Sisteme IoT: Senzori și actuatori

Internetul lucrurilor este rareori discutat fără ca discuția să se îndrepte spre date și noua economie a datelor. Inteligența și valoarea unui sistem IoT se bazează pe ceea ce se poate învăța din date. Senzorii sunt sursa datelor IoT.

Drumată de noile inovații în domeniul materialelor și al nanotehnologiei, tehnologia senzorilor se dezvoltă într-un ritm nemaiîntâlnit până acum, având ca rezultat o acuratețe sporită, dimensiuni și costuri reduse și capacitatea de a măsura sau detecta lucruri care nu erau posibile anterior. De fapt, tehnologia de detecție se dezvoltă atât de rapid și devine atât de avansată încât, în câțiva ani, vom vedea un trilion de noi senzori implementați anual.

Un termen mai bun pentru un senzor este transductor. Un traductor este orice dispozitiv fizic care convertește o formă de energie în alta. Astfel, în cazul unui senzor, transductorul convertește un anumit fenomen fizic într-un impuls electric care poate fi apoi interpretat pentru a determina o citire. Un microfon este un senzor care preia energia vibrațională (unde sonore) și o convertește în energie electrică într-un mod util pentru ca alte componente din sistem să o coreleze cu sunetul original.

Un alt tip de traductor pe care îl veți întâlni în multe sisteme IoT este un actuator. În termeni simpli, un actuator funcționează în sens invers față de un senzor. Acesta preia o intrare electrică și o transformă în acțiune fizică. De exemplu, un motor electric, un sistem hidraulic și un sistem pneumatic sunt toate tipuri diferite de actuatori.

În sistemele IoT tipice, un senzor poate colecta informații și le poate direcționa către un centru de control unde se ia o decizie și o comandă corespunzătoare este trimisă înapoi către un actuator ca răspuns la acea intrare detectată.

Sistem IoT - Fluxul senzorilor și al actuatorilor

Există multe tipuri diferite de senzori. Senzori de debit, senzori de temperatură, senzori de tensiune, senzori de umiditate și lista poate continua. În plus, există mai multe moduri de a măsura același lucru. De exemplu, debitul de aer poate fi măsurat prin utilizarea unei mici elice precum cea pe care o vedeți pe o stație meteo. Alternativ, ca și în cazul unui vehicul care măsoară aerul prin motor, debitul de aer este măsurat prin încălzirea unui mic element și măsurarea vitezei cu care elementul se răcește.

Aplicații diferite necesită moduri diferite de măsurare a aceluiași lucru.

Importanța senzorilor de precizie

Imaginați-vă că sunteți proprietarul unui bar și doriți să măsurați cantitatea de bere care iese de la unul dintre robinetele dumneavoastră. Un mod în care ați putea face acest lucru este să instalați un senzor în linie cu conducta care merge de la butoiul de bere la robinet. Acest senzor ar avea, cel mai probabil, un mic rotor în interiorul său. Când berea trece prin senzor, ar face ca rotorul să se învârtă, la fel ca elicea de pe o stație meteo.

Când rotorul se învârte, acesta va trimite un flux de impulsuri electrice către un calculator. Calculatorul va interpreta impulsurile pentru a determina cât de multă bere curge prin el. Sună simplu, nu-i așa?

Acesta este momentul în care senzorii devin interesanți. Dacă vă uitați înapoi la descrierea noastră, veți vedea că nu am măsurat niciodată direct cantitatea de bere care curge prin senzor; am interpretat-o dintr-un flux de impulsuri electrice. Asta înseamnă că trebuie mai întâi să ne dăm seama cum să o interpretăm. Calibrare.

Pentru a calibra senzorul, ar trebui să luăm un recipient cu o capacitate de transport cunoscută, să zicem, un pahar de o halbă. Apoi ar trebui să umplem acel recipient într-o varietate de condiții pentru a determina cum arată semnalul impulsului electric.

De exemplu, prima turnare dintr-un butoi nou ar putea avea tendința de a avea mai multă spumă, care ar fi citită diferit față de o turnare din mijlocul butoiului care era numai bere. Doar prin încercări repetate și o mulțime de date obținem încrederea că putem interpreta datele și că putem determina câtă bere a fost turnată.

După ce corelația este bine cunoscută, se poate dezvolta un protocol pentru a ne asigura întotdeauna că senzorul citește corect. Acest lucru se numește calibrare. Producătorii de renume vor livra dispozitive complet calibrate și vor oferi instrucțiuni privind modul de recalibrare pentru a verifica acuratețea senzorului.

Acuratețea datelor detectate este extrem de importantă, deoarece veți lua decizii esențiale pentru misiune pe baza analizei ulterioare a datelor, care vor avea puțină valoare dacă datele sunt greșite.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.