Care sunt cele mai importante categorii de senzori?
Marii producători de senzori pun la dispoziție kit-uri special concepute pentru industrie
Senzorii joacă un rol vital în măsurarea lumii noastre analogice și în transformarea informațiilor măsurate într-un echivalent digital. Presiunea, temperatura, vibrația și umiditatea aerului sunt probabil cei mai cunoscuți parametrii de monitorizare ai echipamentelor industriale. Senzorii sunt un element esențial al fiecărui sistem automat de producție. Senzorii furnizează intrări de feedback și monitorizare pentru aplicațiile de control fără de care acestea nu ar putea funcționa. De exemplu, dacă trebuie să mutați un braț robotic industrial într-o poziție specifică, trebuie să știți unde se află în prezent și orientarea unui instrument efector atașat, astfel încât să puteți trimite instrucțiuni de mișcare a motorului.
Categorii de senzori
Există multe categorii de senzori și, de obicei, aceștia sunt grupați în funcție de parametrul măsurat. Unii senzori sunt pasivi, ceea ce înseamnă că prezintă o proprietate electrică care se schimbă proporțional cu parametrul măsurat, fără nicio tensiune de intrare aplicată. Aceștia sunt de obicei senzori analogici, cum ar fi un fotorezistor care își modifică rezistența în funcție de cantitatea de lumină ambientală. Un senzor activ, denumit și senzor digital, necesită o sursă de alimentare pentru a efectua măsurarea și de obicei, încorporează circuite speciale pentru a converti o valoare analogică într-o reprezentare digitală și apoi să o transmită unui microprocesor pentru procesarea ulterioară. Majoritatea senzorilor digitali cuprind un element de detectare analogic, cum ar fi un termistor sau un element micro-electromecanic (MEMS), o interfață electronică analogică pentru a amplifica și filtra semnalul și un convertor analogic-digital (ADC) pentru a converti ieșirea într-un semnal digital.
Proiectarea unei aplicații industriale bazate pe senzori
În faza de proiectare a unei aplicații industriale, care necesită unul sau mai mulți senzori, utilizarea unui kit de dezvoltare cu senzori încorporați poate economisi timp prețios. Mai mult de atat, majoritatea kit-urilor de dezvoltare vin echipate cu un set complet de biblioteci, drivere și exemple de cod de programare pentru a obține un prototip funcțional în cel mai scurt timp.
Un exemplu este modulul wireless industrial de la STMicroelectronics și anume STEVAL-STWINKT1 (Nr. stoc RS: 193-9794). Bazat în jurul microcontrolerului Arm Cortex-M4 STM32L4R9 pe 32 de biți cu o frecvență a ceasului de 120 MHz, kit-ul dispune de nouă senzori integrați pentru a dezvolta o gamă largă de aplicații. Kit-ul include un senzor digital de vibrație STMIIS2DWB pe 3 axe, un magnetometru STMIIS2MDC pe 3 axe cu un consum redus de energie și senzorul compact STM HTS221 de umiditate și temperatură.
Kit-ul de dezvoltare este ideal pentru dezvoltarea rapidă a soluțiilor de monitorizare a unor parametrii în condiții de consum ultra scăzut de energie și a aplicațiilor de întreținere predictivă. Senzorii permit analiza vibrațiilor cu frecvențe foarte mari, împreună cu capacitățile de analiză audio și ultrasonice. În combinație cu senzorul precis de temperatură și umiditate, cei nouă senzori completează lista celor mai importante măsurători pentru o aplicație industrială.
Un alt kit de dezvoltare este RSL10-SENSE-GEVK (Nr. stoc RS: 189-0270) de la ON Semiconductor. RSL10-SENSE-GEVK este considerat un design de referință, pentru soluții de alimentare cu baterie, care vine cu o aplicație BLE preinstalată de comunicație între senzori și cloud. Modulul dispune de șase senzori încorporați care pot măsura lumina ambientală, 9 grade de libertate (9DoF) – accelerometru, giroscop și magnetometru pe trei axe – sunetul (prin intermediul unui microfon digital cu un consum redus de energie) și proprietățile aerului (temperatura, umiditatea și calitatea aerului). Kit-ul beneficiază de asistența software ce include un IDE bazat pe Eclipse, exemple de cod și un depanator J-LINK.
Ultimul, dar nu cel din urmă, este kit-ul oferit de TE Conectivity, AmbiMate MS4 (Nr. stoc RS: 187-6131) proiectat pentru monitorizarea parametrilor de mediu cum ar fi: lumina ambientală, detecția mișcării, temperatura și umiditatea. AmbiMate MS4 este un modul integrat care se conectează la un SBC gazdă prin I2C și GPIO. Spre deosebire de STWIN și RSL1 – SENSE-GEVK, AmbiMate MS4 nu poate fi programat, deci accentul este pus pe dezvoltarea aplicațiilor. Opțiunile pentru senzorii de pe AmbiMate MS4 includ adăugarea unui senzor de compus organic volatil (VOC), un senzor de dioxid de carbon eCO2 și un microfon pentru detectarea sunetului.
Concluzie
Senzorii sunt un element esențial al fiecărei aplicații industriale. Aceștia oferă sistemelor de control și monitorizare informațiile vitale de care au nevoie pentru a lua decizii în timp real. Senzorii fac posibilă eficacitatea operațională industrială și dezvoltarea inițiativelor îndrăznețe și inteligente, cum ar fi Industry 4.0 și Industrial Internet of Things (IIoT). Utilizarea kit-urilor de dezvoltare bazate pe senzori, de exemplu, în cazul achiziției datelor de la senzori 9-DoF, camere video și microfoane digitale, promite să ofere îmbunătățiri eficiente operațiilor în timp real din procesele industriale.
Autor: Niță Emil Ionuț
Aurocon COMPEC SRL
Tel: 021 304 62 33
Fax: 021 304 62 34
Email: compec@compec.ro
Site: www.compec.ro
Distribuitor: RS Components, SICK, MURR Elektronik, STASTO, Hitachi