לעתים קרובות אנו משתמשים בסוגים שונים של חיישנים בכמה יישומים חשמליים ואלקטרוניים, המסווגים כימיים, לחץ, טמפרטורה, מיקום, כוח, קרבה, תרמית, נוכחות, זרימה, אופטי, רכב, קול, מהירות, מגנטי, חשמלי, חום, חיישני סיבים אופטיים , חיישנים אנלוגיים ודיגיטליים. ניתן להגדיר חיישן כמכשיר שמזהה שינויים בכמויות פיזיות או חשמליות או אחרות ובדרך זו בדרך כלל מייצר פלט אות חשמלי או אופטי כהכרה בשינוי באותה כמות ספציפית. במאמר זה נדון בקצרה על סוגים שונים של חיישנים ודוגמאות מעשיות. אך בעיקר עלינו להכיר את סוגי החיישנים האנלוגיים והדיגיטליים.

חיישנים אנלוגיים

יש סוגים שונים של חיישנים המייצרים אות פלט אנלוגי רציף וחיישנים אלה נחשבים לחיישנים אנלוגיים. אות פלט רציף זה המיוצר על ידי החיישנים האנלוגיים הוא פרופורציונלי למדד. ישנם סוגים שונים של חיישנים אנלוגיים דוגמאות מעשיות לסוגים שונים של חיישנים אנלוגיים הן כדלקמן: מד תאוצה, חיישני לחץ, חיישני אור, חיישני קול, חיישני טמפרטורה וכן הלאה.

תאוצה

חיישנים אנלוגיים המאתרים שינויים במיקום, במהירות, בכיוון, בהלם, ברטט ובהטיה על ידי חישה בתנועה נקראים כמדי תאוצה. מד תאוצה אנלוגי אלה מסווגים שוב לסוגים שונים על בסיסמגווןשל תצורות ורגישויות.

מד תאוצה

מדי תאוצה אלה זמינים כחיישנים אנלוגיים ודיגיטליים, בהתבסס עלאות פלט. מד תאוצה אנלוגי מייצר מתח משתנה קבוע בהתבסס על כמות התאוצה המופעלת על מד התאוצה.

חיישני אור

נגן תלוי אור

חיישנים אנלוגיים המשמשים לאיתור כמות האור הפוגעת בחיישנים נקראים כחיישני אור. חיישני אור אנלוגיים אלה מסווגים שוב לסוגים שונים כגון התנגדות צילום, קדמיום סולפיד (CdS), וכן, תא תאים. נגד תלוי אור (LDR) יכול לשמש כחיישן אור אנלוגיבאמצעותם ניתן להפעיל ולכבות עומסים באופן אוטומטי בהתבסס עלאור יוםתקרית ב- LDR. ההתנגדות של ה- LDR עולה עם ירידת האור ופוחתת עםלהגבירבאור.

חיישני סאונד

חיישן סאונד אנלוגי

“כיצד פועל מדחום דו -מתכתי ”

חיישנים אנלוגיים המשמשים לחישת רמת הקול נקראים חיישני קול. חיישני קול אנלוגיים אלה מתרגמים את משרעת הנפח האקוסטי של הצליל למתח חשמלי לחישת רמת הקול. תהליך זה דורש מעט מעגלים ומשתמש בומיקרו-בקריחד עם מיקרופון ליצירת אות פלט אנלוגי.

חיישן לחץ

חיישן פיזואלקטרי

החיישנים האנלוגיים המשמשים למדידת כמות הלחץ המופעל על חיישן נקראים חיישני לחץ אנלוגיים.חיישן לחץיפיק אות פלט אנלוגי פרופורציונאלי לכמות הלחץ המופעל. חיישני לחץ אלה משמשים עבור סוגים שונים של יישומים כגון לוחות פיזואלקטריים או חיישנים פיזואלקטריים המשמשים לייצור מטען חשמלי. חיישנים פיזואלקטריים אלה הם סוג אחד של חיישני לחץ שיכולים לייצר אות מתח יציאה אנלוגי פרופורציונאלי ללחץ המופעל על החיישן הפיזואלקטרי.

חיישן טמפרטורה אנלוגי

חיישני טמפרטורה זמינים באופן נרחב הן כחיישנים דיגיטליים והן כחיישנים אנלוגיים. חיישני טמפרטורה אנלוגיים המשמשים בדרך כלל הםתרמיסטורים. יש סוגים שונים שלתרמיסטורים המשמשים ליישומים שונים.תרמיסטורהואתרמיתנגד רגיש המשמש לאיתור שינויים בטמפרטורה. אם הטמפרטורה עולה, אז ההתנגדות החשמלית שלתרמיסטורעולה. באופן דומה, אם הטמפרטורה יורדת, אז ההתנגדות פוחתת. הוא משמש ביישומי חיישני טמפרטורה שונים.

ערכת פרויקט מערכת בקרת טמפרטורה אנלוגית מאת Edgefxkits.com

דוגמה מעשית לחיישן טמפרטורה אנלוגימבוסס תרמיסטור מערכת בקרת טמפרטורה . פרויקט זה משמש לשמירה על טמפרטורה קבועה באזור סגור. דיאגרמת בלוק של מערכת בקרת הטמפרטורה מורכבת ממנורה(שמייצג מקרר), חיישן טמפרטורה אותרמיסטור, ממסר.

תרשים חסימות של מערכת בקרת טמפרטורה אנלוגית מאת Edgefxkits.com

“מסנן נמוך מסוג Butterworth מסדר שני ”

אם הטמפרטורה חורגתערך מסויםואז המנורה נדלקת באופן אוטומטי המציין קירור להחזרת הטמפרטורה לערך הרגיל. הפעלה יחד עם תרמיסטור מקדם טמפרטורה שלילי משמש להפעלת ממסר למקרה אם הטמפרטורה חורגת מטווח מסוים. מכיוון שניתן לבצע תהליך זה של הפעלת ממסר להפעלת מצנן (במערכת זו המוצגת כמנורה) באופן אוטומטי, ומכאן שאיןצריך לפקחטמפרטורה באופן אישי.תרמיסטורמשמש לרוב חיישן הטמפרטורה האנלוגי בגלל יתרון העלות הנמוך שלו. בכל פעם שמתרחשים שינויים בטמפרטורה, פרמטרי הקלט למגבר ישתנו. לפיכך, מגבר ה- OP מספק פלט המניע את הממסר ואתלִטעוֹןמדליק או מכבה בהתאם.

אם אנו משתמשים בדיגיטל חיישן טמפרטורה במקום חיישן טמפרטורה אנלוגי, ניתן לשפר את הדיוק של מערכת בקרת הטמפרטורה.

חיישנים דיגיטליים

חיישנים אלקטרוניים או חיישנים אלקטרוכימיים שבהם המרת נתונים והעברת נתונים מתרחשים דיגיטלית נקראים כחיישנים דיגיטליים. חיישנים דיגיטליים אלה מחליפים חיישנים אנלוגיים מכיוון שהם מסוגלים להתגבר על החסרונות של חיישנים אנלוגיים. דחיישן igitalמורכב משלושה מרכיבים בעיקר: סניור, כבל ומשדר.בחיישנים דיגיטליים, האות שנמדד מומר ישירות לפלט אות דיגיטלי בתוך החיישן הדיגיטלי עצמו. והאות הדיגיטלי הזה מועבר באמצעות כבל בצורה דיגיטלית. ישנם סוגים שונים של חיישנים דיגיטליים המתגברים על חסרונות של חיישנים אנלוגיים.

מד תאוצה דיגיטלי

שיטת הייצור של תפוקת גל מרובע בתדר משתנה על ידי מד התאוצה הדיגיטלי נקראת אפנון רוחב הדופק. הקריאות נלקחות על ידי מד התאוצה ברוחב הדופקשער קבוע, בדרך כלל ב 1000 הרץ (אך ניתן להגדיר זאת באמצעותמִשׁתַמֵשׁמבוסס על IC המשמש). אות ה- PWM המוצא, רוחב הדופק או מחזור החובה עומדים ביחס לערך ההאצה.

חיישן טמפרטורה דיגיטלי

חיישן טמפרטורה דיגיטלי DS1620

DS1620 הוא א חיישן טמפרטורה דיגיטלי המספק טמפרטורה שלהתקןעם קריאות טמפרטורה של 9 סיביות. הוא פועל על תרמוסטט עם שלוש יציאות האזעקה התרמית שלו. אם הטֶמפֶּרָטוּרָהשֶׁלהתקןגדול או שווה ל-מִשׁתַמֵשׁמוגדרת טמפרטורה TH, ואז THIGH מונע גבוה. אם הטֶמפֶּרָטוּרָהשל ההתקןהוא פחות או שווה ל-מִשׁתַמֵשׁטמפרטורה מוגדרת TL, ואז TLOW מונע גבוה. אם הטֶמפֶּרָטוּרָהשל ההתקןעולה על TH ונשאר גבוה עד שהוא נופל מתחת לזה של TL, ואז ה- TCOM מונע גבוה.

ערכת פרויקט מערכת בקרת טמפרטורה דיגיטלית מאת Edgefxkits.com

דוגמה מעשית לחיישן הדיגיטלי יכולה להיחשב כמערכת בקרת טמפרטורה דיגיטלית באמצעותחיישן טמפרטורה דיגיטלישיש לו יותר יתרונות ודיוק בהשוואה ל-מערכת בקרת טמפרטורה אנלוגיתבאמצעות חיישן אנלוגיתרמיסטור.

דיאגרמת חסימות של מערכת בקרת טמפרטורה דיגיטלית מאת Edgefxkits.com

חיישן טמפרטורה דיגיטלי DS1620, לחצני כפתור, תצוגת שבעה קטעים וממסר מתממשקים אליו 8051מיקרו-בקר . מערכת בקרת טמפרטורה דיגיטלית מוצעת זו מספקתלְהַצִיגשל מידע טמפרטורה באמצעות תצוגות עם שבעה קטעים. אם ערך הטמפרטורה עולה על נקודת הקבע, העומס (מחמם) מנותק על ידי הממסר לאחר קבלתואוֹתמ המיקרו-בקר. כאן מנורה משמשת לייצוג העומס לצורך הדגמה. מכיוון שמערכת בקרת טמפרטורה דיגיטלית זו מספקת דיוק על ידי הצגת מידע על טמפרטורה בשבעה תצוגות קטע, היא יתרון ממערכת בקרת הטמפרטורה האנלוגית.

“כיצד עובד מנוע DC ללא מברשת ”

המגמות המתעוררות לאחרונהבטכנולוגיות פיתחו חיישנים דיגיטליים מתקדמים ביותר בכדי להתגבר על חסרונות החיישנים האנלוגיים. לאט לאט, כל חיישן אנלוגי מתחלף על ידי החיישן הדיגיטלי ביישומים רבים. לעזרה טכנית נוספת בנושא פרויקטים אלקטרוניים באמצעות חיישנים אנלוגיים ודיגיטליים, תוכל ליצור איתנו קשר על ידי פרסום הערותיך בסעיף ההערות למטה.

נקודות זיכוי