أجهزة استشعار مشتركة في إنترنت الأشياء

في عصر إنترنت كل شيء ، تعد أجهزة الاستشعار واحدة من أكثر المكونات أهمية. يتم استخدام أجهزة الاستجابة لجمع البيانات عن كل شيء من الطائرات بدون طيار والسيارات إلى الأجهزة القابلة للارتداء وسماعات الواقع المعززة. دعني أقدم لك 6 أجهزة استشعار تستخدم على نطاق واسع في مجال إنترنت الأشياء.

وفقًا للقسم العام ، يتم تقسيم إنترنت الأشياء من الناحية الهيكلية إلى ثلاثة أجزاء: طبقة الإدراك ، وطبقة الشبكة وطبقة التطبيق. مع ذلك ، تلعب طبقة الإدراك دورًا حاسمًا كمصدر بيانات لنقل طبقة الشبكة وأساس بيانات طبقة التطبيق. المكونات المهمة التي تشكل طبقة التصور هي أجهزة استشعار مختلفة.

وفقًا لطرق التصنيف المختلفة ، يمكن تقسيم المستشعرات إلى فئات مختلفة. على سبيل المثال ، وفقًا للكمية الفيزيائية غير الكهربائية المقاسة ، يمكن تقسيمها إلى مستشعرات الضغط وأجهزة استشعار درجة الحرارة.

وفقًا لطريقة العمل لتحويل الكميات الفيزيائية غير الكهربائية إلى كميات مادية كهربائية ، يمكن تقسيمها إلى نوع تحويل الطاقة (لا يوجد وصول إضافي للطاقة أثناء التشغيل) ونوع التحكم في الطاقة (الوصول الإضافي للطاقة أثناء التشغيل) وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، وفقًا لعملية التصنيع ، يمكن تقسيمها إلى أجهزة استشعار من السيراميك وأجهزة استشعار متكاملة.

نبدأ بمجموعة متنوعة من الكميات الفيزيائية غير الكهربائية المقاسة ، ونقوم بتقييم تلك المستشعرات الشائعة في مجال إنترنت الأشياء.

مستشعر الضوء

يتمثل مبدأ العمل في مستشعر الضوء في استخدام التأثير الكهروضوئي لتحويل شدة الضوء المحيط إلى إشارة طاقة من خلال مادة حساسة للضوء. وفقًا للمواد الحساسة للمواد المختلفة ، سيكون لمستشعر الضوء مختلف الانقسامات والحساسيات.

تستخدم المستشعرات البصرية بشكل أساسي في مراقبة شدة الضوء المحيطة للمنتجات الإلكترونية. تظهر البيانات أنه بشكل عام المنتجات الإلكترونية ، يكون استهلاك الطاقة للشاشة أعلى من 30 ٪ من إجمالي استهلاك الطاقة. لذلك ، أصبح تغيير سطوع شاشة العرض مع تغيير شدة الضوء المحيط الطريقة الأكثر أهمية لتوفير الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يجعل تأثير العرض بذكاء أكثر ليونة وأكثر راحة.

مستشعر المسافة

يمكن تقسيم أجهزة استشعار المسافة إلى نوعين ، بصري وموجات فوق الصوتية ، وفقًا لإشارات النبض المختلفة المرسلة أثناء النطاق. مبدأ الاثنين متشابه. يرسل كلاهما إشارة نبض إلى الكائن المقاس ، وتلقي الانعكاس ، ثم حساب مسافة الكائن المقاس وفقًا لفرق الوقت وفرق الزاوية وسرعة النبض.

تستخدم أجهزة استشعار المسافة على نطاق واسع في الهواتف المحمولة والمصابيح الذكية المختلفة ، ويمكن أن تتغير المنتجات وفقًا لمسافات المستخدمين المختلفة أثناء الاستخدام.

مستشعر درجة الحرارة

يمكن تقسيم مستشعر درجة الحرارة تقريبًا إلى نوع التلامس ونوع عدم الاتصال من منظور الاستخدام. السابق هو السماح لمستشعر درجة الحرارة بالاتصال مباشرة بالكائن ليتم قياسه ليشعر بتغير درجة حرارة الكائن المقاس من خلال العنصر الحساس لدرجة الحرارة ، والأخير هو جعل مستشعر درجة الحرارة. احتفظ بمسافة معينة من الكائن ليتم قياسه ، واكتشف شدة أشعة الأشعة تحت الحمراء المشع من الكائن ليتم قياسه ، وحساب درجة الحرارة.

ترتبط التطبيقات الرئيسية لأجهزة استشعار درجة الحرارة ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة ، مثل الحفاظ على الحرارة الذكية والكشف عن درجة الحرارة المحيطة.

مستشعر معدل ضربات القلب

تستخدم أجهزة استشعار إيقاع القلب شائعة الاستخدام بشكل أساسي مبدأ الحساسية للأشعة بالأشعة تحت الحمراء لأطوال موجية محددة للتغيرات في الدم.

تجدر الإشارة إلى أن شدة أشعة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من نفس مستشعر إيقاع القلب الذي يخترق الجلد والانعكاس عبر الجلد يختلف أيضًا اعتمادًا على لون البشرة لأشخاص مختلفين ، مما يسبب بعض الأخطاء في نتائج القياس.

بشكل عام ، كلما كانت لون بشرة الشخص أغمق ، كلما كان من الصعب على الضوء الأشعة تحت الحمراء أن ينعكس مرة أخرى من الأوعية الدموية ، وكلما زاد التأثير على خطأ القياس.

في الوقت الحاضر ، تستخدم أجهزة استشعار معدل ضربات القلب بشكل أساسي في مختلف الأجهزة القابلة للارتداء والأجهزة الطبية الذكية.

مستشعر السرعة الزاوي

تم تصميم أجهزة استشعار السرعة الزاوية ، التي تسمى أحيانًا الجيروسكوبات ، بناءً على مبدأ الحفاظ على الزخم الزاوي. يتكون مستشعر السرعة الزاوي العام من دوار قابل للدوار يقع في المحور ، وينعكس اتجاه الحركة ومعلومات الموضع النسبي للكائن عن طريق دوران الدوار وتغيير الزخم الزاوي.

يمكن لمستشعر السرعة الزاوي أحادي المحور أن يقيس فقط التغييرات في اتجاه واحد ، لذلك يحتاج النظام العام إلى ثلاثة مستشعرات للسرعة الزاوية ذات المحاور الواحدة لقياس التغييرات في توجيهات X و Y و Z. لذلك ، فإن أشكال مختلفة من أجهزة استشعار السرعة الزاوية 3 محاور هي التطور الرئيسي. اتجاه.

سيناريو استخدام مستشعر السرعة الأكثر شيوعًا هو الهواتف المحمولة. ألعاب الهاتف المحمول الشهيرة مثل الحاجة إلى السرعة تستخدم بشكل أساسي مستشعر السرعة الزاوي لإنشاء وضع تفاعلي يتم فيه تدوير السيارة من جانب إلى آخر. بالإضافة إلى الهواتف المحمولة ، تستخدم أجهزة استشعار السرعة الزاوية أيضًا على نطاق واسع في التنقل ، وتحديد المواقع ، AR/VR وغيرها من الحقول.

مستشعر الدخان

وفقًا لمبادئ الكشف المختلفة ، يتم استخدام أجهزة استشعار الدخان بشكل شائع في الكشف الكيميائي والكشف البصري.

يستخدم السابق عنصر Americium 241 المشع ، والأيونات الإيجابية والسلبية التي تم إنشاؤها في الحالة المؤينة بشكل اتجاهي تحت عمل المجال الكهربائي لتوليد جهد مستقر والتيار. الدخان يدخل المستشعر ، ويؤثر على الحركة الطبيعية للأيونات الإيجابية والسلبية ، مما يسبب التغيرات المقابلة في الجهد والتيار ، ويمكن أن يتم الحكم على قوة الدخان.

يمر الأخير من خلال المواد الحساسة للضوء. في ظل الظروف العادية ، يمكن للضوء إشعال المادة الحساسة تمامًا لتوليد الجهد والتيار المستقر. يدخل الدخان في المستشعر ، وسيؤثر ذلك على الإضاءة الطبيعية للضوء ، مما يؤدي إلى تقلب الجهد والتيار ، ويمكن أيضًا تحديد قوة الدخان عن طريق الحساب.

تستخدم أجهزة استشعار الدخان بشكل رئيسي في حقول إنذار الحريق والاكتشاف الأمني.

بالإضافة إلى أجهزة الاستشعار المذكورة أعلاه ، فإن أجهزة استشعار ضغط الهواء وأجهزة استشعار التسارع وأجهزة استشعار الرطوبة وأجهزة استشعار البصمات وأجهزة استشعار البصمات شائعة في إنترنت الأشياء. على الرغم من أن مبادئ عملها مختلفة ، فإن المبادئ الأساسية جميعها مذكورة أعلاه ، وهي تعتمد على ذلك بشكل عام. على أساس ترقيات وامتدادات محددة.

منذ اختراعها في العصر الصناعي ، لعبت أجهزة الاستشعار دورًا حيويًا في مجالات مثل مكافحة الإنتاج وقياس الكشف. مثل العيون والأذنين البشرية ، كحاملة لتلقي المعلومات من العالم الخارجي في إنترنت الأشياء في المستقبل.