اپتوکوپلر(optocoupler) چیست؟

optocoupler یک قطعه الکترونیکی است که به صورت ICتولید میشود. کار اصلی اپتوکاپلر ایزوله کردن دو نقطه از مدار با استفاده از نور میباشد. همانطور که از نام آن مشخص است، وظیفه آن کوپل کردن یا اتصال دو نقطه از طریق نور میباشد، به عنوان مثال اگر بخواهیم از طریق میکرو مستقیما به موتوری فرمان بدهیم یا رله ای را فعال کنیم ممکن است عمکرد موتور باعث ایجاد نویز شده و بر روی عملکرد میکرو یا مدار فرمان تاثیر بگذارد و باعث اختلال در سیستم شود.

یکی از کاربرد های مهم این قطعه در کنترل دیجیتالی قدرت میباشد. از انواع اپتوکوپلر میتوان به نوع ترانزیستوری، دارلینگتون و دیاک اشاره کرد

.منبع:http://persianschools.net

سنسور هادر ربات

 در اتوماسیون سخت(HardAutomation) که درآن یک ماشین وظیفه مشخص را همان‌گونه که در صنعت مورد نیاز است انجام می‌دهد، نیازی به هوشمند بودن سیستم نیست. اما برای رسیدن به اتوماسیون هوشمند (Inteligent Automation) به دو جز کلیدی نیازمندیم: هوش‌مصنوعی و سیستم سنسوری. 

به کمک این دو می‌توان به ربات‌های صنعتی با کاربردهایی در نقاشی، جوشکاری، حمل‌و‌نقل و مونتاژ رسید که قدرت انجام کارهای پیچیده، تشخیص و تفکیک را دارا هستند. 

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 که در ذیل می‌آید:
a. سنسور محیطی: این سنسورها اطلاعات را از محیط خارج و وضعیت اشیای اطراف ربات، دریافت می‌نمایند. 
b. سنسور بازخورد: این سنسور اطلاعات وضعیت ربات، از جمله موقعیت بازوها، سرعت حرکت و شتاب آن‌ها و نیروی وارد بر درایورها را دریافت می‌نمایند. 
c. 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





§ سنسورهای مجاورتی: این گروه مشابه سنسورهای تماسی هستند، اما در این مورد برای حس کردن لازم نیست حتما با شی در تماس باشد. عموما این سنسورها از نظر ساخت از نوع پیشین دشوارترند ولی سرعت و دقت بالاتری را در اختیار سیستم قرار می‌دهند. 

دو روش عمده در استفاده از سنسورها وجود دارد:
i. حس کردن استاتیک: در این روش محرک‌ها ثابت‌اند و حرکت‌هایی که صورت می‌گیرد بدون مراجعه لحظه‌ای به سنسورها صور حال از لحاظ کاربردی با نمونه‌هایی از انواع سنسورها در ربات آشنا می‌شویم: 


a. سنسورهای بدنه (Body Sensors) : این سنسورها اطلاعاتی را درباره موقعیت و مکانی که ربات در آن قرار داردفراهم می‌کنند. این اطلاعات نیز به کمک تغییر وضعیت‌هایی که در سوییچ‌ها حاصل می‌شود، به دست می‌آیند. با دریافت و پردازش اطلاعات بدست آمده ربات می‌تواند از شیب حرکت خود و این‌که به کدام سمت در حال حرکت است آگاه شود. در نهایت هم عکس‌العملی متناسب با ورودی دریافت شده از خود بروز 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) : شبیه‌سازی حس لامسه انسان کاری دشوار به نظر می‌رسد. اما سنسورهای ساده‌ای وجود دارند که برای درک لمس و فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. 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 بلند کردن جسمی از روی زمین و قرار دادن آن در جایی مناسب نیز کمک می‌کند. با توجه به این توضیحات می‌توان عملکرد آن‌ها را به چهار دسته زیر تقسیم کرد: 1- رسیدن به هدف، 2- جلوگیری از برخورد، 3- تشخیص یک شی. 
d. 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 نقطه‌ای که باید دمایش اندازه‌گیری شود، قرار می‌دهند. 
e. سنسورهای بویایی (Smell Sensors): تا همین اواخر سنسوری که بتواند مشابه حس بویایی انسان عمل کند، وجود نداشت. 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، در کنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای پاسخ‌گویی سنسور به 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 یا عطر را به طور مطلق انداره‌ بگیرند. بلکه با اندازه‌گیری اختلاف بین آن‌ها به تشخیص بو می‌پردازند. 
f. 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 موقعیت به کد باینری یا کد خاکستری BCD (Binary Codded Decible ) تبدیل می‌شود. این انکدرها به علت سنگینی و گران‌قیمت بودن و اینکه سیگنال‌های زیادی را برای ارسال اطلاعات نیاز دارند، کاربرد وسیعی ندارند. همانطور که می‌دانیم به‌کار گیری تعداد زیادی سیگنال درصد خطای کار را افزایش می‌دهد و این اصلا مطلوب نیست. پس از این انکدرها فقط در مواردی 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 کدگشا ها 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.

منبع:http://imageha.ir

سنسورهای مادون قرمز :

این سنسور دارای فرستنده وگیرنده است و اصل کار به این صورت است که بین فرستنده وگیرنده نور باید تبادل کنید تا ارتباط حاصل شود. به اصطلاح یک جریان از یک فوتو دیود عبور می کند اگر نور مرئی باشد به آنLED گفته میشود و اگر این نور نا مرئی باشد به مادون قرمز اطلاق میشود .

چند مثال از کاربرد های این سنسور:AVINSTRUMENTSAUDIOTV
VCD
CD PLAYER
HOME APPLIACES ( اسبابهای خانه )AIR _ CONDITIONER _ FAN _ LIGHTREMOTE CONTOROL FOR WIRELESSDEVICES (وسایل بی سیمی)
و غیره ....

منبع:http://imageha.ir

حسگر نوری (گیرنده-فرستنده)

یکی از پرکاربردترین حسگرهای مورد استفاده در ساخت رباتها حسگرهای نوری هستند. حسگر نوری گیرنده- فرستنده از یک دیود نورانی (فرستنده) و یک ترانزیستور نوری (گیرنده) تشکیل شده است.

خروجی این حسگر در صورتیکه مقابل سطح سفید قرار بگیرد 5 ولت و در صورتی که در مقابل یک سطح تیره قرار گیرد صفر ولت می باشد. البته این وضعیت می تواند در مدلهای مختلف حسگر برعکس باشد. در هر حال این حسگر در مواجهه با دو سطح نوری مختلف ولتاژ متفاوتی تولید می کند.

منبع:http://imageha.ir

سنسورهای رطوبت:

توانایی هوا در نگهداشتن آب تاثیر قابل ملاحظه‌ای روی تعداد زیادی از فرایند‌ها که در اتمسفر عادی انجام می‌گیرند، برحسب تعداد کاربرد‌هایی که شامل می‌شود، آب ممکن است مادة خیلی مهمی در زندگی روزمرة ما باشد و‌آن در هوا، جامدات و سیالات اتفاق می‌افتد. انی در این مواد تشخیص داده می‌شود. با وجودیکه جملة رطوبت معمولاً به آب موجود در هوا اطلاق می‌شود (که مهمترین کار اندازه‌گیری رطوبت نشان داده می‌شود)، آن اغلب خیلی مفید است که بتوان محتوای آب جامدات و مایعات را بطور مستقیم تعیین نمود.

وقتی غلظت بخار آب در گازها، اصولاً در هوا، تعیین می‌شود مهم است که میان موارد زیر فرق گذاشت:

رطوبت مطلق، که مقدار بخار آب موجود در واحد حجم گاز است و بوسیلة گرم بر مترمکعب اندازه‌گیری می‌شود.

رطوبت اشباع، که مقدار ماکزیمم آب موجود در واحد حجم گاز است و بوسیلة گرم بر مترمکعب اندازه‌گیری می‌شود.

رطوبت نسبی، که نسبت رطوبت مطلق به رطوبت اشباع است و مقدار آن بین 0 و 1 می‌باشد.

همچنین نسبت فشار جزئی بخار آب در دمای اندازه‌گیری به فشار اشباع ممکن در همان دما استفاده شود. عموماً،‌ آن رطوبت نسبی است که مهمترین مقدار اندازه‌گیری ده را نشان می‌دهد یک اندازة قابل استفاده غالباً نقطة تراکم می‌باشد. این دمایی است که در آن رطوبت اتمسفر که قابل ملاحظه است فرض می‌شود که رطوبت نسبی در آن مقدار 1 را دارد. وقتی که دما زیر این نقطه بیافتد بخار آب شروع به تراکم می‌کند.

اندازه‌گیری مستقیم محتوای آب مایعات و جامدات خیلی مشکل است چون آن بندرت ممکن است که محتوای آب یک محصول بعنوان یک اندازه‌گیری جداگانه انجام شود. در جامدات این مقدار براحتی بوسیلة وزن کردن

محصول، خشک کردن آن و سپس دوباره وزن کردن آن بدست می‌آید. اگرچه، تعدادی منبع خطا در ارتباط با این روش، برای مثال تجزیه شدن پروب، طول مدت خشک کردن و نوع پیوند آب وجود دارد. 

سیستم‌های اندازه‌گیری موثق از زمان‌های طولانی برای تعیین مقدار رطوبت وجود داشته است. این شامل روش‌های مکانیکی از قبیل رطوبت‌سنج مو، پسی‌کرومتر و شناساگر رطوبت LiClکه در آن مقاومت سطح سنجیده می‌شود. یک ولتاژ A.Cدر الکترود شمارة 3 بکار برده می‌شود. این موجب جاری شدن یک جریان از میان LiClو گرم کردن محلول LiClمی‌گردد. در نتیجه آب از محلول بخار می‌شود. بزودی تمام آب بخار می‌شود، هدایت و با آن جریان ما بین الکترودها بسرعت تنزل و دما سقوط می‌کند. رطوبت‌سنجLiClحالا قادر به جذب آب از هوا است. هدایت آن افزایش یافته و جریان دوباره موجب تبخیر آب می‌شود. در این روش دما خودش را به حالت تعادل مابین توان الکتریکی بکار گرفته شده و انرژی گرمایی مورد نیاز برای تبخیر تنظیم می‌کند. این تعادل بطور انحصاری بستگی به فشار بخار آب هوای اطراف دارد و بنابراین میزانی از رطوبت مطلق است. دما در تعادل بوسیلة اندازه‌گیری مقاومت (1) ثبت می‌شود و سپس بعنوان یک کمیت الکتریکی عمل می‌کند. اندازه‌گیری رطوبت نسبی 90-15% در دمای °C 60-0 ممکن است. زمان پاسخ برحسب دقیقه می‌باشد اهمیت تکنیکی این آشکارگرهای کلاسیک امروزه که سنسورهای قابل کوچک کردن، چیپر هستند، تندتر و بعضی اوقات خیلی صحیح است. سه روش توسعه وجود دارد. تغییرات در مقاومت، بویژه در مقاومت سطح، اساس یک نوع از سنسنورهای است. این شامل رطوبت‌سنج‌های سرامیکی است که همچنین جذب سطحی آب در سطح داخلی مواد سرامیکی خلل و فرج‌دار استفاده می‌شود که از پودر سینتر شده است. سرامیک‌های مورد استفاده ZnCr2O-LiZnVO4,MgCr2O4-TiO2-V2O5و پرووسکیت است. سنسورهای ساخته شده از MgCr2O4-TiO4بطور تجارتی در اجاق‌های میکرویو استفاده می‌شود. آنها دارای زمان پاسخ حدود 20Sو میزان رطوبت در حدود 90-30% می‌باشند. دیگر سنسور براساس مقاومت شامل پلی‌استایرین سولفونه شده یا پودر کربن سوسپانسه شده در سلولز ژلاتین می‌باشد. هدایت سطح این سنسورها وقتی آنها آب می‌گیرند تغییر می‌کند. موادی از قبیل ترکیب‌های LiF/Al2O3، فسفات‌های زیرکونیوم و سیلکیات‌ها، پلی‌سیکلو اکسان‌ها با گروه‌های آب‌دوست و پلیمرهای معین برای این دسته از سنسور مساعد هستند. پلیمرها باید به رطوبت حساس و در همان زمان غیرقابل حل در آب باشند. پلی‌وینیل پیریدین متصل شده بطور رایج برای این نیاز مناسب است.

منبع:http://imageha.ir