда – наименьшую.

• Следующий важный параметр – это поворотный механизм, который показывает время отключения и обозначается как «TIME». Это тот период времени, который показывает, через сколько минут освещение выключится в автоматическом режиме после остановки какого-либо движения в сканируемой датчиком области. Этот промежуток может быть разным – от одной до десяти минут в зависимости от прибора.

Датчики

• Что такое датчики и как они используются?
• Как датчики используются в биомедицинских исследованиях и медицинской помощи?
• Что исследователи, финансируемые NIBIB, разрабатывают в области датчиков для улучшения биомедицинских исследований и медицинского обслуживания?

Что такое датчики и как они используются?

Датчики — это инструменты, которые обнаруживают и реагируют на некоторые типы входных данных из физической среды.

Существует широкий спектр датчиков, используемых в повседневной жизни, которые классифицируются в зависимости от количества и качества, которые они обнаруживают.

Примеры включают датчики электрического тока, магнитные или радиодатчики, датчики влажности, датчики скорости или расхода жидкости, датчики давления, датчики температуры или температуры, оптические датчики, датчики положения, датчики окружающей среды и химические датчики.

Как датчики используются в биомедицинских исследованиях и медицинской помощи?

Непрерывный монитор глюкозы содержит ферменты, которые обнаруживают глюкозу в жидкости между клетками. Смартфон пользователя получает показания глюкозы от датчика 24 часа в сутки. Авторы и права: iStock

В медицине и биомедицинских исследованиях существует множество типов датчиков, которые используются для обнаружения конкретных биологических, химических или физических процессов, которые затем передают или сообщают эти данные отдельным пользователям или медицинским работникам.

— Термометры переводят расширение жидкости или изгибание металлической полоски под действием тепла в значение, соответствующее температуре тела.

— Носимые технологии, такие как умные часы, содержат датчики, которые могут отслеживать, анализировать и передавать данные о частоте сердечных сокращений и режимах сна. Исследователи используют носимые устройства для наблюдения за здоровьем людей и даже для прогнозирования и потенциального вмешательства для предотвращения острых состояний здоровья, таких как инсульт или сердечный приступ.

— Пульсоксиметры измеряют изменения в поглощении организмом особых типов света для измерения частоты сердечных сокращений и количества кислорода в крови. Эти датчики часто используются в больницах и клиниках, а также могут быть приобретены для домашнего использования.

Хотя многие передовые датчики не подходят для рутинной медицинской помощи, они позволяют исследователям изучать и узнавать об основных основах болезней, потенциально способствуя разработке новых технологий.

Что исследователи, финансируемые NIBIB, разрабатывают в области датчиков для улучшения биомедицинских исследований и медицинского обслуживания?

Циркуляционные наносенсоры для непрерывного мониторинга лекарств. Ученые, финансируемые NIBIB, разрабатывают датчики, которые циркулируют в крови и постоянно контролируют концентрацию лекарств, чтобы поддерживать терапевтические уровни и избегать высоких, токсичных уровней. Датчики посылают флуоресцентный сигнал, который меняется в зависимости от концентрации препарата и может быть обнаружен через кожу. Чтобы датчик оставался в крови, не удаляясь из организма, датчики «спрятаны» в «призраках» эритроцитов (эритроцитов), которые представляют собой внешнюю оболочку эритроцитов. В экспериментах на мышах датчики, предназначенные для обнаружения лития, переносимого внутри эритроцитов, оставались в кровотоке в течение нескольких недель, посылая флуоресцентный сигнал, который точно измерял уровень лития в крови. Циркуляционные наносенсоры могут повысить эффективность лекарств, позволяя врачам контролировать и корректировать концентрации лекарств для поддержания оптимальных терапевтических уровней.

Инженеры, финансируемые NIBIB, разработали гибкий эпидермальный пластырь, который может одновременно и непрерывно контролировать сердечный выброс и метаболические уровни глюкозы, лактата, кофеина или алкоголя. Авторы и права: Джозеф Ван и Шэн Сюй, UCSD

Умный текстиль для профилактики тромбоза глубоких вен. Тромбоз глубоких вен (ТГВ) — это образование тромбов в ногах. Вызванный ограниченной подвижностью у пациентов больниц, пожилых людей и беременных женщин, ТГВ может привести к легочной эмболии (ТЭЛА), опасному для жизни состоянию, которое возникает, когда сгустки крови из нижних конечностей попадают в легкие и застревают в легочных артериях. Исследователи, финансируемые NIBIB, используют умный текстиль для предотвращения ТГВ и снижения частоты ТЭЛА. Умный текстиль содержит датчики, которые не требуют батареек и вплетаются непосредственно в носки и другую одежду. Умный текстиль может дистанционно обнаруживать движение или его отсутствие, что может способствовать ТГВ, и автоматически обеспечивать механическую стимуляцию, чтобы блокировать образование тромбов. Подход направлен на резкое сокращение более чем 200 000 случаев ТЭЛА, которые происходят в США каждый год.

Недорогой генетический датчик дефицита цинка. В развивающихся странах недостаток микроэлемента цинка в рационе матерей связан с задержкой роста плода, нарушением функций обучения и памяти, а также повышенной заболеваемостью и смертностью у детей. Чтобы обеспечить широкое тестирование дефицита цинка, ученые, финансируемые NIBIB, используют синтетическую биологию для создания недорогого датчика цинка для использования в условиях ограниченных ресурсов. Подход включает в себя инженерные бактерии, которые дают показания цвета в зависимости от количества цинка в образце крови. Разные цветные показания основаны на концентрации цинка в образце, указывая, являются ли уровни цинка приемлемыми или слишком низкими (что указывает на необходимость добавок цинка). Портативный бактериальный биосенсор для определения микронутриентов в крови с минимальным оборудованием позволит проводить крупномасштабные исследования нутритивных вмешательств для улучшения лечения миллионов недоедающих людей в условиях ограниченных ресурсов.

Обновлено в апреле 2022 г.

Миниатюра

Информационный бюллетень о датчиках .jpg

Электричество и датчики — Science Learning Hub

Добавить в коллекцию

+ Создать новый коллекция

Все материалы состоят из крошечных частиц, называемых атомами. Атомы состоят из еще более мелких частиц, называемых протонами, нейтронами и электронами. Протоны в атоме имеют положительный заряд, а электроны – отрицательный. Эти заряды уравновешивают друг друга, придавая атому общий нейтральный заряд.

Электрические токи

Электричество может проявляться как поток электронов или зарядов. Поток электронов или зарядов известен как электрический ток.

Электрическая цепь будет содержать свободно удерживаемые электроны на всем своем пути. Когда в цепи подается электрическая энергия, создается электрическое поле, заставляющее эти электроны в цепи течь одновременно, как вода, текущая по трубе или шлангу.

Электрические цепи

Искусственные датчики основаны на электрических цепях. Электрические цепи состоят из определенных электрических компонентов, источника питания и соединительных проводов, и они могут переключать или изменять электрический ток. Поток электрических зарядов в цепи контролируется электропроводностью используемого материала, компонентов и конструкции цепи. Цепь может быть спроектирована таким образом, чтобы в разных частях цепи протекало различное количество электрических зарядов, поэтому части цепи могут иметь разные, но взаимодействующие функции.

Электроника — это использование небольших компонентов, таких как полупроводниковые устройства, в электрических цепях для управления потоком электрических зарядов или выполнения определенной функции. Это делается путем увеличения или уменьшения тока или полной остановки потока. В большинстве электрических устройств используется электроника — от простого выключателя, который включает свет, когда становится темно, до сложной схемы, выполняющей множество функций, например, в стиральных машинах или роботах.

Проводимость

Когда электрические заряды проходят через что-либо, мы называем это электропроводностью. Вещество, по которому текут электрические заряды, называется проводником.

Различные материалы имеют разную электропроводность. Это мера того, насколько легко электрический ток проходит через материал. Обратной стороной проводимости является удельное сопротивление — насколько трудно электрическому заряду двигаться через материал.

Некоторые материалы, такие как металлы, имеют свободно удерживаемые электроны в своей атомной структуре, что позволяет легко протекать электрическим зарядам и поэтому очень полезно в качестве проводов, соединяющих различные компоненты в цепи. Металлическая медь является примером хорошего проводника и часто используется в качестве соединительных проводов.

Вещества, препятствующие прохождению электрических зарядов, называются изоляторами. Например, резина, пластик и воздух являются плохими проводниками и поэтому могут использоваться в качестве изоляторов для блокирования потока электрических зарядов.

Другие материалы с проводящими свойствами, которые находятся между хорошими проводниками и изоляторами, такие как кремний, называются полупроводниками. Их электропроводность может быть изменена типом атомов, используемых для легирования их примесями. Полупроводниковые компоненты, такие как диоды и транзисторы, могут изменять свою способность проводить заряд в зависимости от определенных условий, таких как напряжение. Это делает полупроводники полезными в качестве датчиков и переключателей, реагирующих на изменения физических условий.

Например, тепловой датчик, называемый термистором, изменяет свою способность пропускать через себя электрические заряды в зависимости от температуры. Поместив термистор в электрическую цепь, можно включить или выключить ток в другой части цепи, например, выключить нагреватель, если воздух станет слишком горячим. Точно так же, как датчики в коже человека посылают импульсы в мозг, где информация анализируется, и мы чувствуем себя жарко или холодно, в машинах электроника используется для анализа физических условий, воспринимаемых через изменения электрического тока.

Как работают датчики?

Датчики реагируют на изменение физических условий изменением своих электрических свойств. Таким образом, большинство искусственных датчиков полагаются на электронные системы для сбора, анализа и передачи информации об окружающей среде. Эти электронные системы основаны на тех же принципах работы, что и электрические цепи, поэтому способность контролировать поток электрической энергии очень важна.

Проще говоря, датчик преобразует такие раздражители, как тепло, свет, звук и движение, в электрические сигналы. Эти сигналы передаются через интерфейс, который преобразует их в двоичный код и передает его на компьютер для обработки.

Многие датчики действуют как переключатели, контролирующие поток электрических зарядов в цепи. Переключатели являются важной частью электроники, поскольку они изменяют состояние цепи. Компоненты датчиков, такие как интегральные схемы (микросхемы), транзисторы и диоды, содержат полупроводниковый материал и включены в схемы датчиков, так что они действуют как переключатели. Например, транзистор работает, используя небольшой электрический ток в одной части цепи для включения большого электрического тока в другой части цепи.

Активные и пассивные датчики

Большинство датчиков используют излучение, такое как свет или лазер, инфракрасное излучение, радиоволны или другие волны, такие как ультразвуковые волны, для обнаружения объектов и изменений в их окружении. Они могут сделать это, имея внутри себя источник энергии, который позволяет им излучать излучение в сторону целевого объекта. Это излучение отражается обратно объектом и обнаруживается датчиком, который называется активным датчиком, например, при использовании радара.

Пассивные датчики не излучают собственное излучение или волны — они обнаруживают излучение, испускаемое целевыми объектами, например, тепловое или тепловое инфракрасное излучение, или обнаруживают излучение от какого-либо внешнего источника, такого как Солнце, которое отражается от объектов. Примером может служить термистор для электронного измерения температуры.

Ценность использования сенсоров в том, что они ненавязчивы и способны чувствовать на расстоянии. Как активные, так и пассивные датчики могут быть установлены на спутниках, вращающихся вокруг Земли, для сбора информации о нашей окружающей среде. Излучение, волны или другие физические явления, обнаруженные датчиками, преобразуются в электрические сигналы и обрабатываются компьютерами.

Робот MARVIN оснащен активными датчиками, такими как инфракрасные датчики, ультразвуковые датчики и лазерные датчики. Датчик счетчика, определяющий расстояние, пройденное MARVIN, является пассивным датчиком.

Sensing robots рассказывает историю MARVIN — мобильного автономного транспортного средства для навигации внутри помещений, а статья «Мехатроника» объясняет сочетание электроники, компьютерного программирования и механики, благодаря которым роботы, подобные MARVIN, функционируют.

Природа науки

Научные идеи подвержены изменениям.