Cảm biến là gì? Các loại cảm biến khác nhau và ứng dụng của chúng
- 20-05-2021
- 1615
Chúng ta đang sống trong Thế giới của Cảm biến. Bạn có thể tìm thấy các loại Cảm biến khác nhau trong nhà, văn phòng, ô tô, v.v. đang hoạt động để giúp cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn bằng cách bật đèn bằng cách phát hiện sự hiện diện của chúng ta, điều chỉnh nhiệt độ phòng, phát hiện khói hoặc lửa, pha cho chúng ta cà phê thơm ngon, mở cửa gara ngay khi xe của chúng tôi đến gần cửa và nhiều nhiệm vụ khác.
Cảm biến là gì? Các loại cảm biến khác nhau và ứng dụng của chúng
Chúng ta đang sống trong Thế giới của Cảm biến. Bạn có thể tìm thấy các loại Cảm biến khác nhau trong nhà, văn phòng, ô tô, v.v. đang hoạt động để giúp cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn bằng cách bật đèn bằng cách phát hiện sự hiện diện của chúng ta, điều chỉnh nhiệt độ phòng, phát hiện khói hoặc lửa, pha cho chúng ta cà phê thơm ngon, mở cửa gara ngay khi xe của chúng tôi đến gần cửa và nhiều nhiệm vụ khác.
Tất cả những điều này và nhiều nhiệm vụ tự động hóa khác đều có thể thực hiện được nhờ Cảm biến. Trước khi đi vào chi tiết Cảm biến là gì, Các loại cảm biến khác nhau và ứng dụng của các loại Cảm biến khác nhau này là gì, trước tiên chúng ta sẽ xem một ví dụ đơn giản về hệ thống tự động, có thể thực hiện được nhờ Cảm biến ( và nhiều thành phần khác nữa).
Ứng dụng cảm biến theo thời gian thực
Ví dụ chúng ta đang nói đến ở đây là Hệ thống lái tự động trên máy bay. Hầu như tất cả các máy bay dân sự và quân sự đều có tính năng Hệ thống điều khiển chuyến bay tự động hoặc đôi khi được gọi là Autopilot.
Các loại cảm biến trong Auto Pilot
Hệ thống điều khiển chuyến bay tự động bao gồm một số cảm biến cho các nhiệm vụ khác nhau như kiểm soát tốc độ, giám sát độ cao, theo dõi vị trí, trạng thái cửa, phát hiện chướng ngại vật, mức nhiên liệu, điều động và nhiều hơn nữa. Máy tính lấy dữ liệu từ tất cả các cảm biến này và xử lý chúng bằng cách so sánh chúng với các giá trị được thiết kế sẵn.
Sau đó, máy tính cung cấp tín hiệu điều khiển đến các bộ phận khác nhau như động cơ, cánh tà, bánh lái, động cơ, v.v. giúp chuyến bay diễn ra suôn sẻ. Sự kết hợp giữa Cảm biến, Máy tính và Cơ học giúp máy bay có thể chạy ở Chế độ lái tự động.
Tất cả các tham số, tức là Cảm biến (cung cấp đầu vào cho Máy tính), Máy tính (bộ não của hệ thống) và cơ học (đầu ra của hệ thống như động cơ và động cơ) đều quan trọng như nhau trong việc xây dựng một hệ thống tự động thành công.
Đây là phiên bản cực kỳ đơn giản của Hệ thống điều khiển chuyến bay. Trên thực tế, có hàng trăm hệ thống điều khiển riêng lẻ tạo thành các nhiệm vụ riêng biệt để đảm bảo một hành trình an toàn và suôn sẻ.
Nhưng trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ tập trung vào phần Cảm biến của hệ thống và xem xét các khái niệm khác nhau liên quan đến Cảm biến (như loại, đặc điểm, phân loại, v.v.).
Cảm biến là gì?
Có rất nhiều định nghĩa về cảm biến là gì nhưng tôi muốn định nghĩa Cảm biến là thiết bị đầu vào cung cấp đầu ra (tín hiệu) đối với một đại lượng vật lý (đầu vào) cụ thể.
Thuật ngữ “thiết bị đầu vào” trong định nghĩa Cảm biến có nghĩa là nó là một phần của hệ thống lớn hơn cung cấp đầu vào cho hệ thống điều khiển chính (như Bộ xử lý hoặc Vi điều khiển).
Một định nghĩa độc đáo khác về Cảm biến như sau: Nó là một thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ một miền năng lượng sang miền điện. Định nghĩa của Cảm biến có thể được hiểu rõ hơn nếu chúng ta lấy một ví dụ để xem xét.
Ví dụ đơn giản nhất về cảm biến là LDR hoặc Điện trở phụ thuộc ánh sáng. Nó là một thiết bị có điện trở thay đổi tùy theo cường độ ánh sáng mà nó tiếp xúc. Khi ánh sáng chiếu vào LDR nhiều hơn, điện trở của nó trở nên rất nhỏ và khi ánh sáng ít hơn, điện trở của LDR trở nên rất cao.
Chúng ta có thể kết nối LDR này trong một bộ chia điện áp (cùng với điện trở khác) và kiểm tra độ sụt điện áp trên LDR. Điện áp này có thể được hiệu chỉnh theo lượng ánh sáng chiếu vào LDR. Do đó, một cảm biến ánh sáng.
Bây giờ chúng ta đã biết cảm biến là gì, chúng ta sẽ tiếp tục tiến hành phân loại Cảm biến.
Phân loại cảm biến
Có một số phân loại cảm biến được thực hiện bởi các tác giả và chuyên gia khác nhau. Một số rất đơn giản và một số rất phức tạp. Phân loại cảm biến sau đây có thể đã được chuyên gia trong lĩnh vực này sử dụng nhưng đây là cách phân loại cảm biến rất đơn giản.
Trong phân loại đầu tiên của cảm biến, chúng được chia thành Chủ động và Bị động. Cảm biến hoạt động là những cảm biến yêu cầu tín hiệu kích thích bên ngoài hoặc tín hiệu nguồn.
Mặt khác, Cảm biến thụ động không yêu cầu bất kỳ tín hiệu nguồn bên ngoài nào và trực tiếp tạo ra phản hồi đầu ra.
Loại phân loại khác dựa trên phương tiện phát hiện được sử dụng trong cảm biến. Một số phương tiện phát hiện là Điện, Sinh học, Hóa học, Phóng xạ, v.v.
Việc phân loại tiếp theo dựa trên hiện tượng chuyển đổi, tức là đầu vào và đầu ra. Một số hiện tượng chuyển đổi phổ biến là Quang điện, Nhiệt điện, Điện hóa, Điện từ, Nhiệt quang, v.v..
Phân loại cuối cùng của cảm biến là Cảm biến tương tự và kỹ thuật số. Cảm biến tương tự tạo ra đầu ra tương tự, tức là tín hiệu đầu ra liên tục (thường là điện áp nhưng đôi khi các đại lượng khác như Điện trở, v.v.) đối với đại lượng được đo.
Cảm biến kỹ thuật số, trái ngược với Cảm biến tương tự, hoạt động với dữ liệu rời rạc hoặc kỹ thuật số. Dữ liệu trong các cảm biến kỹ thuật số, được sử dụng để chuyển đổi và truyền tải, có bản chất là kỹ thuật số.
Các loại cảm biến khác nhau
Sau đây là danh sách các loại cảm biến khác nhau thường được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Tất cả các cảm biến này được sử dụng để đo một trong các tính chất vật lý như Nhiệt độ, Điện trở, Điện dung, Độ dẫn điện, Truyền nhiệt, v.v.
Cảm biến nhiệt độ
Một trong những cảm biến thông dụng và được ưa chuộng nhất đó là Cảm biến nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ, như tên cho thấy, cảm nhận nhiệt độ, tức là nó đo những thay đổi về nhiệt độ.
Có nhiều loại Cảm biến nhiệt độ khác nhau như IC cảm biến nhiệt độ (như LM35, DS18B20), Nhiệt điện trở, Cặp nhiệt điện, RTD (Thiết bị nhiệt độ điện trở), v.v.
Cảm biến nhiệt độ có thể là analog hoặc kỹ thuật số. Trong Cảm biến nhiệt độ tương tự, những thay đổi về Nhiệt độ tương ứng với sự thay đổi về đặc tính vật lý của nó như điện trở hoặc điện áp. LM35 là một cảm biến nhiệt độ tương tự cổ điển.
Đến với Cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số, đầu ra là một giá trị kỹ thuật số rời rạc (thường là một số dữ liệu số sau khi chuyển đổi giá trị tương tự sang giá trị kỹ thuật số). DS18B20 là một cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số đơn giản.
Cảm biến nhiệt độ được sử dụng ở mọi nơi như máy tính, điện thoại di động, ô tô, hệ thống điều hòa không khí, các ngành công nghiệp, v.v.
Một dự án đơn giản sử dụng LM35 (Cảm biến nhiệt độ thang đo C) được thực hiện trong dự án này: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ.
Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận là loại cảm biến không tiếp xúc giúp phát hiện sự hiện diện của vật thể. Cảm biến tiệm cận có thể được triển khai bằng các kỹ thuật khác nhau như Quang học (như Hồng ngoại hoặc Laser), Âm thanh (Siêu âm), Từ tính (Hiệu ứng Hall), Điện dung, v.v.
Một số ứng dụng của Cảm biến tiệm cận là Điện thoại di động, Ô tô (Cảm biến đỗ xe), các ngành công nghiệp (căn chỉnh đối tượng), Khoảng cách gần mặt đất trong Máy bay, v.v.
Cảm biến tiệm cận khi đỗ xe lùi được triển khai trong Dự án này: MẠCH CẢM BIẾN ĐẬU XE NGƯỢC.
Cảm biến hồng ngoại (Cảm biến hồng ngoại)
Cảm biến hồng ngoại hoặc Cảm biến hồng ngoại là cảm biến dựa trên ánh sáng được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như Phát hiện tiệm cận và Phát hiện vật thể. Cảm biến hồng ngoại được sử dụng làm cảm biến tiệm cận trong hầu hết các điện thoại di động.
Có hai loại Cảm biến hồng ngoại hoặc hồng ngoại: Loại truyền phát và Loại phản xạ. Trong Cảm biến hồng ngoại loại truyền phát, Bộ phát hồng ngoại (thường là đèn LED hồng ngoại) và Bộ dò hồng ngoại (thường là Điốt quang) được đặt đối diện nhau để khi một vật thể đi qua giữa chúng, cảm biến sẽ phát hiện vật thể đó.
Loại cảm biến hồng ngoại khác là Cảm biến hồng ngoại loại phản xạ. Trong đó, máy phát và máy dò được đặt liền kề nhau đối diện với vật thể. Khi một vật thể đến trước cảm biến, ánh sáng hồng ngoại từ Bộ phát hồng ngoại sẽ được phản xạ từ vật thể và được Bộ thu hồng ngoại phát hiện và do đó cảm biến sẽ phát hiện được vật thể.
Các ứng dụng khác nhau mà Cảm biến hồng ngoại được triển khai là Điện thoại di động, Robot, lắp ráp công nghiệp, ô tô, v.v.
Một dự án nhỏ sử dụng Cảm biến hồng ngoại để bật đèn đường: ĐÈN ĐƯỜNG SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI.
Thiết bị cảm biến sóng siêu âm
Cảm biến siêu âm là một thiết bị loại không tiếp xúc có thể được sử dụng để đo khoảng cách cũng như vận tốc của vật thể. Cảm biến siêu âm hoạt động dựa trên đặc tính của sóng âm có tần số lớn hơn dải âm thanh mà con người có thể nghe được.
Sử dụng thời gian truyền của sóng âm, Cảm biến siêu âm có thể đo khoảng cách của vật thể (tương tự SONAR). Thuộc tính Doppler Shift của sóng âm được sử dụng để đo vận tốc của vật thể.
Công cụ tìm phạm vi dựa trên Arduino là một dự án đơn giản sử dụng Cảm biến siêu âm: MÁY ĐO PHẠM VI SIÊU ÂM DI ĐỘNG.
Cảm biến ánh sáng
Đôi khi còn được gọi là Cảm biến ảnh, Cảm biến ánh sáng là một trong những cảm biến quan trọng. Một cảm biến ánh sáng đơn giản hiện nay là Điện trở phụ thuộc ánh sáng hoặc LDR. Đặc tính của LDR là điện trở của nó tỷ lệ nghịch với cường độ ánh sáng xung quanh, tức là khi cường độ ánh sáng tăng thì điện trở của nó giảm và ngược lại.
Bằng cách sử dụng LDR là một mạch điện, chúng ta có thể hiệu chỉnh sự thay đổi điện trở của nó để đo cường độ Ánh sáng. Có hai Cảm biến ánh sáng (hoặc Cảm biến ảnh) khác thường được sử dụng trong thiết kế hệ thống điện tử phức tạp. Chúng là Photo Diode và Photo Transistor. Tất cả đều là Cảm biến Analog.
Ngoài ra còn có các Cảm biến ánh sáng kỹ thuật số như BH1750, TSL2561, v.v., có thể tính toán
Cảm biến khói và khí
Một trong những cảm biến rất hữu ích trong các ứng dụng liên quan đến an toàn là Cảm biến khói và khí. Hầu hết tất cả các văn phòng và khu công nghiệp đều được trang bị một số máy dò khói, giúp phát hiện bất kỳ khói nào (do hỏa hoạn) và phát ra âm thanh báo động.
Cảm biến khí phổ biến hơn trong các phòng thí nghiệm, nhà bếp quy mô lớn và các ngành công nghiệp. Chúng có thể phát hiện các loại khí khác nhau như LPG, Propane, Butane, Metan (CH4), v.v.
Cảm Biến Khói-MQ2
Ngày nay, cảm biến khói (thường có thể phát hiện khói cũng như khí) cũng được lắp đặt ở hầu hết các gia đình như một biện pháp an toàn.
Dòng cảm biến “MQ” là một loạt các cảm biến giá rẻ để phát hiện CO, CO2, CH4, Alcohol, Propane, Butane, LPG, v.v. Bạn có thể sử dụng những cảm biến này để xây dựng Ứng dụng cảm biến khói của riêng mình.
Kiểm tra MẠCH BÁO ĐỘNG KHÓI này mà không cần sử dụng Arduino.
Cảm biến nồng độ cồn
Đúng như tên gọi, Cảm biến nồng độ cồn sẽ phát hiện nồng độ cồn. Thông thường, cảm biến nồng độ cồn được sử dụng trong các thiết bị đo hơi thở để xác định xem một người có say hay không. Nhân viên thực thi pháp luật sử dụng máy đo hơi thở để truy bắt thủ phạm say rượu và lái xe.
Cảm biến chạm
Chúng tôi không coi trọng cảm biến cảm ứng nhưng chúng đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng tôi. Dù bạn có biết hay không thì tất cả các thiết bị màn hình cảm ứng (Điện thoại di động, Máy tính bảng, Máy tính xách tay, v.v.) đều có cảm biến cảm ứng bên trong. Một ứng dụng phổ biến khác của cảm biến cảm ứng là trackpad trong máy tính xách tay của chúng ta.
Cảm biến cảm ứng, như tên cho thấy, phát hiện thao tác chạm của ngón tay hoặc bút stylus. Thông thường cảm biến cảm ứng được phân loại thành loại Điện trở và Điện dung. Hầu hết tất cả các cảm biến cảm ứng hiện đại đều thuộc loại Điện dung vì chúng chính xác hơn và có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tốt hơn.
Nếu bạn muốn xây dựng một ứng dụng với Cảm biến cảm ứng thì có sẵn các mô-đun chi phí thấp và sử dụng các cảm biến cảm ứng đó, bạn có thể xây dựng MẠCH CHUYỂN ĐỔI TOUCH DIMMER SỬ DỤNG ARDUINO.
Cảm biến màu
Cảm biến màu là một thiết bị hữu ích trong việc xây dựng các ứng dụng cảm biến màu trong lĩnh vực xử lý hình ảnh, nhận dạng màu sắc, theo dõi đối tượng công nghiệp, v.v. TCS3200 là Cảm biến màu đơn giản, có thể phát hiện bất kỳ màu nào và tạo ra sóng vuông tỷ lệ với bước sóng của màu được phát hiện.
Cảm biến độ ẩm
Nếu bạn thấy Hệ thống giám sát thời tiết, chúng thường cung cấp dữ liệu về nhiệt độ cũng như độ ẩm. Vì vậy, đo độ ẩm là một nhiệm vụ quan trọng trong nhiều ứng dụng và Cảm biến độ ẩm giúp chúng ta đạt được điều này.
Thông thường tất cả các cảm biến độ ẩm đều đo độ ẩm tương đối (tỷ lệ hàm lượng nước trong không khí với khả năng giữ nước tối đa của không khí). Vì độ ẩm tương đối phụ thuộc vào nhiệt độ không khí nên hầu hết tất cả các Cảm biến độ ẩm cũng có thể đo Nhiệt độ.
Cảm biến độ ẩm được phân thành loại điện dung, loại điện trở và loại dẫn nhiệt. DHT11 và DHT22 là hai trong số các Cảm biến Độ ẩm được sử dụng thường xuyên trong Cộng đồng DIY (loại trước là loại điện trở còn DHT22 là loại điện dung).
Cảm biến độ nghiêng
Thường được sử dụng để phát hiện độ nghiêng hoặc hướng, Cảm biến độ nghiêng là một trong những cảm biến đơn giản và rẻ tiền nhất hiện nay. Trước đây, cảm biến độ nghiêng được tạo thành từ Thủy ngân (và do đó đôi khi chúng được gọi là Công tắc thủy ngân) nhưng hầu hết các cảm biến độ nghiêng hiện đại đều có chứa một quả bóng lăn.
Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về Cảm biến là gì, phân loại cảm biến là gì và các loại cảm biến khác nhau cùng với ứng dụng thực tế của chúng. Trong tương lai, tôi sẽ cập nhật bài viết này với nhiều cảm biến hơn và ứng dụng của chúng.
Chúng ta đang sống trong Thế giới của Cảm biến. Bạn có thể tìm thấy các loại Cảm biến khác nhau trong nhà, văn phòng, ô tô, v.v. đang hoạt động để giúp cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn bằng cách bật đèn bằng cách phát hiện sự hiện diện của chúng ta, điều chỉnh nhiệt độ phòng, phát hiện khói hoặc lửa, pha cho chúng ta cà phê thơm ngon, mở cửa gara ngay khi xe của chúng tôi đến gần cửa và nhiều nhiệm vụ khác.
Tất cả những điều này và nhiều nhiệm vụ tự động hóa khác đều có thể thực hiện được nhờ Cảm biến. Trước khi đi vào chi tiết Cảm biến là gì, Các loại cảm biến khác nhau và ứng dụng của các loại Cảm biến khác nhau này là gì, trước tiên chúng ta sẽ xem một ví dụ đơn giản về hệ thống tự động, có thể thực hiện được nhờ Cảm biến ( và nhiều thành phần khác nữa).
Ứng dụng cảm biến theo thời gian thực
Ví dụ chúng ta đang nói đến ở đây là Hệ thống lái tự động trên máy bay. Hầu như tất cả các máy bay dân sự và quân sự đều có tính năng Hệ thống điều khiển chuyến bay tự động hoặc đôi khi được gọi là Autopilot.
Các loại cảm biến trong Auto Pilot
Hệ thống điều khiển chuyến bay tự động bao gồm một số cảm biến cho các nhiệm vụ khác nhau như kiểm soát tốc độ, giám sát độ cao, theo dõi vị trí, trạng thái cửa, phát hiện chướng ngại vật, mức nhiên liệu, điều động và nhiều hơn nữa. Máy tính lấy dữ liệu từ tất cả các cảm biến này và xử lý chúng bằng cách so sánh chúng với các giá trị được thiết kế sẵn.
Sau đó, máy tính cung cấp tín hiệu điều khiển đến các bộ phận khác nhau như động cơ, cánh tà, bánh lái, động cơ, v.v. giúp chuyến bay diễn ra suôn sẻ. Sự kết hợp giữa Cảm biến, Máy tính và Cơ học giúp máy bay có thể chạy ở Chế độ lái tự động.
Tất cả các tham số, tức là Cảm biến (cung cấp đầu vào cho Máy tính), Máy tính (bộ não của hệ thống) và cơ học (đầu ra của hệ thống như động cơ và động cơ) đều quan trọng như nhau trong việc xây dựng một hệ thống tự động thành công.
Đây là phiên bản cực kỳ đơn giản của Hệ thống điều khiển chuyến bay. Trên thực tế, có hàng trăm hệ thống điều khiển riêng lẻ tạo thành các nhiệm vụ riêng biệt để đảm bảo một hành trình an toàn và suôn sẻ.
Nhưng trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ tập trung vào phần Cảm biến của hệ thống và xem xét các khái niệm khác nhau liên quan đến Cảm biến (như loại, đặc điểm, phân loại, v.v.).
Cảm biến là gì?
Có rất nhiều định nghĩa về cảm biến là gì nhưng tôi muốn định nghĩa Cảm biến là thiết bị đầu vào cung cấp đầu ra (tín hiệu) đối với một đại lượng vật lý (đầu vào) cụ thể.
Thuật ngữ “thiết bị đầu vào” trong định nghĩa Cảm biến có nghĩa là nó là một phần của hệ thống lớn hơn cung cấp đầu vào cho hệ thống điều khiển chính (như Bộ xử lý hoặc Vi điều khiển).
Một định nghĩa độc đáo khác về Cảm biến như sau: Nó là một thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ một miền năng lượng sang miền điện. Định nghĩa của Cảm biến có thể được hiểu rõ hơn nếu chúng ta lấy một ví dụ để xem xét.
Ví dụ đơn giản nhất về cảm biến là LDR hoặc Điện trở phụ thuộc ánh sáng. Nó là một thiết bị có điện trở thay đổi tùy theo cường độ ánh sáng mà nó tiếp xúc. Khi ánh sáng chiếu vào LDR nhiều hơn, điện trở của nó trở nên rất nhỏ và khi ánh sáng ít hơn, điện trở của LDR trở nên rất cao.
Chúng ta có thể kết nối LDR này trong một bộ chia điện áp (cùng với điện trở khác) và kiểm tra độ sụt điện áp trên LDR. Điện áp này có thể được hiệu chỉnh theo lượng ánh sáng chiếu vào LDR. Do đó, một cảm biến ánh sáng.
Bây giờ chúng ta đã biết cảm biến là gì, chúng ta sẽ tiếp tục tiến hành phân loại Cảm biến.
Phân loại cảm biến
Có một số phân loại cảm biến được thực hiện bởi các tác giả và chuyên gia khác nhau. Một số rất đơn giản và một số rất phức tạp. Phân loại cảm biến sau đây có thể đã được chuyên gia trong lĩnh vực này sử dụng nhưng đây là cách phân loại cảm biến rất đơn giản.
Trong phân loại đầu tiên của cảm biến, chúng được chia thành Chủ động và Bị động. Cảm biến hoạt động là những cảm biến yêu cầu tín hiệu kích thích bên ngoài hoặc tín hiệu nguồn.
Mặt khác, Cảm biến thụ động không yêu cầu bất kỳ tín hiệu nguồn bên ngoài nào và trực tiếp tạo ra phản hồi đầu ra.
Loại phân loại khác dựa trên phương tiện phát hiện được sử dụng trong cảm biến. Một số phương tiện phát hiện là Điện, Sinh học, Hóa học, Phóng xạ, v.v.
Việc phân loại tiếp theo dựa trên hiện tượng chuyển đổi, tức là đầu vào và đầu ra. Một số hiện tượng chuyển đổi phổ biến là Quang điện, Nhiệt điện, Điện hóa, Điện từ, Nhiệt quang, v.v..
Phân loại cuối cùng của cảm biến là Cảm biến tương tự và kỹ thuật số. Cảm biến tương tự tạo ra đầu ra tương tự, tức là tín hiệu đầu ra liên tục (thường là điện áp nhưng đôi khi các đại lượng khác như Điện trở, v.v.) đối với đại lượng được đo.
Cảm biến kỹ thuật số, trái ngược với Cảm biến tương tự, hoạt động với dữ liệu rời rạc hoặc kỹ thuật số. Dữ liệu trong các cảm biến kỹ thuật số, được sử dụng để chuyển đổi và truyền tải, có bản chất là kỹ thuật số.
Các loại cảm biến khác nhau
Sau đây là danh sách các loại cảm biến khác nhau thường được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Tất cả các cảm biến này được sử dụng để đo một trong các tính chất vật lý như Nhiệt độ, Điện trở, Điện dung, Độ dẫn điện, Truyền nhiệt, v.v.
- Cảm biến nhiệt độ
- Cảm biến tiệm cận
- Gia tốc kế
- Cảm biến hồng ngoại (Cảm biến hồng ngoại)
- Cảm biến áp suất
- Cảm biến ánh sáng
- Thiết bị cảm biến sóng siêu âm
- Cảm biến khói, gas và rượu
- Cảm biến chạm
- Cảm biến màu
- Cảm biến độ ẩm
- Bộ cảm biến vị trí
- Cảm biến từ tính (Cảm biến hiệu ứng Hall)
- Micrô (Cảm biến âm thanh)
- Cảm biến độ nghiêng
- Cảm biến lưu lượng và mức
- Cảm biến PIR
- Cảm biến chạm
- Cảm biến sức căng và trọng lượng
Cảm biến nhiệt độ
Một trong những cảm biến thông dụng và được ưa chuộng nhất đó là Cảm biến nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ, như tên cho thấy, cảm nhận nhiệt độ, tức là nó đo những thay đổi về nhiệt độ.
Cảm biến nhiệt độ có thể là analog hoặc kỹ thuật số. Trong Cảm biến nhiệt độ tương tự, những thay đổi về Nhiệt độ tương ứng với sự thay đổi về đặc tính vật lý của nó như điện trở hoặc điện áp. LM35 là một cảm biến nhiệt độ tương tự cổ điển.
Đến với Cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số, đầu ra là một giá trị kỹ thuật số rời rạc (thường là một số dữ liệu số sau khi chuyển đổi giá trị tương tự sang giá trị kỹ thuật số). DS18B20 là một cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số đơn giản.
Cảm biến nhiệt độ được sử dụng ở mọi nơi như máy tính, điện thoại di động, ô tô, hệ thống điều hòa không khí, các ngành công nghiệp, v.v.
Một dự án đơn giản sử dụng LM35 (Cảm biến nhiệt độ thang đo C) được thực hiện trong dự án này: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ.
Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận là loại cảm biến không tiếp xúc giúp phát hiện sự hiện diện của vật thể. Cảm biến tiệm cận có thể được triển khai bằng các kỹ thuật khác nhau như Quang học (như Hồng ngoại hoặc Laser), Âm thanh (Siêu âm), Từ tính (Hiệu ứng Hall), Điện dung, v.v.
Một số ứng dụng của Cảm biến tiệm cận là Điện thoại di động, Ô tô (Cảm biến đỗ xe), các ngành công nghiệp (căn chỉnh đối tượng), Khoảng cách gần mặt đất trong Máy bay, v.v.
Cảm biến tiệm cận khi đỗ xe lùi được triển khai trong Dự án này: MẠCH CẢM BIẾN ĐẬU XE NGƯỢC.
Cảm biến hồng ngoại (Cảm biến hồng ngoại)
Cảm biến hồng ngoại hoặc Cảm biến hồng ngoại là cảm biến dựa trên ánh sáng được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như Phát hiện tiệm cận và Phát hiện vật thể. Cảm biến hồng ngoại được sử dụng làm cảm biến tiệm cận trong hầu hết các điện thoại di động.
Loại cảm biến hồng ngoại khác là Cảm biến hồng ngoại loại phản xạ. Trong đó, máy phát và máy dò được đặt liền kề nhau đối diện với vật thể. Khi một vật thể đến trước cảm biến, ánh sáng hồng ngoại từ Bộ phát hồng ngoại sẽ được phản xạ từ vật thể và được Bộ thu hồng ngoại phát hiện và do đó cảm biến sẽ phát hiện được vật thể.
Các ứng dụng khác nhau mà Cảm biến hồng ngoại được triển khai là Điện thoại di động, Robot, lắp ráp công nghiệp, ô tô, v.v.
Một dự án nhỏ sử dụng Cảm biến hồng ngoại để bật đèn đường: ĐÈN ĐƯỜNG SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI.
Thiết bị cảm biến sóng siêu âm
Cảm biến siêu âm là một thiết bị loại không tiếp xúc có thể được sử dụng để đo khoảng cách cũng như vận tốc của vật thể. Cảm biến siêu âm hoạt động dựa trên đặc tính của sóng âm có tần số lớn hơn dải âm thanh mà con người có thể nghe được.
Công cụ tìm phạm vi dựa trên Arduino là một dự án đơn giản sử dụng Cảm biến siêu âm: MÁY ĐO PHẠM VI SIÊU ÂM DI ĐỘNG.
Cảm biến ánh sáng
Đôi khi còn được gọi là Cảm biến ảnh, Cảm biến ánh sáng là một trong những cảm biến quan trọng. Một cảm biến ánh sáng đơn giản hiện nay là Điện trở phụ thuộc ánh sáng hoặc LDR. Đặc tính của LDR là điện trở của nó tỷ lệ nghịch với cường độ ánh sáng xung quanh, tức là khi cường độ ánh sáng tăng thì điện trở của nó giảm và ngược lại.
Bằng cách sử dụng LDR là một mạch điện, chúng ta có thể hiệu chỉnh sự thay đổi điện trở của nó để đo cường độ Ánh sáng. Có hai Cảm biến ánh sáng (hoặc Cảm biến ảnh) khác thường được sử dụng trong thiết kế hệ thống điện tử phức tạp. Chúng là Photo Diode và Photo Transistor. Tất cả đều là Cảm biến Analog.
Ngoài ra còn có các Cảm biến ánh sáng kỹ thuật số như BH1750, TSL2561, v.v., có thể tính toán
Cảm biến khói và khí
Một trong những cảm biến rất hữu ích trong các ứng dụng liên quan đến an toàn là Cảm biến khói và khí. Hầu hết tất cả các văn phòng và khu công nghiệp đều được trang bị một số máy dò khói, giúp phát hiện bất kỳ khói nào (do hỏa hoạn) và phát ra âm thanh báo động.
Cảm biến khí phổ biến hơn trong các phòng thí nghiệm, nhà bếp quy mô lớn và các ngành công nghiệp. Chúng có thể phát hiện các loại khí khác nhau như LPG, Propane, Butane, Metan (CH4), v.v.
Ngày nay, cảm biến khói (thường có thể phát hiện khói cũng như khí) cũng được lắp đặt ở hầu hết các gia đình như một biện pháp an toàn.
Dòng cảm biến “MQ” là một loạt các cảm biến giá rẻ để phát hiện CO, CO2, CH4, Alcohol, Propane, Butane, LPG, v.v. Bạn có thể sử dụng những cảm biến này để xây dựng Ứng dụng cảm biến khói của riêng mình.
Kiểm tra MẠCH BÁO ĐỘNG KHÓI này mà không cần sử dụng Arduino.
Cảm biến nồng độ cồn
Đúng như tên gọi, Cảm biến nồng độ cồn sẽ phát hiện nồng độ cồn. Thông thường, cảm biến nồng độ cồn được sử dụng trong các thiết bị đo hơi thở để xác định xem một người có say hay không. Nhân viên thực thi pháp luật sử dụng máy đo hơi thở để truy bắt thủ phạm say rượu và lái xe.
Cảm biến chạm
Chúng tôi không coi trọng cảm biến cảm ứng nhưng chúng đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng tôi. Dù bạn có biết hay không thì tất cả các thiết bị màn hình cảm ứng (Điện thoại di động, Máy tính bảng, Máy tính xách tay, v.v.) đều có cảm biến cảm ứng bên trong. Một ứng dụng phổ biến khác của cảm biến cảm ứng là trackpad trong máy tính xách tay của chúng ta.
Cảm biến cảm ứng, như tên cho thấy, phát hiện thao tác chạm của ngón tay hoặc bút stylus. Thông thường cảm biến cảm ứng được phân loại thành loại Điện trở và Điện dung. Hầu hết tất cả các cảm biến cảm ứng hiện đại đều thuộc loại Điện dung vì chúng chính xác hơn và có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tốt hơn.
Nếu bạn muốn xây dựng một ứng dụng với Cảm biến cảm ứng thì có sẵn các mô-đun chi phí thấp và sử dụng các cảm biến cảm ứng đó, bạn có thể xây dựng MẠCH CHUYỂN ĐỔI TOUCH DIMMER SỬ DỤNG ARDUINO.
Cảm biến màu
Cảm biến màu là một thiết bị hữu ích trong việc xây dựng các ứng dụng cảm biến màu trong lĩnh vực xử lý hình ảnh, nhận dạng màu sắc, theo dõi đối tượng công nghiệp, v.v. TCS3200 là Cảm biến màu đơn giản, có thể phát hiện bất kỳ màu nào và tạo ra sóng vuông tỷ lệ với bước sóng của màu được phát hiện.
Cảm biến độ ẩm
Nếu bạn thấy Hệ thống giám sát thời tiết, chúng thường cung cấp dữ liệu về nhiệt độ cũng như độ ẩm. Vì vậy, đo độ ẩm là một nhiệm vụ quan trọng trong nhiều ứng dụng và Cảm biến độ ẩm giúp chúng ta đạt được điều này.
Thông thường tất cả các cảm biến độ ẩm đều đo độ ẩm tương đối (tỷ lệ hàm lượng nước trong không khí với khả năng giữ nước tối đa của không khí). Vì độ ẩm tương đối phụ thuộc vào nhiệt độ không khí nên hầu hết tất cả các Cảm biến độ ẩm cũng có thể đo Nhiệt độ.
Cảm biến độ nghiêng
Thường được sử dụng để phát hiện độ nghiêng hoặc hướng, Cảm biến độ nghiêng là một trong những cảm biến đơn giản và rẻ tiền nhất hiện nay. Trước đây, cảm biến độ nghiêng được tạo thành từ Thủy ngân (và do đó đôi khi chúng được gọi là Công tắc thủy ngân) nhưng hầu hết các cảm biến độ nghiêng hiện đại đều có chứa một quả bóng lăn.
Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về Cảm biến là gì, phân loại cảm biến là gì và các loại cảm biến khác nhau cùng với ứng dụng thực tế của chúng. Trong tương lai, tôi sẽ cập nhật bài viết này với nhiều cảm biến hơn và ứng dụng của chúng.
Tư vấn khác