سنسور مجاورت

 سنسور های مجاورتی که از مادون قرمز ، فرا صوت و ظرفیت خازنی استفاده د کنند در اینجا توضیح داده شده اند . این دانشنامه شامل سنسور های مجاورت که از مغناطیس ، اندوكتانس ( ضریب القا ) یا دیگر روش های تعیین فاصله استفاده می کنند نمی شود .

گاهی اوقات به سنسور های مجاورت به عنوان سنسور های فاصله اشاره می شود . یک سنسور مجاورت فراصوت ممکن است همانند مسافت یاب یا رنجر توصیف می شود .

سنسور های مجاورت فرا صوت با انتهای بالا به صورت بزرگ فروخته میشوند ، مدول های مهر و موم شده با سیم کشی ( کابل کشی ) می توانند بر وضعیت پردازش های صنعتی نظارت کنند . این واحد های تجاری خارج از حوزه و دامنه ی این دانشنامه است .

سنسوری که کشف می کند که شیء حضور دارد اما فاصله ی آن را اندازه گیری نمی کند ، مانند یک سنسور حضور شیء در نظر گرفته شده و ورود جداگانه ی خودش را دارد . بسیاری از ابزار هایی که به عنوان سنسور های مجاورت با سنسور های فاصله فروخته می شوند در واقع اطلاعات فاصله ی قابل فهم و معنی داری ارائه نمی دهند و بنا بر این در این دانشنامه آن ها با سنسور های حضور همراه هستند . فتوترانزیستور و فتودیدوها ممکن است به عنوان عناصر حسگر در سنسور های مجاورت به کار روند . این اجزا هم مانند سنسور های روشنایی ورود خودشان را دارند . 

کاربرد

یک سنسور مجاورت فاصله بین خودش و یک شیء فیزیکی را که اغلب به عنوان هدف توصیف می شود اندازه می گیرد . خروجی سنسور می تواند آنالوگ ( ولتاژ ) ، داده های سریال یا مدولاسیون پهنای باند باشد . می تواند به وسیله پروتکل های سریال مانند TTL SPI یا I2C منتقل شود و می تواند به عنوان داده های دیجیتال در ثبت آمار که توسط میکروکنترلر با استفاده از 12C قابل دستیابی است ، ذخیره می شود . 

نمادهای شماتیک

هر کدام از نمادهای شماتیک در شکل ها می تواند یک سنسور مجاورت را نشان دهد اما به طور مداوم استفاده نمی شوند . یک سنسور ممکن است به صورت یک مستطیل که دارای توضیحاتی در مورد عملکرد آن است ، نشان داده شود

دو روش برای نشان دادن سنسور مجاورت با شماتیک

کاربرد ها

در رباتیک سنسور مجاورت از برخورد بین ربات و شی یا مانع ( سد ) جلوی آن جلوگیری می کند . برخی از سنسور های مجاورت پیشرفته می توانند داده های کافی برای نرم افزار را به منظور ترسیم کامل محيط ارائه دهند اما خارج از بحث این دانشنامه هستند .

سنسور های مجاورت همچنین می توانند در سیستم های هشدار یا برای تشخیص سطح مایع در تانک های ذخیره یا در اتومبیل ها برای به صدا در آوردن هشدار هنگامی که راننده از پشت به یک مانع نزدیک می شود ( گرچه این ابزارها با مانیتور های ویدیویی دید از پشت به کار می روند ) استفاده می شوند . در ابزار های دستی ، سنسور های مجاورت برای تشخیص حضور دست یا صورت کاربر به کار می روند ، مثلا برای خاموش کردن صفحه نمایش هنگامی که فرد تلفن را برای صحبت کردن بالا میاورد . 

انواع مدل ها

این بخش به زیر مجموعه هایی برای توصیف سنسور های مجاورتی که از فرا صوت ، اشعه ی مادون قرمز و ظرفیت خازنی استفاده می کنند تقسیم شده است .

فراصوت

یک سنسور مجاورت فراصوتی با انتشار یک صوت ( صدای ) پیاپی و شنیدن انعکاس های صدا از اجسام روبه رویش کار می کند .

صدا توسط مبدل های پیزوالکتریک در فرکانسی بین KHz ۳۰ تا ۵۰KHz ، بسیار بالاتر از محدوده ای که گوش انسان می تواند بشنود ، ایجاد می شود ، مبدل ممکن است مانند میکروفون ، یعنی دریافت و فرستادن صدا بر پایه ی متناوب وظیفه دوگانه داشته باشد یا مبدل ثانویه که به عنوان میکروفون به کار گرفته می شود ، ممکن است در کنار منتشر کننده روی یک صفحه کوچک نصب شود . ۴ – HC – SR با قیمت اقتصادی یک شناساگر مجاورت فراصوتی محبوب در بین جوامع رباتیک است که با اطمینان در محدودهی 2cm تا 5cm کار می کند .

صفحه ای که سنسور روی آن نصب شده ، می تواند دارای یک میکروکنترلر برای اندازه گیری تأخیر بین انتشار پالس و دریافت انعکاس صدا باشد . سپس فاصله تا شئ منعکس کننده صدا به وسیله وسعت صدا در هوا در سطح دریا که تقریبا ۳۴۰ متر در ثانیه است ، محاسبه می شود .

مادون قرمز

سنسور مجاورت مادون قرمز نیازمند پرتو اشعه مادون قرمز از LED است که می تواند در مدول حسگر ترکیب شده یا به صورت جداگانه نصب شود . اشعه از هدف منعکس شده و توسط فتوترانزیستور يا فتودیود تشخیص داده می شود . با زاویه ی اشعه ی منعکس شده ، الکترونیک سطحی قرار گرفته روی سطح ) می تواند فاصله تا هدف را با فرایندی به نام مثلث سازی ( مثلث بندی ) محاسبه کند . یک سنسور واقعی ممکن است از آرایش خطی فتودیودها برای دستیابی به زاویه پرتو نور برگشتی استفاده کند . 

یک سنسور مجاورت مادون قرمز فاصله تا شیء را با دستیابی به زاویه اشعه منعکس شده تعیین می کند

برای کاهش خطر ( ریسک ) مثبت کاذب اشعه از LED تنها دارای یک طیف باریک از طول موج های مادون قرمز است . همچنین ، در فرکانسی مدوله شده که با مدار بندی حسگر در مدول تشخیص داده می شود .

منبع: