Korzystając z dóbr XXI wieku, mamy dużą styczność z wszelakimi rodzajami czujników. To dzięki nim:
- ciasto zostaje wypieczone w odpowiedniej temperaturze
- lodówka odpowiednio mrozi lub schładza produkty.
Nie musimy wstawać, by zmienić program w telewizorze, a nawet przesuwanie palcem po ekranie smartfonu i wybieranie opcji, za jego pomocom jest możliwe dzięki czujnikom.
Ale co to są czujniki i jak one działają???
Wyobraźmy sobie, że wieje wiatr, możemy go zaobserwować, poczuć, czy wieje i czy jest silny lub słaby, lecz nie odczujemy jego wartości. Takie mamy ograniczenia jako ludzie. Dlatego stosuje się czujnik wiatru, który pozwala na zmierzenie siły wiatru i czy w ogóle ten wiatr występuje. Układowi, który odbiera taki sygnał całkowicie to wystarcza.
Podsumujmy teraz powyższy przykład. My jako ludzie posiadamy dwa zmysły w tym przypadku które pozwoliły określić tylko czy wieje. Wiadomo możemy stwierdzić, że mocno wieje czy słabo, ale nie podamy konkretnej wartości. Natomiast czujnik wiatru załatwia obydwie sprawy za jednym zamachem. Może przesłać sygnał do komputera, który stwierdzi, czy wieje i jak mocno wieje z określoną dokładnością.
Musimy wspomnieć, że sam czujnik w sobie nie określa żadnej wartości, on jedynie wysyła sygnał w momencie, kiedy coś się stanie. Resztę pracy wykonuje komputer lub jakaś jednostka wykonawcza. W przypadku człowieka to taką jednostką jest mózg. Bez niego nie moglibyśmy funkcjonować, dlatego te dwa układy bez siebie nie mogą istnieć, bo nie działałyby prawidłowo.
Cechy czujników
Warto pamiętać, że każdy czujnik ma określoną tolerancję i zakres pomiaru danego parametru.
Sami dobrze wiemy, że niektórzy z nas lepiej widzą, a niektórzy gorzej i nie potrafimy czasami przeczytać czegoś z tablicy u okulisty z pewnej odległości, musielibyśmy podejść bliżej. Tą zależność można porównać do zakresu widzenia czujnika, niektóre widzą daleko, a niektóre muszą być bliżej jakieś rzeczy by ją wykryć. Jeszcze sama kwestia zakresu. Każdy z nas odczuwa temperaturę, ale niektórzy mniej, a niektórzy bardziej. Tak samo jest z czujnikami. Po przekroczeniu pewnego zakresu dalej będzie na nim np. 30 stopni, a na zewnątrz np. będzie 40 stopni. Trzeba pamiętać o tych parametrach. Są one dość istotne.
Rodzaje czujników
Nie da się tutaj wymienić wszystkich rodzajów czujników i ich opisać tak dokładnie, ale tymi najbardziej popularnymi czujnikami są:
- Akcelerometr nazywany też przyspieszeniomierzem, jest to przyrząd do pomiaru przyspieszeń liniowych i kątowych. Najczęściej stosowany jest obecnie w smartfonach.
- Czujniki 9DoF IME są to czujniki, które pozwalają robotom poznać swoje położenie, działają jak błędnik u człowieka.
- Czujnik ciśnienia potrafi mierzyć ciśnienie w otoczeniu w jakim się znajduje.
- Czujnik dźwięku odbiera fale akustyczne.
- Czujnik gestów wykrywa ruchy dłoni.
- Czujniki gazów są dość specyficzne, potrafią wykryć dany gaz w powietrzu i określić jego wartość
- Czujniki światła i koloru potrafią określić natężenie światłą i określić kolory przedmiotów.
- Czujnik nacisku potrafią wykryć nacisk i podać jego wartość.
- Czujniki odbiciowe działają na podstawie zbierana przez nich samych wysłanego sygnału na podstawie odbitej wiązki światła lub fali od przedmiotu.
- Czujniki odległościowe pozwala on ja określanie odległości między przedmiotem a np. robotem.
- Czujniki zbliżeniowe indukcyjne służy do wykrywania elementów metalowych.
- Czujnik prądu pozwala na pomiar różnych paramentów prądu, tutaj warto zwrócić uwagę na parametry jakie może dany czujnik mierzyć.
- Czujnik przepływu mierzy natężenie przepływu np. wody.
- Czujnik ruchu.
- Czujnik temperatury.
- Czujnik wilgotności.
- Czytnik linii papilarnych
- Enkodery pozwalają na określenie pozycji silników elektrycznych, silników krokowych i serwomechanizmów.
- Czujniki krańcowe pozwalają na określenie pozycji końcowych.
- Czujniki alarmowe.
- Czujniki czystości powietrza.
Można byłoby tak wymieniać w nieskończoność, a nie na tym to polega. Ważnym jeszcze tematem jest przemysł, dzięki któremu się tak dużo zmieniło w naszym życiu. Bo to właśnie przez niego do naszego życia codziennego wdrożono tyle rozmaitych czujników, które ułatwiają nam codzienne życie.
Czujniki w przemyśle
Pierwotnie czujniki były głównie przewidziane dla zastosowań przemysłowych. Pierwszym założeniem czujników było dbanie o bezpieczeństwo, na samym początku stosowało się je w maszynach parowach jako zawory bezpieczeństwa. Czujnik ciśnienia mechanicznie sterował zaworem by nie doszło do eksplozji. Z biegiem czasu pojawiały się coraz lepsze rozwiązania techniki aż do dzisiejszych czasów. Teraz nie wyobrażamy sobie świata bez elektryczności, motoryzacji, Internetu i cyfryzacji.
Czujniki mają tak wielki obszar zastosowania, że produkcja rzeczy codziennego użytku odbywa się bez obecności człowieka albo jest częściowo tylko zautomatyzowana. Dzięki temu człowiek nie musi już wykonywać prac niebezpiecznych dla jego zdrowia, ponieważ może go w tym zastąpić robot. Same taśmy transmisyjne i przenośniki które są stosowane w przemyślę ułatwiają i przyśpieszają pracę na linii produkcyjnej. Dzięki zastosowaniu czujników odbiciowych, indukcyjnych i bramek bezpieczeństwa możemy planować dokładne cykle każdego etapu produkcji, co idzie za jego dokładną optymalizacją. Dzięki serwomechanizmom połączonych z kompleksowym monitoringiem i szeroką gamą czujników, roboty mogą o wiele dokładniej i szybciej wykonać swoja pracę niż by miał to zrobić człowiek.
