Trong kỷ nguyên của Internet của tất cả mọi thứ, các cảm biến là một trong những thành phần quan trọng nhất. Các bộ lọc được sử dụng để thu thập dữ liệu trên tất cả mọi thứ, từ máy bay không người lái và xe hơi đến thiết bị đeo và tai nghe thực tế tăng cường. Hãy giới thiệu cho bạn 6 cảm biến được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực Internet of Things.
Theo bộ phận chung, Internet of Things được chia thành ba phần: lớp nhận thức, lớp mạng và lớp ứng dụng. Chúng, lớp nhận thức đóng vai trò quan trọng như nguồn dữ liệu của truyền lớp mạng và cơ sở dữ liệu của tính toán lớp ứng dụng. Các thành phần quan trọng tạo thành lớp nhận thức là các cảm biến khác nhau.
Theo các phương pháp phân loại khác nhau, các cảm biến có thể được chia thành các loại khác nhau. Ví dụ, theo số lượng vật lý không điện đo được, nó có thể được chia thành các cảm biến áp suất và cảm biến nhiệt độ.
Theo phương pháp làm việc để chuyển đổi số lượng vật lý phi điện tử thành số lượng vật lý điện, nó có thể được chia thành loại chuyển đổi năng lượng (không có sự truy cập năng lượng bổ sung trong quá trình vận hành) và loại kiểm soát năng lượng (truy cập năng lượng bổ sung trong quá trình vận hành), v.v. Ngoài ra, theo quy trình sản xuất, nó có thể được chia thành các cảm biến gốm và cảm biến tích hợp.
Chúng tôi bắt đầu với một loạt các đại lượng vật lý phi điện đo được đo lường và nắm giữ các cảm biến phổ biến đó trong lĩnh vực IoT.
Cảm biến ánh sáng
Nguyên tắc làm việc của cảm biến ánh sáng là sử dụng hiệu ứng quang điện để chuyển đổi cường độ của ánh sáng xung quanh thành tín hiệu năng lượng thông qua vật liệu nhạy cảm. Theo các vật liệu nhạy cảm của các vật liệu khác nhau, cảm biến ánh sáng sẽ có các bộ phận và độ nhạy khác nhau.
Các cảm biến quang chủ yếu được sử dụng trong giám sát cường độ ánh sáng xung quanh của các sản phẩm điện tử. Dữ liệu cho thấy trong các sản phẩm điện tử nói chung, mức tiêu thụ năng lượng của màn hình cao hơn 30% tổng mức tiêu thụ năng lượng. Do đó, thay đổi độ sáng của màn hình hiển thị với sự thay đổi cường độ ánh sáng xung quanh đã trở thành phương pháp tiết kiệm năng lượng quan trọng nhất. Ngoài ra, nó cũng có thể làm cho hiệu ứng hiển thị nhẹ nhàng hơn và thoải mái hơn.
Cảm biến khoảng cách
Các cảm biến khoảng cách có thể được chia thành hai loại, quang học và siêu âm, theo các tín hiệu xung khác nhau được gửi ra trong quá trình. Nguyên tắc của hai là tương tự nhau. Cả hai đều gửi tín hiệu xung đến đối tượng đo, nhận độ phản xạ và sau đó tính khoảng cách của đối tượng đo theo chênh lệch thời gian, chênh lệch góc và tốc độ xung.
Cảm biến khoảng cách được sử dụng rộng rãi trong điện thoại di động và các loại đèn thông minh khác nhau và các sản phẩm có thể thay đổi theo khoảng cách khác nhau của người dùng trong quá trình sử dụng.
Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ có thể được chia thành loại tiếp xúc và loại không tiếp xúc từ góc độ sử dụng. Cái trước là để cảm biến nhiệt độ tiếp xúc trực tiếp với đối tượng được đo để cảm nhận sự thay đổi nhiệt độ của vật thể đo thông qua phần tử nhạy cảm nhiệt độ và sau đó là tạo cảm biến nhiệt độ. Giữ một khoảng cách nhất định từ đối tượng được đo, phát hiện cường độ của các tia hồng ngoại tỏa ra từ vật thể được đo và tính toán nhiệt độ.
Các ứng dụng chính của các cảm biến nhiệt độ nằm ở các khu vực liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ, chẳng hạn như bảo quản nhiệt thông minh và phát hiện nhiệt độ môi trường.
Cảm biến nhịp tim
Các cảm biến nhịp tim thường được sử dụng chủ yếu sử dụng nguyên tắc độ nhạy của các tia hồng ngoại có bước sóng cụ thể để thay đổi máu. Dành cho nhịp đập định kỳ của tim, những thay đổi thường xuyên về tốc độ dòng chảy và thể tích của máu trong máu được thử nghiệm, và số lượng tim hiện tại được tính toán thông qua quá trình giảm nhiễu và khuếch đại.
Điều đáng nói là cường độ của các tia hồng ngoại phát ra từ cùng một cảm biến nhịp tim xâm nhập vào da và phản xạ qua da cũng khác nhau tùy thuộc vào màu da của những người khác nhau, gây ra các lỗi nhất định trong kết quả đo.
Nói chung, tông màu da của một người càng tối, thì ánh sáng hồng ngoại càng khó phản chiếu lại từ các mạch máu và tác động đến lỗi đo lường càng lớn.
Hiện tại, cảm biến nhịp tim chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị đeo và thiết bị y tế thông minh khác nhau.
Cảm biến vận tốc góc
Các cảm biến vận tốc góc, đôi khi được gọi là con quay hồi chuyển, được thiết kế dựa trên nguyên tắc bảo tồn động lượng góc. Cảm biến vận tốc góc chung bao gồm một rôto có thể xoay nằm ở trục, và hướng chuyển động và thông tin vị trí tương đối của vật thể được phản xạ bởi sự quay của rôto và sự thay đổi của động lượng góc.
Một cảm biến vận tốc góc một trục chỉ có thể đo các thay đổi theo một hướng duy nhất, do đó, một hệ thống chung cần ba cảm biến vận tốc góc một trục đơn để đo các thay đổi theo ba hướng của trục X, Y và Z.At, hiện tại, cảm biến tốc độ 3 trục phổ biến có thể thay thế các cảm biến chính xác nhất. Do đó, các dạng cảm biến vận tốc góc 3 trục khác nhau là sự phát triển chính. xu hướng.
Kịch bản sử dụng cảm biến vận tốc góc phổ biến nhất là điện thoại di động. Các trò chơi di động nổi tiếng như Need for Speed chủ yếu sử dụng cảm biến vận tốc góc để tạo ra chế độ tương tác trong đó xe đổi từ bên này sang bên kia. Ngoài điện thoại di động, các cảm biến vận tốc góc cũng được sử dụng rộng rãi trong điều hướng, định vị, AR/VR và các trường khác.
Cảm biến khói
Theo các nguyên tắc phát hiện khác nhau, các cảm biến khói thường được sử dụng trong phát hiện hóa học và phát hiện quang học.
Cái trước sử dụng yếu tố Americium 241 phóng xạ, và các ion dương và âm được tạo ra ở trạng thái ion hóa di chuyển theo hướng theo tác động của điện trường để tạo ra điện áp ổn định và dòng điện. Khói đi vào cảm biến, nó ảnh hưởng đến chuyển động bình thường của các ion dương và âm, gây ra sự thay đổi tương ứng về điện áp và dòng điện.
Cái sau đi qua các vật liệu nhạy cảm. Trong các trường hợp bình thường, ánh sáng có thể chiếu xạ hoàn toàn vật liệu nhạy cảm để tạo ra điện áp và dòng điện ổn định. Khói đi vào cảm biến, nó sẽ ảnh hưởng đến sự chiếu sáng bình thường của ánh sáng, dẫn đến điện áp và dòng điện dao động, và cường độ của khói cũng có thể được xác định bằng cách tính toán.
Cảm biến khói chủ yếu được sử dụng trong các trường báo cháy và phát hiện an ninh.
Ngoài các cảm biến được đề cập ở trên, các cảm biến áp suất không khí, cảm biến gia tốc, cảm biến độ ẩm, cảm biến vân tay và cảm biến vân tay là phổ biến trong Internet of Things. Mặc dù các nguyên tắc làm việc của chúng là khác nhau, các nguyên tắc cơ bản nhất đều được đề cập ở trên, đó là các nguyên tắc cụ thể. Trên cơ sở nâng cấp và mở rộng cụ thể.
Kể từ khi phát minh của họ trong thời đại công nghiệp, các cảm biến đã đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như kiểm soát sản xuất và đo lường phát hiện.
Thời gian đăng: Tháng 9-19-2022