Systémy IoT: Senzory a akční členy

O internetu věcí se málokdy mluví, aniž by se řeč stočila k datům a nové datové ekonomice. Inteligence a hodnota systému IoT je založena na tom, co lze z dat zjistit. Zdrojem dat internetu věcí jsou senzory.

Díky novým inovacím v oblasti materiálů a nanotechnologií se technologie senzorů vyvíjí dosud nevídaným tempem, což má za následek zvýšení přesnosti, zmenšení velikosti a nákladů a schopnost měřit nebo detekovat věci, které dříve nebyly možné. Ve skutečnosti se technologie senzorů vyvíjí tak rychle a stává se tak pokročilou, že během několika let budeme svědky nasazení bilionu nových senzorů ročně.

Vhodnější termín pro senzor je převodník. Snímač je jakékoli fyzické zařízení, které převádí jednu formu energie na jinou. V případě snímače tedy převodník převádí nějaký fyzikální jev na elektrický impuls, který lze následně interpretovat a určit jeho hodnotu. Mikrofon je snímač, který přijímá vibrační energii (zvukové vlny) a převádí ji na elektrickou energii způsobem užitečným pro ostatní komponenty v systému, aby ji mohly zpětně korelovat s původním zvukem.

Dalším typem převodníku, se kterým se setkáte v mnoha systémech internetu věcí, je aktuátor. Zjednodušeně řečeno, aktuátor pracuje v opačném směru než snímač. Přijímá elektrický vstup a mění jej na fyzickou akci. Například elektromotor, hydraulický systém a pneumatický systém jsou různé typy aktuátorů.

V typických systémech IoT může snímač shromažďovat informace a směřovat je do řídicího centra, kde je učiněno rozhodnutí a v reakci na tento snímaný vstup je zpětně odeslán odpovídající příkaz aktuátoru.

Systém IoT - Tok snímače a aktuátoru

Existuje mnoho různých typů snímačů. Snímače průtoku, snímače teploty, snímače napětí, snímače vlhkosti a seznam by mohl pokračovat. Kromě toho existuje více způsobů, jak měřit stejnou věc. Například proudění vzduchu lze měřit pomocí malé vrtulky, jakou můžete vidět na meteorologické stanici. Případně, stejně jako u vozidla měřícího průtok vzduchu motorem, se průtok vzduchu měří zahříváním malého prvku a měřením rychlosti, s jakou se prvek ochlazuje.

Různé aplikace vyžadují různé způsoby měření stejné věci.

Důležitost přesných snímačů

Představte si, že jste majitel baru a chcete měřit množství piva, které vytéká z jednoho z výčepů. Jedním ze způsobů, jak to můžete udělat, je nainstalovat snímač do potrubí, které vede ze sudu s pivem do výčepu. Tento snímač by měl v sobě nejspíše malé oběžný kolo. Když by pivo procházelo senzorem, způsobilo by to roztočení oběžného kola, podobně jako vrtule na meteorologické stanici.

Když se oběžné kolo roztočí, vyšle proud elektrických impulzů do počítače. Počítač bude impulsy interpretovat a určovat, kolik piva jím protéká. Zní to jednoduše, že?

Tady začínají být senzory zajímavé. Pokud se podíváte zpět na náš popis, zjistíte, že jsme nikdy neměřili přímo množství piva protékajícího senzorem; interpretovali jsme ho z proudu elektrických impulzů. To znamená, že musíme nejprve zjistit, jak je interpretovat. Kalibrace.

Pro kalibraci senzoru bychom museli vzít nádobu se známou nosností, například půllitrovou sklenici. Pak bychom museli tuto nádobu naplnit za různých podmínek, abychom zjistili, jak vypadá signál elektrických impulzů.

Například první nálev z nového sudu může mít tendenci mít více pěny, což by se projevilo jinak než nálev ze středu sudu, který byl celý z piva. Teprve opakovanými pokusy a velkým množstvím dat získáme jistotu, že můžeme data interpretovat a určit, kolik piva bylo nalito.

Jakmile je korelace dobře známa, lze vypracovat protokol, který vždy zajistí, že senzor snímá správně. Tomu se říká kalibrace. Renomovaní výrobci dodávají plně kalibrovaná zařízení a poskytují návod, jak provést opětovnou kalibraci pro ověření přesnosti snímače.

Přesnost snímaných dat je prvořadá, protože na základě pozdější analýzy dat budete činit kritická rozhodnutí, která budou mít malou hodnotu, pokud budou data chybná.

Přesnost snímaných dat je prvořadá, protože na základě pozdější analýzy dat budete činit kritická rozhodnutí, která budou mít malou hodnotu.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.