سنسور (sensor) یعنی حس کننده و از کلمه  sens به معنی حس کردن گرفته شده و می تواند کمیت هایی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیت های الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل کند. سنسورها در انواع دستگاه های اندازه گیری، سیستم های کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاه های مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسور ها بر اساس نوع و وظیفه ای که برای آن ها تعریف شده اطلاعات را به سیستم کنترل  کننده می فرستند و سیستم طبق برنامه تعریف شده عمل می کند.

سنسورها برای سنجش پارامترهای مربوطه یا باید به محل مورد نظر متصل گردند که به آن ها سنسورهای تماسی یا مجاورتی می گویند و یا اینکه نیازی به اتصال ندارند که بنام سنسورهای غیرتماسی شناخته می شوند.

سنسورهای بدون تماس:

سنسورهای بدون تماس سنسورهایی هستند که با فاصله از جسم و بدون اتصال به آن عمل می کند مثلا  نزدیک شدن یک قطعه وجود آنرا حس کرده و فعال می شوند. این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم می گردد.

کاربرد سنسورهای بدون تماس در صنعت:

1- شمارش تولید: سنسورهای القائی، خازنی ونوری

2- کنترل حرکت پارچه و … : سنسور نوری و خازنی

3-تشخیص پارگی ورق: سنسورنوری

4- کنترل سطح مخازن: سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح

5- کنترل انحراف پارچه: سنسور نوری و خازنی

6- اندازه گیری سرعت: سنسور القائی و خازنی

7- کنترل تردد: سنسور نوری

8-اندازه گیری فاصله قطعه: سنسور القائی آنالوگ

مزایای سنسورهای بدون تماس:

- سرعت سوئیچینگ (قطع و وصل)زیاد: سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، بطوریکه برخی از آنها (سنسور القایی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا  KHZ) 25) کار می کنند.

- طول عمر زیاد: بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار  وجرقه های حین کار و … دارای طول عمر زیادی هستند.

- قابل استفاده در محیط های مختلف با شرایط سخت کاری: سنسورها در محیطهای با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و … قابل استفاده هستند.

- عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو وفشار نیازی نیست.

- عدم ایجاد نویز در هنگام قطع وصل: به دلیل استفاده ازنیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم(Bouncing Noise)ایجاد نمی شود.

سنسورهای مجاورتی:

1-نوری: این نمونه سنسورها به دو صورت کار می کنند.یا دو  سنسور که به صورت ارسال و دریافت در مقابل هم هستند یا یک سنسور که قابلیت ارسال و دریافت امواج فروسرخ را دارد و در مقابل آن یک اینه قرار گرفته است.در صورتی که جسم امواج ارسالی را قطع کند نور به فوتوترانزیستور گیرنده نمی رسد و خاموش می شود و در نتیجه یک پالس به کنترلر ارسال می شود (سطح صفر).

نکته: دستگاه هایی که با این سنسورها کار می کنند در صورت بروز خطا پاک بودن اینه ها وصحت ارسال و دریافت سنسورها راچک کنید.

۲-خازنی: این سنسورها همانند خازن ها کار می کند و در صورت حظور جسم در میدان آن ظرفیتش تعغیر می کند و یک سگنال به کنترلر ارسال می کند (سطح صفر).

نکته: سنسورهای خازنی قابلیت اشکار سازی حضور هرنوع جسمی را دارند (پلاستیک،چوب، فلز و ...)

۳-القایی: این سنسورها همانند یک سلف کار می کنند و از خاصیت القایی آن جهت اشکار سازی حضور جسم استفاده می شود. میدان دارای یک دامنه و فرکانس معین است در صورت حضور جسم نوسانات و دامنه صفر می شود و یک سیگنال (سطح صفر) به کنترلر ارسال می شود.

نکته: سنسورهای القایی فقط اجسام رسانی مغناطیسی را حس می کنند و قدرت آشکار سازی جسم آن ها به اندازه دامنه میدان تولیدی (ولتاز تغذیه) بستگی دارد.

۴-التراسونیک: این سنسور ها از امواج ما فوق صوت که در محدوده ۲۰ تا ۵۰ کیلو هرتز است استفاه می کند. کاربرد مهم سنسورهای التراسونیک استفاده در سرعت سنج ها و آشکارسازی سطح مخازن و اندازه گیری فلو و … است.

نحوه کار سنسورهای التراسونیک به این صورت است که با محاسبات سرعت موج و اختلاف زمان بین ارسال و دریافت فاصله را اندازه گیری می کنند. سنسورهای التراسونیک به صورت پالسی کار می کنند مثلا در هر ۲ ثانیه یکبار یک پالس ارسال و فاصله را اندازه کیری می کند.

5- سنسور تشخیص کد رنگ: تشخیص نوار رنگی کاغذ های بسته بندی

سنسورها به منظور اندازه گیری پارامترهای متفاوتی استفاده می گردند که برخی از متداول ترین و مهمترین سنسورها به شرح زیر می باشد:

سنسورهای بیوالکتریکی Biosensors:

بیوسنسورها طی سال های اخیر مورد توجه بسیاری از مراکز تحقیقاتی قرار گرفته است. بیوسنسورها یا سنسورهای بر پایه مواد بیولوژیکی اکنون گستره ی وسیعی از کاربردها نظیر صنایع دارویی، صنایع خوراکی، علوم محیطی، صنایع نظامی بخصوص شاخه Biowar و … را شامل می شود.

توسعه بیوسنسورها از 1950 با ساخت الکترود اکسیژن توسط لی لند کلارک در سین سیناتی آمریکا برای اندازه گیری غلظت اکسیژن حل شده در خون آغاز شد. این سنسور همچنین بنام سازنده ی آن گاهی الکترودکلارک نیز خوانده میشود. بعدا با پوشاندن سطح الکترود با آنزیمی که به اکسیده شدنگلوکز کمک می کرد از این سنسور برای اندازه گیری قند خون استفاده شد. بطور مشابه باپوشاندن الکترود توسط آنزیمی که قابلیت تبدیل اوره به کربنات آمونیوم را داراست در کنار الکترودی از جنس یون NH4++ بیو سنسوری ساخته شده که می توانست میزان اوره درخون یا ادرار را اندازه گیری کند. هر کدام از این دو بیوسنسور اولیه از ترنسدیوسر متفاوتی در بخش تبدیل سیگنال خویش استفاده می کردند. در نوع اول میزان قند خون با اندازه گیری جریان الکتریکی تولید شده اندازه گیری می شد (آمپرومتریک) در حالیکه در سنسور اوره اندازه گیری غلظت اوره بر اساس میزان بار الکتریکی ایجاد شده در الکترودهای سنسور صورت می پذیر Potentiometric.

ممکن است روزی فرا رسد که بیمار بدون نیاز به مراجعه به پزشک و تنها بر مبنای اطلاعاتی که توسط یک COBD یاChip-on-Board-Doctor فراهم می شود نوع بیماری تشخیص داده شده و سپس داروهای مورد نیاز مستقیما درون خون تزریق شود. این مسئله باعث خواهد شد که دوز مصرفی دارو بسیار پایین آمده و ضمنا از میزان اثرات جانبی دارو Side-Effect بطرز فاحشی کاسته شود، چرا که دارو مستقیما به محل مورد نیاز در بدن ارسال می شود.

کاری که یک بیوسنسور انجام می دهد تبدیل پاسخ بیولوژیکی به یک سیگنال الکتریکی است و شامل دو جزء اصلی پذیرنده Receptor و آشکارکننده Detector است. قابلیت انتخاب گری یک بیوسنسور توسط بخش پذیرنده تعیین می شود. آنزیم ها، آنتی بادی ها، و لایه های لیپید (چربی) مثال های خوبی برای Receptor هستند.

وظیفه دتکتور تبدیل تغییرات فیزیکی یا شیمیایی با تشخیص ماده مورد تجزیه(Analyte) به یک سیگنال الکتریکی است. کاملا واضح است که دتکتورها قابلیت انتخاب در نوع واکنش صورت گرفته را ندارند. انواع دتکتورهای (یا ترانسدیوسرها یا مبدل ها یا آشکارسازها) مورداستفاده در بیوسنسورها شامل الکتروشیمیایی، نوری، پیزوالکتریک و حرارتی می باشند. در نوع الکتروشیمیای عمل تبدیل به یکی از صورت های آمپرومتریک، پتانشیومتریک، و امپدانسی صورت می پذیرد. متداول ترین الکترودهای مورد استفاده در نوع پتانسیومتریک شامل الکترود شیشه ای Glass Electrode، الکترود انتخابگر یونی Ion-Selective، و ترانزیستور اثر میدان حساس یونی Ion-sensitive FET یا ISFET هستند.

بطور کلی یک بیوسنسور شامل یک سیستم بیولوژیکی ایستا Immobilized نظیر یک دسته سلول، یک آنزیم و یا یک آنتی بادی و یک وسیله اندازه گیری است. در حضور مولکول معینی سیستم بیولوژیکی باعث تغییر خواص محیط اطراف می شود. وسیله اندازه گیری که به این تغییرات حساس است، سیگنالی متناسب با میزان و یا نوع تغییرات تولید می کند. این سیگنال را سپس می توان به سیگنالی قابل فهم برای دستگاه های الکترونیکی تبدیل کرد.

مزایای بیوسنسورها بر سایر دستگاه های اندازه گیری موجود را می توان بطور خلاصه بصورت زیر بیان کرد:

مولکول های غیرقطبی زیادی در ارگان های زنده شکل می گیرند که به بیشتر سیستم های موجود اندازه گیری پاسخ نمی دهند. بیوسنسورها می توانند این پاسخ را دریافت کنند.

مبنای کار بیوسنسورها بر اساس سیستم بیولوژیکی ایست Immobilized تعبیه شده در خود آنهاست، در نتیجه اثرات جانبی بر سایر بافت ها ندارند. کنترل پیوسته و بسیار سریع فعالیت های متابولیسمی توسط این سنسورهای امکان پذیر است.

سنسور تشخیص حرکت بدن انسان PIR:

همانطورکه می دانید امروزه استفاده از سنسور های تشخیص حرکت رونق بسیار بالایی پیدا کرده، هم در زمینه های امنیتی و حفاظتی و هم در مسائل صرفه جویی و بهینه سازی، سنسور های PIR یا PASSIVE INFRA RED سنسورهایی هستند که طول موج Infrared محیط اطراف را دریافت می کنند.

هر جسمی که دمایش بالاتر از صفر درجه مطلق باشد دارای تشعشعات Infrared یا مادون قرمز می باشد. اما این موج دارای طول موج های مختلف برای درجه حرارت های متفاوت است. کاری که این سنسور انجام می دهد در واقع دریافت این امواج در رنج بدن انسان و تشخیص آن می باشد . از سنسور تشخیص حرکت بدن در دستگاه هایی که برای تشخیص حرکت بدن انسان حتی به صورت جزیی استفاده می شود و از نظر دقت و قابلیت اعتماد در سطح بالایی می باشد بدین وسیله شما یک آشکار ساز حرکت دارید که فقط به حرکات بدن انسان حساس است.

کاربرد سنسور تشخیص حرکت بدن:

در مسائل امنیتی، مثل دزدگیرها مفید می باشد و در مسائل مربوط به بهینه سازی مصرف انرژی می تواند بسیار مفید واقع شود.

تعریف ترانسمیتر:

ترانسمیتر وسیله ای است که یک سیگنال الکتریکی ضعیف را دریافت کرده و به سطوح قابل قبول برای کنترلرها و مدارهای الکترونیکی تبدیل می کند ، مثلا یک حلقه فیدبک سیگنالی در سطح میکروولت یا میلی ولت یا میلی آمپر تولید می کند و این سیگنال ضعیف می تواند با عبور از ترانسمیتر به سیگنالی در سطوح صفر تا ده ولت و یا 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل شود. ترانسمیترها عموما از قطعاتی مثل op-amp برای تقویت و خطی کردن این سطوح ضعیف سیگنال استفاده می کند. سنسورها و ملحقات آن ها مثل ترانسدیوسرها را در گروه های بزرگی تحت عنوان ابزار دقیق قرار داده و آنها را براساس نوع انرژی قابل استفاده و روش های تبدیل، دسته بندی می کنند.

یک ترانسدیوسر بنا به تعریف، قطعه ای است که وظیفه تبدیل حالات انرژی به یکدیگر را برعهده دارد، بدین معنی که اگر یک سنسور فشار همراه یک ترانسدیوسر باشد، سنسور فشار پارمتر را اندازه می گیرد و مقدار تعیین شده را به ترانسدیوسر تحویل می دهد، سپس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال الکتریکی قابل درک برای کنترلر و صد البته قابل ارسال توسط سیم های فلزی، تبدیل می کند. بنابراین همواره خروجی یک ترانسدیوسر، سیگنال الکتریکی است که در سمت دیگر خط می تواند مشخصه ها و پارامترهای الکتریکی نظیر ولتاژ، جریان و فرکانس را تغییر دهد، البته به این نکته باید توجه داشت که سنسور انتخاب شده باید از نوع سنسورهای مبدل پارامترهای فیزیکی به الکتریکی باشد و بتواند مثلا دمای اندازه گیری شده را به یک سیگنال بسیار ضعیف تبدیل کند که در مرحله بعدی وارد ترانسدیوسر شده و سپس به مدارهای الکترونیکی تحویل داده خواهد شد.

برای درک این مطلب به تفاوت های میان دو سنسور انداره گیر دما می پردازیم. ترموکوپل و درجه حرارت جیوه ای، دو نوع سنسور دما هستند که هر دو یک عمل را انجام می دهند، اما ترموکوپل در سمت خروجی سیگنال الکتریکی ارائه می دهد، در حالی که درجه حرارت جیوه ای خروجی خود را به شکل تغییرات ارتفاع در جیوه داخلش نشان می دهد.

سنسورهای فشار:

فشار را به کمک دستگاه های فشارسنج اندازه می‌گیرند، عمده‌ترین فشار سنج ها که بر حسب مکانیزم کارشناسان نامگذاری شده است عبارتند از:

• فشارسنج لوله U شکل
• فشارسنج مکلئود
• فشارسنج جیوه‌ای
• فشارسنج ترموکوپل
• فشارسنج صوتی
• فشارسنج خازنی
• فشارسنج گاز ایده‌ال
• فشارسنج لولهU شکل

ساده ترین و معروف ترین آن ها فشار سنج لوله U شکل است که در آن مقداری جیوه در لوله U شکل ریخته شده و میزان اختلاف فشار محیط هوا که برابر p0 است و ماده داخل فشارسنج که بر مایع جیوه فشار وارد می‌کند از طریق اختلاف ارتفاع ستون مایع جیوه اندازه گیری می‌شود. بنابراین از این طریق فشار واقعی را می‌توانیم بدست آوریم:

P = P0 + ρg(h – h0)

در رابطه اخیرP فشار و ρ چگالی ماده و P0 فشار اتمسفر، h0 ارتفاع ستون مایع در فشار اتمسفر، g شتاب جاذبه و h ارتفاع ستون مایع در فشار ماده می‌باشد.

فشارسنج جیوه‌ای (Mercury Barometer)

این فشار سنج اساسا از یک لوله خالی از هوا درست شده است که یک طرف آن مسدود و طرف دیگر آن که باز است در ظرف پر از جیوه فرو برده شده است. فشار هوای بیرون، جیوه را از منبع به سمت داخل لوله می‌راند. جیوه تا حدی که وزن آن در داخللوله ، دقیقا معادل نیروی ناشی از فشار هوا گردد در لوله فشار سنج بالا می‌رود و سپس در حالت تبادل و سکون باقی می‌ماند. با تغییر فشار هوا، سطح جیوه در داخل لوله نیز بالا و پایین خواهد رفت. در شرایط نرمال جیوه به اندازه 92/29 اینچ یا 760 میلیمتر در لوله بالا می‌آید که فشاری معادل 15/1013 میلی بار است. جیوه در داخللوله فشارسنج به دلیل خاصیت کشش سطحی دارای یک سطح محدب است که هنگام تعیین فشار،باید بالاترین سطح محدب قرائت شود.

فشارسنج فلزی (Aneroid)

فشارسنج فلزی وسیله‌ای است مکانیکی که از یک محفظه قوطی شکل استوانه‌ای بدون هوا تشکیل شده است؛ با تغییر فشار هوا این محفظه منقبظ یا منبسط می‌شود. با یک سیستم نسبتاا پیچیده که مرکب از تعدادی اهرم و قرقره است این تغییرات بزرگ شده و به یک عقربه که بر روی صفحه مدرجی حرکت می‌کند، منتقل می‌شود. یک شاخص متحرک که می‌تواند در یک نقطه ثابت شود بر روی فشار سنج تعبیه شده است تا بتوان تغییرات فشار را نسبت به آخرین قرائت اندازه گیری کرد.

فشار نگار (Barograph)

فشار نگار مشابه فشارسنج فلزی است با این تفاوت که اثر تغییرات فشار در محفظه بدون هوا، به یک قلم انتقال داده شده و قلم بر روی کاغذی که دور یک استوانه چرخان پیچیده شده است خط پیوسته‌ای را رسم می‌کند. محور عمودی این صفحه بر حسب واحد فشار و محور افقی آن بر حسب زمان مدرج شده است که معمولا برای هر دو ساعت یک خط وجود دارد. فشار نگارهای دقیقی هم ساخته شده است که قادرند تغییرات فشار را تا یکدهم میلی بار اندازه گیری نمایند، این دستگاه ها میکرو باروگراف نامیده شده‌اند.

سنسورها در ربات:

سنسورها اغلب برای درک اطلاعات تماسی، تنشی، مجاورتی، بینایی و صوتی به‌کار می‌روند. عملکرد سنسورها بدین‌گونه است که با توجه به تغییرات فاکتوری که نسبت به آن حساس هستند، سطوح ولتاژی ناچیزی را در پاسخ ایجاد می‌کنند، که با پردازش این سیگنال‌های الکتریکی می‌توان اطلاعات دریافتی را تفسیر کرده و برای تصمیم‌گیری‌های بعدی از آن‌ها استفاده نمود.

سنسورها را می‌توان از دیدگاه‌های مختلف به دسته‌های متفاوتی تقسیم کرد که در ذیل می‌آید:

- سنسور محیطی: این سنسورها اطلاعات را از محیط خارج و وضعیت اشیای اطراف ربات، دریافت می‌نمایند.

- سنسور بازخورد: این سنسور اطلاعات وضعیت ربات، ازجمله موقعیت بازوها، سرعت حرکت و شتاب آن‌ها و نیروی وارد بر درایورها را دریافت می‌نمایند.

- سنسور فعال: این سنسورها هم گیرنده و هم فرستنده دارند و نحوه کار آن‌ها بدین ترتیب است که سیگنالی توسط سنسور ارسال و سپس دریافت می‌شود.

- سنسور غیرفعال: این سنسورها فقط گیرنده دارند و سیگنال ارسال شده از سوی منبعی خارجی را آشکار می‌کنند، به‌ ‌همین دلیل ارزان‌تر، ساده‌تر و دارای کارایی کمتر هستند.

سنسورها از لحاظ فاصله‌ای که با هدف مورد نظر باید داشته باشند به سه قسمت تقسیم می‌شوند:

•سنسور تماسی: این نوع سنسورها در اتصالات مختلف محرک‌ها مخصوصا در عوامل نهایی یافت می‌شوند و به دو بخش قابل تفکیک‌اند.

i.سنسورهای تشخیص تماس

ii.سنسورهای نیرو-فشار

دو روش عمده در استفاده از سنسورها وجود دارد:

1. حس کردن استاتیک: در این روش محرک‌ها ثابت‌اند و حرکت‌هایی که صورت می‌گیرد بدون مراجعه لحظه‌ای به سنسورها صورت می‌گیرد. به عنوان مثال در این روش ابتدا موقعیت شی تشخیص داده می‌شود و سپس حرکت به سوی آن نقطه صورت می‌گیرد.

2.حس کردن حلقه بسته: در این روش بازوهای ربات در طول حرکت با توجه به اطلاعات سنسورها کنترل می‌شوند. اغلب سنسورها در سیستم‌های بینا این‌گونه‌اند.

حال از لحاظ کاربردی با نمونه‌هایی از انواع سنسورها درربات آشنا می‌شویم:

a.سنسورهای بدنه (Body Sensors):

این سنسورها اطلاعاتی رادرباره موقعیت و مکانی که ربات در آن قرار دارد فراهم می‌کنند. این اطلاعات نیز به کمک تغییر وضعیت‌هایی که در سوییچ‌ها حاصل می‌شود، به دست می‌آیند. با دریافت وپردازش اطلاعات بدست آمده ربات می‌تواند از شیب حرکت خود و این‌که به کدام سمت درحال حرکت است آگاه شود. در نهایت هم عکس‌العملی متناسب با ورودی دریافت شده از خودبروز می‌دهد.

b.سنسور جهت‌یاب مغناطیسی (Direction Magnetic Field Sensor): با بهره‌گیری از خاصیت مغناطیسی زمین و میدان مغناطیسی قوی موجود، قطب‌نمای الکترونیکی هم ساخته شده است که می‌تواند اطلاعاتی را درباره جهت‌های مغناطیسی فراهم سازد. این امکانات به یک ربات کمک می‌کند تا بتواند از جهت حرکت خود آگاه شده و برای تداوم حرکت خود در جهتی خاص تصمصم‌گیری کند. این سنسورها دارای چهار خروجی می‌باشند که هرکدام مبین یکی از جهت‌ها است. البته با استفاده از یک منطق صحیح نیز می‌توان شناخت هشت جهت مغناطیسی را امکان‌پذیر ساخت.

c.سنسورهای فشار و تماس (Touch and Pressure Sensors): شبیه‌ سازی حس لامسه انسان کاری دشوار به نظر می‌رسد. اما سنسورهای ساده‌ای وجود دارند که برای درک لمس و فشار مورد استفاده قرارمی‌گیرند. از این سنسورها در جلوگیری از تصادفات و افتادن اتومبیل‌ها در دست‌اندازها استفاده می‌شود. این سنسورها در دست‌ها و بازوهای ربات‌ هم به منظورهای مختلفی استفاده می‌شوند، مثلا برای متوقف کردن حرکت ربات در هنگام برخورد عامل نهایی با یک شی. همچنین این سنسورها به ربات‌ها برای اعمال نیروی کافی برای بلندکردن جسمی از روی زمین و قرار دادن آن در جایی مناسب نیز کمک می‌کند. با توجه بهاین توضیحات می‌توان عملکرد آن‌ها را به چهار دسته زیر تقسیم کرد:

1- رسیدن به هدف

2- جلوگیری از برخورد

3- تشخیص یک شی.

سنسورهای گرمایی (Heat Sensors):

یکی از انواع سنسورهای گرمایی ترمینستورها هستند. این سنسورها المان‌های مقاومتی پسیوی هستند که مقاومتشان متناسب با دمایشان تغییر می‌کند. بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان افزایش یا کاهش می‌یابد، برای آن‌ها به ترتیب ضریب حرارتی مثبت یا منفی را تعریف می‌کنند. نوع دیگری از سنسورهای گرمایی ترموکوپل‌ها هستند که آن‌ها نیز در اثر تغییر دمای محیط ولتاژ کوچکی را تولید می‌کنند. در استفاده از این سنسورها معمولا یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر دیگر را در نقطه‌ایکه باید دمایش اندازه‌گیری شود، قرار می‌دهند.

سنسورهای بویایی (Smell Sensors):

تا همین اواخر سنسوری که بتواند مشابه حس بویایی انسان عمل کند، وجودنداشت. آنچه که موجود بود یک‌سری سنسورهای حساس برای شناسایی گازها بود که اصولا هم برای شناسایی گازهای سمی کاربرد داشتند. ساختمان این سنسورها به این صورت است که یک المان مقاومتی پسیو که از منبع تغذیه‌ای مجزا، با ولتاژ 5+ ولت تغذیه می‌شود، درکنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای پاسخ‌گویی سنسوربه محرک‌های محیطی فراهم می‌شود. برای کالیبره کردن این دستگاه ابتدا مقدار ناچیزی از هر بو یا عطر دلخواه را به سیستم اعمال کرده و پاسخ آن را ثبت می‌کنند و پس از آن این پاسخ را به عنوان مرجعی برای قیاس در استفاده‌های بعدی به کار می‌‌برند. اصولا در ساختمان این سیستم چند سنسور، به طور همزمان عمل می‌کنند و سپس پاسخ‌های دریافتی از آن‌ها به شبکه‌ عصبی ربات منتقل شده و تحلیل و پردازش لازم روی آن صورت می‌گیرد. نکته مهم درباره کار این سنسورها در این است که آن‌ها نمی‌توانند یک بو یاعطر را به طور مطلق انداره‌ بگیرند. بلکه با اندازه‌گیری اختلاف بین آن‌ها به تشخیص بو می‌پردازند.

نمونه ای از کاربرد سنسور بویایی:

آلمانی ها توانسته اند با ساخت سنسور بویایی ویژه ای بیماری های قلبی را تا 90% کشف کنند. چنین اعلام شده که این حسگر می تواند انواعی از نارسایی قلبی را بر اساس بوها تشخیص دهد.

سنسورهای موقعیت مفاصل:

رایج‌ترین نوع این سنسورها کدگشاها (Encoders) هستند که هم از قدرت بالای تبادل اطلاعات با کامپیوتر برخوردارند و هم اینکه ساده، دقیق، مورد اعتماد و نویز ناپذیرند. این دسته انکدرها را به دو دسته می‌توان تقسیم کرد:

i.انکدرهای مطلق: در این کدگشا ها موقعیتبه کد باینری یا کد خاکستری BCD Binary Codded Decible تبدیل می‌شود. این انکدرها به علت سنگینی و گران‌ قیمت بودن و اینکه سیگنال‌های زیادی را برای ارسال اطلاعات نیاز دارند، کاربرد وسیعی ندارند. همانطور که می‌دانیم به‌ کارگیری تعداد زیادی سیگنال درصد خطای کار را افزایش می‌دهد و این اصلا مطلوب نیست. پس از این انکدرها فقط درمواردی که مطلق بودن مکان‌ها برای ما خیلی مهم است و مشکلی هم از احاظ بار فابل تحمل ربات متوجه ما نباشد، استفاده می‌شود.

ii.انکدرهای افزاینده: این کدگشاها دارای قطار پالس و یک پالس مرجع که برای کالیبره کردن بکار می‌رود هستند، از روی شمارش قطارهای پالس نسبت به نقطه مرجع به موقعیت مورد نظر دست می‌یابند. از روی فرکانس (عرض پالس‌ها) می‌توان به سرعت چرخش و از روی محاسبه تغییرات فرکانس در واحد زمان (تغییرات عرض پالس) به شتاب حرکت دوارنی پی برد. حتی می‌توان جهت چرخش را نیز فهمید. فرض کنید سیگنال‌های A و B و C سه سیگنالی باشند که از کدگشا به کنترل‌کننده ارسال می‌شود. B سیگنالی است که با یک چهارم پریود تاخیر نسبت به A. از روی اختلاف فاز بین این دو می‌توان به جهت چرخش پی برد.

سنسور مادون قرمز بدون حساسيت به نور محيط

سنسور مادون قرمز از یک IC استفاده میکند که دارای یک اوسیلاتور که روی فرکانس KHz 4.5 تنظیم شداست. این فرکانس توسط یه فرستنده مادون قرمز فرستاده می شود و توسط گیرنده مربوطه گرفته شده و ولتاژ DC آن حذف می شود (که معمولا این ولتاژ متناسب با نور های محیط است). سپس توسط یک Phase Detector با فاز فرستنده مقایسه می شود، در صورتی که برابر باشد خروجی صفر می گردد. وجود یک PLL در مدار باعث می شود که از حساسیت مدار به نور های پراکنده جلوگیری گردد. البته برای تنظیم حساسیت می توان از پتانسیومتر مدار استفاده کرد.

حسگرهای مافوق صوت (Ultrasonic):

یكی از مسائل مطرح در رباتیك ایجاد درك نسبت به محیط خارجی برای جلوگیری از برخورد نامطلوب به اشیاء موجود در محیط حركت است. از سوی دیگر ممكن است نیاز داشته باشیم كه ربات بتواند دركی از فاصله ها بدون تماس فیزیكی داشته باشد. برای این منظور از سنسورهای مافوق صوت یا Ultrasonic استفاده می كنند. فركانس های این محدوده را می توان بین 40 كیلو هرتز تا چندین مگاهرتز در نظر گرفت. امواجی با این فركانس ها كاربردهایی چون سنجش میزان فاصله، سنجش میزان عمق یك مخزن و … را دارند.

جهت استفاده از این امواج یك سری سنسورهای مخصوص طراحی شده كه می توان این سنسورها را به دو دسته صنعتی و غیرصنعتی تقسیم بندی كرد. سنسورهای غیر صنعتی در فركانس هایی در حدود 40 كیلو هرتز كار می كنند و در بازار با قیمت های پایین در دسترس هستند. در این سنسورها دقت كار بالا نبوده و فقط در حد تشخیص یك فاصله یا عمق یك مایع می توان از آن ها استفاده كرد. اما بلعکس در سنسورهای صنعتی كه در فركانس های در حد مگاهرتز كار می كنند و به دلیل همین فركانس بالا ما دقت زیادی را خواهیم داشت مكانیزم كلی كار این سنسورها، فرستادن یك بیم و دریافت انعكاس آن و متعاقبا محاسبه زمان رفت و برگشت است. بدین ترتیب می توان فواصل را نیز براحتی با در نظر گرفتن سرعت صوت در دما و فشار محیط، محاسبه كرد به همین دلیل این سنسور به صورت دو pack مجزای گیرنده و فرستنده موجود می باشد.

سنسورهاي تشخيص اثر انگشت:

در حال حاضر سنسورها به روش های نوری، نيم هادی، خازني و LE ساخته مي شوند.

سنسورهاي نوری:

اين دسته از سنسورها تصوير اثر انگشت را از طريق فشار دادن سر انگشتان بر روي لنز و منبع نوري ثبت مي نمايند. صفحه اين سنسورها از الماس صنعتي (LANTAN ) ساخته شده است.

سنسورهاي اثر انگشت نيمه هادي:

در اين سنسورها، تصاوير اثر انگشت با تغيير در بار الكتريكي با توجه به فشار و ضربه حرارتي از انگشت به سنسور و يا با استفاده از ميدان مغناطيسي يا امواج مافوق صوت براي تبديل سيگنال به تصاوير بدست مي آيد. در اين سنسورها صفحه نمايش از يك فيلم نازك ساخته مي شود.

سنسورهاي اثر انگشت LE:

تصاوير با استفاده از مواد شيميايي كه نور را هنگام لمس انگشت روي آنها منتشر مي كنند، بدست مي آيد. در اين نوع سنسور نيز صفحه نمايش از يك فيلم نازك ساخته مي شود.

نگاهی سریع به سنسورهای رایج

SHT11: سنسور رطوبت با خروجی دیجیتال

SHT75: سنسور رطوبت با خروجی دیجیتال

Rhu-207: سنسور رطوبت با خروجی مقاومتی

HS1101: سنسور رطوبت با خروجی خازنی

3610: سنسور رطوبت با خروجی ولتاژ dc

Smt160: سنسور دما با خروجی دیجیتال

LM35: سنسور دما با خروجی آنالوگ

Gs209: سنسور تشخیص فلزات

Tgs4161: سنسور تشخیص دی اکسید کربن

MQ-4: سنسور گازمتان

Ss1118: سنسور اکسیژن

Ke-25: سنسور اکسیژن

GR500: سنسور وزن

MQ-9: سنسور گاز مونوکسید کربن

MQ-2: سنسور تشخیص دود

MQ-5: سنسور گاز

Pir –dz035: سنسور تشخیص انسان

L298: درایور

Uln2003: درایور

Msk4225: درایور

27xx: حافظه prom

28xx: حافظه eeprom

Cmps03: قطب نما

Tsl2550t: سنسور تجزیهنور

Gp2s04: سنسور تشخیس سیاه و سفید

Tsl230: تشخیص رنگ

LHI648: سنسور حرارتی حساس به بدن

O2A: سنسور رطوبت و دما در یك پكخروجی دیجیتال

S2H: سنسور رطوبت مقاومتی

HAS 400-S: سنسور اندازهگیری جریان

LHI 944: سنسور تشخیص حركت (انسان و حیوان)

در صورت تمایل به خرید و یا مشاوره در زمینه تجهیزات اندازه گیری و سنسورها به وب سایت انرژی کالا مراجعه نمایید.