Hướng dẫn sử dụng
Top 15 Loại cảm biến Sensor được dùng nhiều nhất hiện nay trong các thiết bị điện tử IoT
Các ngành công nghiệp và tổ chức xã hội đã sử dụng nhiều loại cảm biến khác nhau trong một thời gian dài nhưng phát minh ra Internet vạn vật (IoT) đã khiến cho cảm biến đóng vai trò quan trọng và khiến vai trò của cảm biến đến một mức độ hoàn toàn khác. Càng ngày cảm biến IoT càng trở nên quan trọng, chúng ngày càng được cải tiến để thông minh hơn, nhạy hơn, chính xác hơn, kết nối nhanh hơn.
Nền tảng IoT hoạt động và cung cấp loại thông minh và dữ liệu có giá trị sử dụng nhiều cảm biến khác nhau. Chúng phục vụ để thu thập dữ liệu, đẩy nó và chia sẻ nó với một mạng lưới toàn bộ các thiết bị kết nối. Tất cả dữ liệu được thu thập này làm cho các thiết bị có thể hoạt động độc lập và toàn bộ hệ sinh thái ngày càng trở nên thông minh hơn. Hiện nay hầu như không một thiết bị thông minh nào không sử dụng ít nhất 1 cảm biến sensor. Chúng phục vụ một chức năng nhất định cho một nhiệm vụ nhất định của thiết bị đó.
Bằng cách kết hợp một bộ cam bien và một mạng truyền thông, các thiết bị chia sẻ thông tin với nhau và đang cải thiện tính hiệu quả và chức năng của chúng. Cảm biến có thể được điều khiển qua mạng internet, hoặc người ta có thể gửi nhận dữ liệu cảm biến thu được qua internet tới thiết bị thông minh như điện thoại, máy tính.
Lấy xe Tesla làm ví dụ. Tất cả các cảm biến trên một chiếc xe ghi lại nhận thức của chúng về môi trường xung quanh, tải thông tin lên một cơ sở dữ liệu khổng lồ. Dữ liệu sau đó được xử lý và tất cả các thông tin quan trọng mới được gửi đến tất cả các phương tiện khác. Đây là một quá trình liên tục, thông qua đó một đội xe Tesla đang trở nên thông minh hơn mỗi ngày.
Chúng ta hãy xem xét một số cảm biến quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong thế giới IoT.
Cảm biến nhiệt độ
Theo định nghĩa, “cảm biến nhiệt độ là thiết bị đo và kiểm tra năng lượng nhiệt hoặc phát hiện sự thay đổi vật lý về nhiệt độ từ nguồn nhiệt sau đó chuyển đổi dữ liệu sang thiết bị người dùng”
Các cảm biến này đã được triển khai trong một thời gian dài trong nhiều thiết bị khác nhau. Tuy nhiên, với sự xuất hiện của IoT, chúng đã tìm thấy nhiều nhu cầu hơn để có mặt trong một số lượng lớn hơn các thiết bị. Bạn sẽ thấy nhiều nhất các cảm biến nhiệt độ trên tủ lạnh thông minh, hay các dòng máy điều hoà thế hệ mới…
Chỉ một vài năm trước đây, việc sử dụng chúng chủ yếu bao gồm kiểm soát A/C, tủ lạnh và các thiết bị tương tự được sử dụng để kiểm soát môi trường. Tuy nhiên, với sự ra đời của thế giới IoT, chúng đã tìm thấy vai trò của chúng trong các quy trình sản xuất, nông nghiệp và y tế. Trong quá trình sản xuất, nhiều máy đòi hỏi nhiệt độ môi trường cụ thể, cũng như nhiệt độ thiết bị. Với loại đo lường này, quy trình sản xuất luôn có thể duy trì tối ưu.
Mặt khác, trong nông nghiệp, nhiệt độ đất rất quan trọng cho sự phát triển của cây trồng. Điều này giúp với việc sản xuất thực vật, tối đa hóa đầu ra. Ngày nay người ta có thể kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong nông trường chỉ bằng cách ngồi máy tính trong nhà mà không phải tới tận nơi. Dữ liệu từ các cảm biến lắp đặt sẽ truyền tới Cloud, qua máy tính điện thoại chủ nhân và họ có thể theo dõi và điều khiển hệ thống điều hoà hay các mái che để có nhiệt độ và độ ẩm phù hợp. Một trong đó phải kể tới các bộ máy phát tín hiệu nhiệt độ và độ ẩm.
Cặp nhiệt điện: Đây là các thiết bị điện áp cho biết đo nhiệt độ với sự thay đổi điện áp. Khi nhiệt độ tăng lên, điện áp đầu ra của cặp nhiệt điện tăng lên.
Thiết bị dò nhiệt độ điện trở (RTD): Sức đề kháng của thiết bị tỷ lệ thuận với nhiệt độ, tăng theo hướng tích cực khi nhiệt độ tăng trở kháng tăng lên.
Thermistors: Nó là một điện trở nhạy cảm nhiệt độ thay đổi sức đề kháng vật lý của nó với sự thay đổi nhiệt độ.
IC (Semiconductor): Chúng là các thiết bị tuyến tính, nơi độ dẫn của chất bán dẫn tăng tuyến tính và tận dụng các đặc tính kháng biến đổi của vật liệu bán dẫn. Nó có thể cung cấp một đọc nhiệt độ trực tiếp ở dạng kỹ thuật số, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp.
Cảm biến hồng ngoại: Nó phát hiện nhiệt độ bằng cách chặn một phần năng lượng hồng ngoại phát ra của vật thể hoặc chất và cảm nhận cường độ của nó, có thể được sử dụng để đo nhiệt độ chất rắn và chất lỏng, Không thể sử dụng nó trên khí vì tính chất trong suốt của chúng.
Cảm biến tiệm cận
Một thiết bị phát hiện sự hiện diện hoặc vắng mặt của một đối tượng gần đó, hoặc các thuộc tính của đối tượng đó, và chuyển đổi nó thành tín hiệu có thể dễ đọc bởi người dùng hoặc một công cụ điện tử đơn giản mà không cần liên lạc với chúng
Cảm biến tiệm cận phần lớn được sử dụng trong ngành bán lẻ, vì chúng có thể phát hiện chuyển động và mối tương quan giữa khách hàng và sản phẩm mà họ có thể quan tâm. Người dùng được thông báo ngay lập tức về giảm giá và ưu đãi đặc biệt của các sản phẩm lân cận.
Một trường hợp sử dụng lớn và khá cũ là xe cộ. Bạn đang đảo ngược chiếc xe của mình và bị bẻ khóa về một chướng ngại vật trong khi quay ngược lại, đó là công việc của cảm biến tiệm cận.
Chúng cũng được sử dụng cho chỗ đỗ xe ở những nơi như trung tâm thương mại, sân vận động hoặc sân bay.
Tiếp theo là một số danh mục phụ Cảm biến tiệm cận:
Cảm biến cảm ứng: Cảm biến tiệm cận cảm ứng được sử dụng để không tiếp xúc phát hiện sự hiện diện của các vật kim loại sử dụng trường điện từ hoặc chùm tia bức xạ điện từ.
Nó có thể hoạt động ở tốc độ cao hơn so với công tắc cơ khí và cũng đáng tin cậy hơn vì độ bền của nó.
Cảm biến điện dung: Cảm biến tiệm cận điện dung có thể phát hiện cả kim loại cũng như các mục tiêu phi kim loại gần như tất cả các vật liệu khác có điện môi khác với không khí. Nó có thể được sử dụng để cảm nhận các đối tượng rất nhỏ thông qua một phần lớn mục tiêu Vì vậy, thường được sử dụng trong các ứng dụng khó khăn và phức tạp.
Cảm biến quang điện: Cảm biến quang điện được làm bằng các bộ phận nhạy sáng và sử dụng chùm ánh sáng để phát hiện sự hiện diện hoặc vắng mặt của vật thể. Đó là một sự thay thế lý tưởng của cảm biến cảm ứng khi chúng ta yêu cầu khoảng cách cảm biến dài hoặc khi muốn cảm nhận vật thể phi kim loại.
Cảm biến siêu âm: Cảm biến siêu âm cũng được sử dụng để phát hiện sự hiện diện hoặc để đo khoảng cách của các mục tiêu tương tự như radar hoặc sonar. điều này làm cho một giải pháp đáng tin cậy cho các điều kiện khắc nghiệt và khắt khe.
Cảm biến áp suất
Cảm biến áp suất là một thiết bị cảm nhận áp suất và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện. Ở đây, lượng phụ thuộc vào mức áp suất được áp dụng.
Có rất nhiều thiết bị dựa vào chất lỏng hoặc các dạng áp suất khác. Những cảm biến này làm cho nó có thể tạo ra các hệ thống IoT giám sát các hệ thống và các thiết bị được áp lực đẩy. Với bất kỳ độ lệch nào từ dải áp suất tiêu chuẩn, thiết bị sẽ thông báo cho quản trị viên hệ thống về bất kỳ vấn đề nào cần được khắc phục.
Việc triển khai các cảm biến này rất hữu ích trong sản xuất, mà còn trong việc duy trì toàn bộ hệ thống nước và hệ thống sưởi, vì nó dễ dàng phát hiện bất kỳ dao động hoặc giảm áp suất nào.
Cảm biến chất lượng nước
Cảm biến chất lượng nước được sử dụng để phát hiện chất lượng nước và giám sát ion chủ yếu trong các hệ thống phân phối nước.
Nước được sử dụng ở mọi nơi. Những cảm biến này đóng một vai trò quan trọng khi chúng theo dõi chất lượng nước cho các mục đích khác nhau.
Chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Tiếp theo là danh sách các loại cảm biến nước phổ biến nhất được sử dụng
Cảm biến dư Clo: Nó đo clo dư (tức là clo tự do, monochloramine và tổng clo) trong nước và thuốc khử trùng được sử dụng rộng rãi nhất vì hiệu quả và chi phí của nó.
Cảm biến tổng số carbon hữu cơ: Cảm biến TOC được sử dụng để đo lường phần tử hữu cơ trong nước.
Cảm biến độ đục: Cảm biến độ đục đo chất rắn lơ lửng trong nước, thường được sử dụng trong đo lưu lượng sông, suối, nước thải và nước thải.
Cảm biến độ dẫn điện: Các phép đo độ dẫn được thực hiện trong các quy trình công nghiệp chủ yếu để thu thập thông tin về tổng nồng độ ion (tức là các hợp chất hòa tan) trong các dung dịch nước.
Cảm biến pH: Nó được sử dụng để đo mức độ pH trong nước hòa tan, trong đó chỉ ra làm thế nào có tính axit hoặc cơ bản (kiềm).
Cảm biến nguy cơ giảm oxy: phép đo ORP cung cấp thông tin chi tiết về mức độ phản ứng oxy hóa / giảm xảy ra trong dung dịch.
Cảm biến hóa học
Cảm biến hóa học được áp dụng trong một số ngành công nghiệp khác nhau. Mục tiêu của họ là để chỉ ra những thay đổi trong các thay đổi hóa học lỏng hoặc không khí. Họ đóng một vai trò quan trọng ở các thành phố lớn hơn, nơi cần phải theo dõi những thay đổi và bảo vệ dân số.
Các trường hợp sử dụng chính của cảm biến hóa học có thể được tìm thấy trong giám sát và kiểm soát quy trình môi trường công nghiệp, phát hiện độc hại hoặc vô tình phát hiện hóa chất độc hại, phát hiện phóng xạ, tái chế trên Trạm vũ trụ, các ngành công nghiệp dược phẩm và phòng thí nghiệm, v.v …
Tiếp theo là loại cảm biến hóa học phổ biến nhất được sử dụng:
Transistor hiệu ứng trường hóa học
Chemiresistor
Cảm biến khí điện hóa
Cảm biến huỳnh quang clorua
Cảm biến hydrogen sulfide
Cảm biến hồng ngoại không thuận lợi
Điện cực thủy tinh pH
Cảm biến Potentiometric
Cảm biến nano oxit kẽm
Cảm biến khí
Các cảm biến khí tương tự như các cảm biến hóa học, nhưng được sử dụng đặc biệt để theo dõi các thay đổi về chất lượng không khí và phát hiện sự hiện diện của các loại khí khác nhau. Giống như cảm biến hóa học, chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất, nông nghiệp và y tế và được sử dụng để giám sát chất lượng không khí, phát hiện khí độc hoặc dễ cháy, giám sát khí độc hại trong các mỏ than, ngành công nghiệp dầu khí, nghiên cứu phòng thí nghiệm hóa học, sản xuất – sơn , nhựa, cao su, dược phẩm và hóa dầu, v.v.
Tiếp theo là một số cảm biến Gas phổ biến:
Cảm biến carbon dioxide
Breathalyzer
Máy dò khí carbon monoxide
Cảm biến hạt xúc tác
Cảm biến hydro
Cảm biến ô nhiễm không khí
Cảm biến oxit nitơ
Cảm biến khí oxy
Màn hình Ozone
Cảm biến khí điện hóa
Máy dò khí
Máy đo độ ẩm
Cảm biến khói
Cảm biến khói là một thiết bị cảm nhận khói (các hạt và khí trong không khí) và nó là cấp độ.
Chúng đã được sử dụng trong một thời gian dài. Tuy nhiên, với sự phát triển của IoT, chúng thậm chí còn hiệu quả hơn, vì chúng được cắm vào một hệ thống ngay lập tức thông báo cho người dùng về bất kỳ vấn đề nào xảy ra trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Cảm biến khói được sử dụng rộng rãi bởi các ngành công nghiệp sản xuất, HVAC, các tòa nhà và chỗ ở để phát hiện các vụ cháy và khí đốt. Điều này phục vụ để bảo vệ những người làm việc trong môi trường nguy hiểm, vì toàn bộ hệ thống có hiệu quả hơn nhiều so với những người lớn tuổi hơn.
Loại cảm biến khói phổ biến
Cảm biến khói phát hiện sự hiện diện của khói, khí và ngọn lửa xung quanh lĩnh vực của họ. Nó có thể được phát hiện hoặc quang học hoặc bởi quá trình vật lý hoặc sử dụng cả hai phương pháp.
Cảm biến khói quang (Quang điện): Cảm biến khói quang sử dụng nguyên tắc phân tán ánh sáng kích hoạt cho người cư ngụ.
Cảm biến khói ion hóa: Cảm biến khói ion hóa hoạt động theo nguyên tắc ion hóa, loại hóa học để phát hiện các phân tử gây ra báo động kích hoạt.
Cảm biến hồng ngoại
Một cảm biến hồng ngoại là một cảm biến được sử dụng để cảm nhận một số đặc điểm của môi trường xung quanh bằng cách phát ra hoặc phát hiện bức xạ hồng ngoại. Nó cũng có khả năng đo nhiệt được phát ra bởi đối tượng
Chúng hiện đang được sử dụng trong một loạt các dự án IoT, đặc biệt là trong chăm sóc sức khỏe khi họ thực hiện giám sát lưu lượng máu và huyết áp đơn giản. Chúng thậm chí còn được sử dụng trong một loạt các thiết bị thông minh thông thường như đồng hồ thông minh và điện thoại thông minh. Sử dụng phổ biến khác bao gồm thiết bị gia dụng và điều khiển từ xa, phân tích hơi thở, tầm nhìn hồng ngoại (hình dung rò rỉ nhiệt trong thiết bị điện tử, theo dõi lưu lượng máu, sử gia nghệ thuật để xem dưới lớp sơn), thiết bị điện tử đeo, truyền thông quang học, đo nhiệt độ không tiếp xúc, Phát hiện góc mù ô tô.
Việc sử dụng chúng không kết thúc ở đó, chúng cũng là một công cụ tuyệt vời để đảm bảo an ninh cấp cao trong nhà của bạn. Ngoài ra, ứng dụng của họ bao gồm kiểm tra môi trường, vì chúng có thể phát hiện một loạt các hóa chất và rò rỉ nhiệt. Họ sẽ đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp nhà thông minh, vì họ có một loạt các ứng dụng.
Cảm biến mức
Một cảm biến được sử dụng để xác định mức độ hoặc lượng chất lỏng, chất lỏng hoặc các chất khác chảy trong một hệ thống mở hoặc đóng được gọi là cảm biến mức
Giống như cảm biến hồng ngoại, cảm biến mức có mặt trong một loạt các ngành công nghiệp. Chúng chủ yếu được biết đến để đo mức nhiên liệu, nhưng chúng cũng được sử dụng trong các doanh nghiệp làm việc với các vật liệu lỏng. Ví dụ, ngành công nghiệp tái chế, cũng như ngành công nghiệp nước trái cây và rượu dựa vào các cảm biến này để đo lường số lượng tài sản lỏng trong sở hữu của chúng.
Trường hợp sử dụng tốt nhất của cảm biến mức là, Đo mức nhiên liệu và mức chất lỏng trong thùng chứa mở hoặc đóng, Cảnh báo mực nước biển & Cảnh báo sóng thần, hồ chứa nước, Thiết bị y tế, máy nén, hồ chứa thủy lực, máy công cụ, Đồ uống và chế biến dược phẩm, Cao hay thấp phát hiện, v.v.
Điều này giúp hợp lý hóa doanh nghiệp của họ tốt hơn, vì cảm biến thu thập tất cả dữ liệu quan trọng mọi lúc. Với việc sử dụng các cảm biến này, bất kỳ người quản lý sản phẩm nào cũng có thể thấy chính xác lượng chất lỏng đã sẵn sàng để phân phối và liệu việc sản xuất có nên được đẩy mạnh hay không.
Có hai loại đo lường mức cơ bản:
Cảm biến mức điểm: Cảm biến mức điểm thường phát hiện mức cụ thể cụ thể và trả lời người dùng nếu đối tượng cảm biến ở trên hoặc dưới mức đó. Nó được tích hợp vào một thiết bị duy nhất để nhận báo động hoặc kích hoạt
Cảm biến mức liên tục: Các cảm biến mức liên tục đo mức vật liệu lỏng hoặc khô trong một dải quy định và cung cấp các đầu ra liên tục cho biết mức độ. Ví dụ tốt nhất của nó là hiển thị mức nhiên liệu trong xe.
Cảm biến hình ảnh
Cảm biến hình ảnh là các công cụ được sử dụng để chuyển đổi hình ảnh quang học thành tín hiệu điện tử để hiển thị hoặc lưu trữ các tệp điện tử.
Việc sử dụng chính cảm biến hình ảnh trong máy ảnh & mô-đun kỹ thuật số, hình ảnh y tế và thiết bị nhìn ban đêm, thiết bị chụp ảnh nhiệt, radar, sóng âm, phương tiện truyền thông, thiết bị sinh trắc học và IRIS.
Hai loại cảm biến chính được sử dụng trong: CCD (thiết bị ghép đôi) và CMOS (chất bán dẫn kim loại oxit bổ sung). Mặc dù mỗi loại cảm biến sử dụng công nghệ khác nhau để chụp ảnh,
Cả hai bộ cảm biến CCD và CMOS đều sử dụng các chất bán dẫn oxit kim loại, có cùng độ nhạy với ánh sáng và không có sự khác biệt về chất lượng vốn có
Một người tiêu dùng trung bình sẽ nghĩ rằng đây là một máy ảnh thông thường, nhưng mặc dù điều này không xa sự thật, cảm biến hình ảnh được kết nối với một loạt các thiết bị khác nhau, làm cho chức năng của họ tốt hơn nhiều.
Một trong những ứng dụng nổi tiếng nhất bao gồm ngành công nghiệp ô tô, trong đó hình ảnh đóng một vai trò rất quan trọng. Với những cảm biến này, hệ thống có thể nhận biết các dấu hiệu, chướng ngại vật và nhiều thứ khác mà người lái xe thường thấy trên đường. Họ đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành công nghiệp IoT, vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến tiến trình của những chiếc xe không người lái.
Chúng cũng được triển khai trong các hệ thống bảo mật được cải thiện, nơi các hình ảnh giúp nắm bắt thông tin chi tiết về thủ phạm.
Trong ngành bán lẻ, các cảm biến này phục vụ thu thập dữ liệu về khách hàng, giúp các doanh nghiệp hiểu rõ hơn về ai đang thực sự truy cập cửa hàng, chủng tộc, giới tính, tuổi của họ chỉ là một số thông số hữu ích mà chủ sở hữu bán lẻ nhận được bằng cách sử dụng các cảm biến IoT này.
Cảm biến phát hiện chuyển động
Một máy dò chuyển động là một thiết bị điện tử được sử dụng để phát hiện chuyển động vật lý (chuyển động) trong một khu vực nhất định và nó chuyển động chuyển động thành tín hiệu điện; chuyển động của bất kỳ đối tượng hoặc chuyển động nào của con người
Phát hiện chuyển động đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp bảo mật. Các doanh nghiệp sử dụng các cảm biến này ở những khu vực không phát hiện chuyển động nào vào mọi lúc và dễ dàng nhận thấy sự hiện diện của bất kỳ ai với các cảm biến được cài đặt. Chúng được sử dụng chủ yếu cho các hệ thống phát hiện ntrusion, điều khiển cửa tự động, Boom Barrier, Camera thông minh (ghi hình dựa trên chuyển động / quay video), Toll plaza, hệ thống đỗ xe tự động, bồn rửa tự động, máy sấy tay, hệ thống quản lý năng lượng (tức là Automated ánh sáng, AC, Fan, điều khiển thiết bị) vv
Mặt khác, các cảm biến này cũng có thể giải mã các loại chuyển động khác nhau, làm cho chúng hữu ích trong một số ngành mà khách hàng có thể giao tiếp với hệ thống bằng cách vẫy tay hoặc thực hiện một hành động tương tự. Ví dụ: ai đó có thể truyền đến một cảm biến trong cửa hàng bán lẻ để yêu cầu hỗ trợ đưa ra quyết định mua hàng phù hợp.
Mặc dù việc sử dụng chính của họ là tương quan với ngành công nghiệp bảo mật, khi tiến bộ công nghệ, số lượng ứng dụng có thể có của các cảm biến này chỉ tăng lên.
Tiếp theo là các loại cảm biến chuyển động chính được sử dụng rộng rãi:
Cảm biến chuyển động loại Passive Infrared (PIR): Nó phát hiện nhiệt độ cơ thể (năng lượng hồng ngoại) và cảm biến chuyển động được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống an ninh gia đình.
Cảm biến cảm động loại Siêu âm: Gửi ra xung sóng siêu âm và đo phản xạ ra khỏi vật thể di chuyển Bằng cách theo dõi tốc độ của sóng âm.
Cảm biến chuyển động loại Vi sóng: Gửi xung sóng vô tuyến và đo phản xạ ra khỏi vật thể chuyển động. Chúng bao gồm một khu vực lớn hơn so với cảm biến hồng ngoại và siêu âm, nhưng chúng dễ bị nhiễu điện và đắt hơn.
Cảm biến gia tốc kế
Accelerometer là một bộ chuyển đổi được sử dụng để đo gia tốc vật lý hoặc có thể đo được trải qua bởi một vật thể do lực quán tính và chuyển đổi chuyển động cơ học thành một đầu ra điện. Nó được định nghĩa là tốc độ thay đổi vận tốc theo thời gian
Các cảm biến này hiện có mặt trong hàng triệu thiết bị, chẳng hạn như điện thoại thông minh. Sử dụng của họ liên quan đến phát hiện rung động, nghiêng và tăng tốc nói chung. Điều này là rất tốt để theo dõi hạm đội lái xe của bạn, hoặc sử dụng một pedometer thông minh. Trong một số trường hợp, nó được sử dụng như một hình thức bảo vệ chống trộm cắp, vì cảm biến có thể gửi cảnh báo thông qua hệ thống nếu một đối tượng mà nên vẫn còn văn phòng phẩm được di chuyển.
Chúng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị di động và phương tiện truyền thông, đo rung động, kiểm soát ô tô và phát hiện, phát hiện rơi tự do, máy bay và ngành hàng không, phát hiện chuyển động, học viện thể thao / giám sát hành vi vận động viên, điện tử gia dụng, công nghiệp và xây dựng, v.v …
Có nhiều loại cảm biến gia tốc khác nhau và tiếp theo là vài loại được sử dụng chủ yếu trong các dự án IoT:
Cảm biến gia tốc hiệu ứng Hall: Gia tốc hiệu ứng Hall đang sử dụng nguyên lý Hall để đo gia tốc, nó đo các biến thể điện áp gây ra bởi những thay đổi trong từ trường xung quanh chúng.
Cảm biến gia tốc điện dung: Gia tốc điện dung cảm biến điện áp đầu ra phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai bề mặt phẳng. Gia tốc điện dung cũng ít bị nhiễu và biến đổi với nhiệt độ.
Cảm biến gia tốc áp điện: Nguyên lý cảm ứng áp điện đang hoạt động trên hiệu ứng áp điện. Các máy đo gia tốc dựa trên Piezo được sử dụng tốt nhất để đo rung, sốc và áp suất.
Mỗi công nghệ cảm ứng gia tốc có những ưu điểm và thỏa hiệp riêng. Trước khi lựa chọn, điều quan trọng là phải hiểu sự khác biệt cơ bản của các loại khác nhau và các yêu cầu kiểm tra.
Cảm biến con quay hồi chuyển
Một cảm biến hoặc thiết bị được sử dụng để đo tốc độ góc hoặc vận tốc góc được gọi là cảm biến Gyro, vận tốc góc đơn giản được xác định là phép đo tốc độ quay xung quanh trục. Nó là một thiết bị được sử dụng chủ yếu để điều hướng và đo vận tốc góc và quay theo hướng 3 trục. Ứng dụng quan trọng nhất là theo dõi hướng của vật thể.
Ứng dụng chính của họ là hệ thống định vị xe hơi, bộ điều khiển trò chơi, thiết bị di động và camera, điện tử gia dụng, điều khiển robot, điều khiển trực thăng Drone & RC hoặc điều khiển UAV, điều khiển xe / ADAS và nhiều tính năng khác.
Có nhiều loại cảm biến con quay hồi chuyển khác nhau được lựa chọn theo cơ chế làm việc, loại đầu ra, công suất, dải cảm biến và điều kiện môi trường.
Rotary (cổ điển) con quay hồi chuyển
Rung động cấu trúc con quay hồi chuyển
Con quay hồi chuyển quang học
MEMS (hệ thống cơ điện vi mô) Con quay hồi chuyển
Những cảm biến này luôn được kết hợp với gia tốc kế. Việc sử dụng hai cảm biến này đơn giản cung cấp thêm phản hồi cho hệ thống. Với các cảm biến con quay được cài đặt, nhiều thiết bị có thể giúp các vận động viên cải thiện hiệu quả của các chuyển động của họ, khi họ có quyền truy cập vào phong trào vận động viên trong các hoạt động thể thao.
Tuy nhiên, đây chỉ là một ví dụ về ứng dụng của nó, vì vai trò của cảm biến này là phát hiện xoay hoặc xoắn, ứng dụng của nó là rất quan trọng để tự động hóa một số quy trình sản xuất.
Cảm biến độ ẩm
Độ ẩm được định nghĩa là lượng hơi nước trong khí quyển hoặc các loại khí khác. Các thuật ngữ thông dụng nhất là “Độ ẩm tương đối (RH)
Những cảm biến này thường tuân theo việc sử dụng cảm biến nhiệt độ, vì nhiều quy trình sản xuất yêu cầu điều kiện làm việc hoàn hảo. Thông qua đo độ ẩm, bạn có thể đảm bảo rằng toàn bộ quá trình chạy trơn tru, và khi có bất kỳ thay đổi đột ngột, hành động có thể được thực hiện ngay lập tức, vì cảm biến phát hiện sự thay đổi gần như ngay lập tức. Ứng dụng và sử dụng của chúng có thể được tìm thấy trong lĩnh vực công nghiệp và dân cư để sưởi ấm, thông gió và điều khiển hệ thống điều hòa không khí. Họ cũng có thể được tìm thấy trong ô tô, bảo tàng, không gian công nghiệp và nhà kính, trạm khí tượng, sơn và các ngành công nghiệp sơn, bệnh viện và các ngành công nghiệp dược phẩm để bảo vệ thuốc.
Cảm biến quang học
Một cảm biến đo lượng vật chất của các tia sáng và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện có thể dễ đọc bởi người dùng hoặc một thiết bị / thiết bị điện tử được gọi là cảm biến quang học. Cảm biến quang học được yêu thích bởi các chuyên gia IoT, vì chúng thực tế để đo lường những thứ khác nhau cùng một lúc. Công nghệ đằng sau cảm biến này cho phép nó theo dõi năng lượng điện từ, bao gồm điện, ánh sáng và vân vân.
Do thực tế này, các cảm biến này đã được sử dụng trong y tế, giám sát môi trường, năng lượng, hàng không vũ trụ và nhiều ngành công nghiệp khác. Với sự hiện diện của các công ty dầu mỏ, các công ty dược phẩm và các công ty khai thác đang ở một vị trí tốt hơn để theo dõi những thay đổi môi trường trong khi vẫn giữ an toàn cho nhân viên của họ.
Sử dụng chính của chúng có thể được tìm thấy trong phát hiện ánh sáng xung quanh, thiết bị chuyển mạch quang kỹ thuật số, truyền thông sợi quang, do cách ly điện tốt nhất cho các ứng dụng dầu khí, dân dụng và giao thông, hệ thống mạng tốc độ cao, điều khiển cửa thang máy, bộ phận lắp ráp đường dây và hệ thống an toàn.
Tiếp theo là loại cảm biến quang học chính:
Photodetector: Nó sử dụng vật liệu bán dẫn nhạy cảm ánh sáng như photocell, photodiodes hoặc phototransistors để làm việc như photodetector
Sợi quang học: sợi quang mang không có hiện tại, do đó, miễn dịch của nó để can thiệp điện và điện từ và trong điều kiện bị hư hỏng không gây ra tia lửa hoặc gây sốc.
Pyrometer: Nó ước tính nhiệt độ của một vật bằng cách cảm nhận màu sắc của ánh sáng và các đối tượng tỏa ánh sáng theo nhiệt độ của chúng và tạo ra các màu giống nhau ở cùng một nhiệt độ.
Proximity & Infrared: Sử dụng gần ánh sáng để cảm nhận các đối tượng lân cận và Hồng ngoại được sử dụng khi ánh sáng khả kiến sẽ bất tiện.
Rõ ràng là IoT đã trở nên cực kỳ phổ biến và xu hướng hiện tại cho thấy rằng đó là tương lai. Nó chỉ đơn giản là giúp tự động hóa các quy trình khác nhau, làm cho các hệ thống này khá hữu ích cho cả người tiêu dùng và doanh nghiệp thông thường.
Chúng ta vẫn chưa thấy được tiềm năng đầy đủ của công nghệ này, vì toàn bộ nền tảng đang trở nên thông minh hơn thông qua sự hợp nhất của tất cả các cảm biến nói trên. Khi bạn xem xét thực tế rằng tất cả các dữ liệu đo được thu thập và có thể được phân tích, rõ ràng là IoT sẽ trở nên thông minh hơn trong tương lai.
Tham khảo thêm:
Các loại cảm biến thông dụng được dùng trong công nghiệp
English Edition
Industries and organizations have been using various kind of sensors for a long time but the invent of The internet of things has taken role of sensors and evolutions of sensors to a completely different level.
IoT platforms function and deliver valorous kind of intelligence and data using a variety of sensors. They serve to collect data, pushing it and sharing it with a whole network of connected devices. All this collected data makes it possible for devices to autonomously function, and the whole ecosystem is becoming “smarter” every day.
By combining a set of sensors and a communication network, devices share information with one another and are improving their effectiveness and functionality.
Take Tesla vehicles as an example. All of the sensors on a car record their perception of the surroundings, uploading the information into a massive database. The data is then processed and all the important new pieces of information are sent to all other vehicles. This is an ongoing process, through which a whole fleet of Tesla vehicles is becoming smarter every day.
Let’s take a look at some of the key sensors, extensively being used in the IoT world.
Temperature sensors
By definition, “ A device, used to measure amount of heat energy that allows to detect a physical change in temperature from a particular source and converts the data for a device or user, is known as a Temperature Sensor ”
These sensors have been deployed for a long time in a variety of devices. However, with the emergence of IoT, they have found more room to be present in an even greater number of devices.
Only a couple of years ago, their uses mostly included A/C control, refrigerators and similar devices used for environmental control. However, with the advent of the IoT world, they have found their role in manufacturing processes, agriculture and health industry. In the manufacturing process, many machines require specific environment temperature, as well as device temperature. With this kind of measurement, the manufacturing process can always remain optimal.
On the other hand, in agriculture, the temperature of soil is crucial for crop growth. This helps with the production of plants, maximizing the output.
Followed are some sub-categories of Temp Sensors:
Thermocouples: It is voltage devices that indicate temperature measuring with a change in voltage. As temperature goes up, the output voltage of the thermocouple rises.
Resistor temperature detectors (RTD): The resistance of the device is directly proportional to the temperature, increase in a positive direction when the temperature rises resistance going up.
Thermistors: It is a temperature sensitive resistor that changes its physical resistance with the change in temperature.
IC (Semiconductor): They are linear devices where the conductivity of the semiconductor increases linearly and it takes advantage of the variable resistance properties of semiconductor materials. It can provide a direct temperature reading in digital form, especially at low temperatures.
Infrared sensors: It detects temperature by intercepting a portion of emitted infrared energy of the object or substance, and sensing its intensity, can be used to measure temperature of solids and liquids only, Not possible to use it on gases because of their transparent nature.
Proximity sensor
A device that detects the presence or absence of a nearby object, or properties of that object, and converts it into signal which can be easily read by user or a simple electronic instrument without getting in contact with them
Proximity sensors are largely used in the retail industry, as they can detect motion and the correlation between the customer and product they might be interested in. A user is immediately notified of discounts and special offers of nearby products.
Another big and quite an old use-case is vehicles. You are reversing your car and are alrmed about an obstacle while taking reverse, that’s the work of proximity sensor.
They are also used for parking availability in places such as malls, stadiums or airports.
Followed are some of the Proximity Sensors sub-categories:
Inductive Sensors: Inductive proximity sensors are used for non-contact detect the presence of metallic objects using electromagnetic field or a beam of electromagnetic radiation.
It can operate at higher speeds than mechanical switches and also more reliable because of its robustness.
Capacitive Sensors: Capacitive proximity sensors can detect both metallic as well as non-metallic targets nearly all other materials has a dielectric different from air. It can be used to sense very small objects through a large portion of target So generally used in in difficult and complicated applications.
Photoelectric Sensors: Photoelectric sensor is made of light-sensitive parts and use a beam of light to detect the presence or absence of an object. Its an ideal alternative of inductive sensors when we require long sensing distances or when want to sense non-metal object.
Ultrasonic Sensors: Ultrasonic sensors are also used to detect the presence or to measure the distance of targets similar to radar or sonar. this makes a reliable solution for harsh and demanding conditions
Pressure sensor
A pressure sensor is a device that senses pressure and converts it into an electric signal. Here, the amount depends upon the level of pressure applied.
There are plenty of devices that rely on liquid or other forms of pressure. These sensors make it possible to create IoT systems that monitor systems and devices that are pressure propelled. With any deviation from standard pressure range, the device notifies the system administrator about any problems that should be fixed.
Deployment of these sensors is very useful in manufacturing, but also in the maintenance of whole water systems and heating systems, as it is easy to detect any fluctuation or drops in pressure.
Water quality sensor
Water quality sensors are used to detect the water quality and Ion monitoring primarily in water distribution systems.
Water is practically used everywhere. These sensors play an important role as they monitor the quality of water for different purposes.
They are used in a variety of industries.
Followed is a list of most common kind of water sensors in use.
Chlorine Residual Sensor: It measure chlorine residual (i.e. free chlorine, monochloramine & total chlorine) in water and most widely used disinfectant because of its efficiency and cost.
Total organic carbon Sensor: TOC sensor is used to measure organic element in water.
Turbidity Sensor: Turbidity sensors measure suspended solids in water, typically it is used in river and stream gaging, wastewater and effluent measurement.
Conductivity Sensor: Conductivity measurements are carried out in industrial processes primarily to obtain information on total ionic concentrations (i.e. dissolved compounds) in water solutions.
pH Sensor: It is used to measure the pH level in the dissolved water, which indicates how acidic or basic (alkaline) it is.
Oxygen-Reduction Potential Sensor: the ORP measurement provides insight into the level of oxidation/reduction reactions occurring in the solution.
Chemical sensor
Chemical sensors are applied in a number of different industries. Their goal is to indicate changes in liquid or air chemical changes. They play an important role in bigger cities, where it is necessary to track changes and protect the population.
Main use cases of chemical sensors can be found in Industrial environmental monitoring and process control, intentionally or accidentally released harmful chemical detection, explosive and radioactive detection, recycling processes on Space Station, pharma industries and laboratory etc.
Followed are most common kind of chemical sensors in use:
Chemical field-effect transistor
Chemiresistor
Electrochemical gas sensor
Fluorescent chloride sensors
Hydrogen sulfide sensor
Nondispersive infrared sensor
pH glass electrode
Potentiometric sensor
Zinc oxide nanorod sensor
Gas sensor
Gas sensors are similar to the chemical ones, but are specifically used to monitor changes of the air quality and detect the presence of various gases. Like chemical sensors, they are used in numerous industries such as manufacturing, agriculture and health and used for air quality monitoring, Detection of toxic or combustible gas, Hazardous gas monitoring in coal mines, Oil & Gas industries, chemical Laboratory research, Manufacturing – paints, plastics, rubber, pharmaceutical & petrochemical etc.
Followed are some common Gas sensors:
Carbon dioxide sensor
Breathalyzer
Carbon monoxide detector
Catalytic bead sensor
Hydrogen sensor
Air pollution sensor
Nitrogen oxide sensor
Oxygen sensor
Ozone monitor
Electrochemical gas sensor
Gas detector
Hygrometer
Smoke sensor
A smoke sensor is a device that senses smoke (airborne particulates & gases ) and it’s level.
They have been in use for a long period of time. However, with the development of IoT, they are now even more effective, as they are plugged into a system that immediately notifies the user about any problem that occurs in different industries.
Smoke sensors are extensively used by manufacturing industry, HVAC, buildings and accommodation infra to detect fire and gas incidences. This serves to protect people working in dangerous environments, as the whole system is much more effective in comparison to the older ones.
Common Type of Smoke Sensors
Smoke sensors detect the presence of Smoke, Gases and Flame surrounding their field. It can be detected either optically or by the physical process either use both methods.
Optical smoke Sensor (Photoelectric): Optical smoke sensor used the light scatter principle trigger to occupants.
Ionization smoke Sensor: Ionization smoke sensor work on the principle of ionization, kind of chemistry to detect molecules causing a trigger alarm.
IR sensors
An infrared sensor is a sensor which is used to sense certain characteristics of its surroundings by either emitting or detecting infrared radiation. It is also capable of measuring the heat being emitted by object
They are now used in a variety of IoT projects, especially in Healthcare as they make monitoring of blood flow and blood pressure simple. They are even used in a wide array of regular smart devices such as smartwatches and smartphones as well. Other common use includes Home appliances & remote control, Breath analysis, Infrared vision (i.e. visualize heat leaks in electronics, monitor blood flow, art historians to see under layers of paint), wearable electronics, optical communication, non-contact based temperature measurements, Automotive blind-angle detection.
Their usage does not end there, they are also a great tool for ensuring high-level security in your home. Also, their application includes environment checks, as they can detect a variety of chemicals and heat leaks. They are going to play an important role in the smart home industry, as they have a wide-range of applications.
Level sensors
A sensor which is used to determining the level or amount of fluids, liquids or other substances that flow in an open or closed system is called Level sensor
Like IR sensors, level sensors are present in a wide array of industries. They are primarily known for measuring fuel levels, but they are also used in businesses that work with liquid materials. For example, the recycling industry, as well as the juice and alcohol industry rely on these sensors to measure the number of liquid assets in their possession.
Best use cases of level sensor is, Fuel gauging & liquid levels in open or closed containers, Sea level monitoring & Tsunami warning, water reservoirs, Medical equipment, compressors, hydraulic reservoirs, machine tools, Beverage and pharmaceutical processing, High or low-level detection etc.
This helps better streamline their businesses, as sensors collect all the important data at all times. With the use of these sensors, any product manager can precisely see how much liquid is ready to be distributed and whether the manufacturing should be stepped up.
There are two basic level measurement types:
Point level sensors: Point level sensors usually detect the particular specific level and respond to the user if the sensing object is above or below that level. It is integrated into single device to get an alarm or trigger
Continuous level Sensor: Continuous level sensors measure liquid or dry material levels within a specified range and provide outputs which continuously indicate the level. The best example of it is fuel level display in the vehicle.
Image sensors
Image sensors is instruments which is used to convert optical images into electronic signals for display or storage files electronically
The major use of image sensor in Digital camera & modules, medical imaging and night vision equipment,thermal imaging devices, radar, sonar, media house, Biometric & IRIS devices.
Two main types of sensors are used in: CCD (charge-coupled device) and CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) imagers. Although each type of sensor uses different technology to capture images,
Both CCD and CMOS imagers use metal-oxide semiconductors, having the same degree of sensitivity to light, and no inherent quality difference
An average consumer would think that this is a regular camera, but even though this is not far from the truth, image sensors are connected with a wide range of different devices, making their functionality much better.
One of the best-known uses includes the car industry, in which imagery plays a very important role. With these sensors, the system can recognize signs, obstacles and many other things that a driver would generally notice on the road. They play a very important role in IoT industry, as they directly affect the progress of driverless cars.
They are also implemented in improved security systems, where images help capture details about the perpetrator.
In the retail industry, these sensors serve to collect data about customers, helping businesses get a better insight into who is actually visiting their store, race, gender, age are only some of the useful parameters that retail owners get by using these IoT sensors.
Motion detection sensors
A motion detector is an electronic device which is used to detect the physical movement(motion) in a given area and it transforms motion into an electric signal ; motion of any object or motion of human beings
Motion detection plays an important role in the security industry. Businesses utilize these sensors in areas where no movement should be detected at all times, and it is easy to notice anybody’s presence with these sensors installed. These are primarily used for ntrusion detection systems, Automatics door control, Boom Barrier, Smart Camera (i.e motion based capture/video recording),Toll plaza, Automatic parking systems, Automated sinks/toilet flusher,Hand dryers,energy management systems(i.e. Automated lighting, AC, Fan, Appliances control) etc.
On the other hand, these sensors can also decipher different types of movements, making them useful in some industries where a customer can communicate with the system by waving a hand or by performing a similar action. For example, someone can wave to a sensor in the retail store to request assistance with making the right purchase decision.
Even though their primary use is correlated with the security industry, as the technology advances, the number of possible applications of these sensors is only going to grow.
Followed are key motion sensor types widely used:
Passive Infrared (PIR): It Detects body heat (infrared energy) and the most widely used motion sensor in home security systems.
Ultrasonic: Sends out pulses of ultrasonic waves and measures the reflection off a moving object By tracking the speed of sound waves.
Microwave: Sends out radio wave pulses and measures the reflection off a moving object. They cover a larger area than infrared & ultrasonic sensors, but they are vulnerable to electrical interference and more expensive.
Accelerometer sensors
Accelerometer is a transducer that is used to measure the physical or measurable acceleration experienced by an object due to inertial forces and converts the mechanical motion into an electrical output. It is defined as rate of change of velocity with respect to time
These sensors are now present in millions of devices, such a smartphones. Their uses involve detection of vibrations, tilting and acceleration in general. This is great for monitoring your driving fleet, or using a smart pedometer. In some instances, it is used as a form of anti-theft protection, as the sensor can send an alert through the system if an object that should remain stationary is moved.
They are widely used in cellular & media devices, vibration measurement, Automotive control and detection, free fall detection, aircraft and aviation industries, movement detection, sports academy/athletes behavior monitoring, consumer electronics, industrial & construction sites etc.
There are various kind of accelerometers and followed are few mainly used in IoT projects:
Hall-effect accelerometers: Hall-effect accelerometers are using Hall principle to measure the acceleration, it measured the voltage variations caused by changes in a magnetic field around them.
Capacitive accelerometers: Capacitive accelerometers sensing output voltage dependents on the distance between two planar surfaces. Capacitive accelerometers are also less prone to noise and variation with temperature.
Piezoelectric accelerometers: Piezoelectric sensing principle is working on the piezoelectric effect. Piezo-film based accelerometers are best used to measure vibration, shock, and pressure.
Each accelerometer sensing technology has its own advantages and compromises. Before selecting, it’s important to understand the basic differences of the various types and the test requirements.
Gyroscope sensors
A sensor or device which is used to measure the angular rate or angular velocity is known as Gyro sensors, Angular velocity is simply defined as a measurement of speed of rotation around an axis. It’s is a device used primarily for navigation and measurement of angular and rotational velocity in 3-axis directions.The most important application is monitoring the orientation of an object.
Their main applications are in Car navigation systems, Game controllers,Cellular & camera devices, consumer electronics, Robotics control, Drone & RC control helicopter or UAV control, Vehicle control/ADAS and many more.
There are several different kinds of gyro sensors which is select by working mechanism, output type, power, sensing range and environmental conditions.
Rotary (classical) gyroscopes
Vibrating Structure Gyroscope
Optical Gyroscopes
MEMS(micro-electro-mechanical systems) Gyroscopes
These sensors are always combined with accelerometers. The use of these two sensors simply provides more feedback to the system. WIth gyroscopic sensors installed, many devices can help athletes improve the efficiency of their movements, as they gain access to the athletes movement during sports activities.
This is only one example of its application, however, as the role of this sensor is to detect rotation or twist, its application is crucial for the automation of some manufacturing processes.
Humidity sensors
Humidity is defined as the amount of water vapour in an atmosphere of air or other gases. The most commonly used terms are “Relative Humidity (RH)
These sensors usually follow the use of temperature sensors, as many manufacturing processes require perfect working conditions. Through measuring humidity, you can ensure that the whole process runs smoothly, and when there is any sudden change, action can be taken immediately, as sensors detect the change almost instantaneously. Their applications and use can be found in Industrial & residential domain for heating, ventilating, and air conditioning systems control. They can also be found in Automotive, museums, industrial spaces and greenhouses , meteorology stations,Paint and coatings industries, hospitals & pharma industries to protect medicines.
Optical sensors
A sensor which measures the physical quantity of light rays and convert it into electrical signal which can be easily readable by user or an electronic instrument/device is called optical sensor. Optical sensors are loved by IoT experts, as they are practical for measuring different things simultaneously. The technology behind this sensor allows it to monitor electromagnetic energy, which includes, electricity, light and so on.
Due to this fact, these sensors have found use in healthcare, environment monitoring, energy, aerospace and many more industries. With their presence oil companies, pharmaceutical companies and mining companies are in a much better position to track environmental changes while keeping their employees safe.T
Their main use can be found in Ambient light detection, digital optical switches, optical fibres communications,due to Electrical isolation best suited for oil and gas applications, civil and transportation fields, High speed network systems, elevator door control, assembly line part counters and safety systems.
Followed are key type of optical sensors:
Photodetector: It uses light sensitive semiconductor materials like photocells,photodiodes or phototransistors to work as photodetector
Fiber Optics: fibers optics carry no current, So its immune to electrical & electromagnetics interference and in damaged conditions no sparking or shock hazard.
Pyrometer: It estimates the temperature of an object by sensing the color of the light and Objects radiate light according to their temperature and produce same colors at same temperatures.
Proximity & Infrared: Proximity use light to sense objects nearby and Infrared are used where visible light would be inconvenient.
It is clear that IoT has become incredibly popular, and current trends show that it is the future. It simply helps with automation of various processes, making these systems quite useful for both regular consumers and businesses.
We are yet to see the full potential this technology carries, as the whole platform is becoming smarter through the fusion of all the abovementioned sensors. When you consider the fact that all of the measured data is collected and can be analyzed, it is obvious that IoT is going to become even smarter in the future.
