recent
أخبار ساخنة

المجسات والمشغلات Sensors & Actuators

admin
الصفحة الرئيسية

محولات الطاقة Transducer

المجسات والمشغلات Sensors & Actuators
محولات الطاقة Transducer

هي عبارة عن المجسات (الحساسات) والمشغلات Sensors and Actuators ولتوضيح اكثر لمحولات الطاقة نفترض أن لدينا مثال بسيط لدينا مكبر صوتي ماهو المدخل والمخرج له ؟

المجسات والمشغلات Sensors & Actuators
دائرة لشرح المجسات والمشغلات


المدخل يكون يكون عبارة عن موجة صوتية تاتي من صوتك أو اي مصدر أخر ولكن حتى تتعرف الدائرة على هذا الصوت لابد من وجود محول للطاقة الصوتية إلى كهربائية وهو هنا الميكروفون وهو هنا يكون (Sensor) مجس أو حساس يقوم بدور الوسيط بين البيئة والدائرة وبعد حصول الدائرة على الإشارة الكهربائية ومعالجتها يتم خروجها على هيئة موجة صوتية مرة اخرى والذي يقوم بعملية التحويل هنا يطلق عليه (Actuator) مشغل وهو هنا السماعة.

الحساسات (المجسات) Sensors


يوجد العديد من الحساسات (Sensors) أو المجسات على حسب الوظيفة المطللوبة فنجد منها من يقيس السرعة وأخرى تقيس المسافة والضوءوالحرارة او تقيس نوع معين من القوى أو يقيس المجال المغناطيسي والزاوية ..الخ مما يعيطيك معلومات عن البيئة المحيطة وماذا يحدث فيها.
هناك نوعان بصفة عامة من الحساسات Passive Sensors وهي عناصر لا تحتاج إلى تيار خارجي لتفعيل عملها ؛والنوع الاخر هو Active Sensors وهي عناصر تحتاج لتيار خارجي لتفعيل عملها .

أنواع الحساسات (المجسات)  Types of Sensors 


مجسات ذات خرج تماثلي مستمر مع الزمن Analogue Sensors
الحساسات (المجسات) Sensors
مجسات ذات خرج تماثلي مستمر مع الزمن Analogue Sensors

مثل Thermocouple وهو عبارة عن حديدتين لو هناك حرارة ينتج جهد وعن طريق دائرة يقيس الجهد الصغير جدا ويترجمه إلى جهد يعبر عن الحرارة وهي عبارة عن إشارة تماثيلية متغيرة القيمة.

حساسات (مجسات) ذات خرج رقمي متقطع مع الزمن Digital Sensors
الحساسات (المجسات) Sensors
حساسات (مجسات) ذات خرج رقمي متقطع مع الزمن Digital Sensors

وتكون الإشارة بها رقمية بقيم معينة مثل الصفر والواحد أو off و on.

حساسات (مجسات) لمعرفة زاوية دوران المحرك
الحساسات (المجسات) Sensors
حساسات (مجسات) لمعرفة زاوية دوران المحرك

ومن أشهرها المقاومة المتغيرة التى تستخدم لمعرفة زاوية دوران المحرك مثلا 60 درجة أو 50 درجة ...وهكذا ويكون ذلك عن طريق ربط المقاومة المتغيرة على محور المحرك أو الموتور وزاوية التغير يتم الحصول عليها كجهد متغير ؛والمقاومة المتغيرة رخيصة الثمن وسهلة الاستخدام ولكنها ليست الحل الأمثل حيث أن مجال حركتها محدود وتحتاج إلى احتكاك ميكانيكي ودقتها منخفضة.

Inductive Position Sensors أو Linear Variable Differential Transformer
الحساسات (المجسات) Sensors
Inductive Position Sensors أو Linear Variable Differential Transformer

يعتبر هذا المجس(حساس) مثل المحول بالضبط له ملف ابتدائي وأخر ثانوي وقلب حديدي لو تم إدخال هذا القلب يعيطي إشارة وتتغير هذه الإشارة بخروج هذا القلب.

Inductive Proximity Sensors
الحساسات (المجسات) Sensors
Inductive Proximity Sensors

وهو عبارة عن حساس (مجس) ينتج مجال مغناطيسي لو تم تقريبة من أشياء معدنية يتفاعل معها او يعيطي إشارة.

Rotary Encoders
الحساسات (المجسات) Sensors
Rotary Encoders

وهي عبارة عن  حساس (مجس) يعطينا إشارة صفر و واحد ومن خلال تحريك الموتور يعطينا الإشارة أبيض أو اسود ولو وضعنا LED في مقابلة هذا المجس عند تحريكه إما ان يسمح بمرور الضوء أو لا؛ومن خلال هذا المجس يمكن لنا معرفة مكان وسرعة الموتور والزاوية الت سار بها.

The Thermostat
الحساسات (المجسات) Sensors
The Thermostat

مثل الموجود في المكواة أو الهيتر وهو عبارة عن معدنين لو عرضتهما للحرارة بيتمددا.

The Thermistor
الحساسات (المجسات) Sensors
The Thermistor

وهو  حساس (مجس) يعطينا جهد متغير للحرارة كلما تم زيادة الحرارة يزيد الجهد.

The Light Dependent Resistor (LDR)
الحساسات (المجسات) Sensors
The Light Dependent Resistor (LDR)

وهو عبارة عن حساس (مجس) يقيس الضوء ويحوله إلى جهد.

The Photodiode
الحساسات (المجسات) Sensors
The Photodiode

هو عبار عن دايود لو تم تعريضه للضوء يمر به تيار ومن خلاله نقدر نقيس مقدار الضوء المار؛وهو عبارة عن PN junction له غلاف شفاف يوصل دائما في الانحياز عكسي ؛أما في الانحياز الامامي يعمل كدايود عادي ؛وكل leds وDiode بها تيار صغير يمر بها و من الممكن ان يعملوا كحساسات للحرارة.

Phototransistor
الحساسات (المجسات) Sensors
Phototransistor

وهو عبارة عن Photodiode ولكن مع مرحلة التكبير حتى يتم الحصول على الإشارة مكبرة.

Photovoltaic Cell
الحساسات (المجسات) Sensors
Photovoltaic Cell

عبارة عن خلية شمسية كلما زاد الضوء زاد الجهد.

Piezoelectric
الحساسات (المجسات) Sensors
Piezoelectric

وهو  حساس (مجس) بمجرد الضغط عليه نحصل على الجهد ممكن أن يستعمل في الشحن او speaker أو هزاز.

Hall effect sensor
الحساسات (المجسات) Sensors
Hall effect sensor

وهو عبارة عن قطعة صغيرة عند تقريب أو إبعاد المغناطيس منها تعطي إشارة وهي بذلك تتفاعل مع المجال المغناطيسي؛ويوجد منه نوعان النوع الأول هو A3144E Threshold Hall effect Switch الذي يعطيك إشارة ON عندما يكون قريب من مجال غناطيسي أوOFF عند إبعاده عن المجال المغناطيسي ؛أما النوع الثاني هو OH49E Linear Hall effect sensor وهذا النوع يعطيك إشارة متغيرة عند تقريب أو إبعاد مغناطيس منه.

الميكروفون Microphone
الحساسات (المجسات) Sensors
الميكروفون Microphone

وهو عبارة عن  حساس (مجس) يحول الصوت إلى إشارة كهربائية.

المشغلات Actuators


يوجد لدينا أيضا العديد من المشغلات Actuators وهي عبارة عن كيفية التحكم في البيئة المحيطة فمثلا لو أنك تريد التحكم في روبوت فإنك تريد أن تتحكم في موتور وهوالمشغل ( Actuators) الذي يساعدك في تحريك الروبوت من مكان إلى أخر؛ويمكن ان يكون الشغل عبارة عن مروحة حتى تطرد الحرارة ؛ أو أن يكون heater يزيد الحرارة ...الخ؛سوف نستعرض مع بعض أهم المشغلات المتداولة في الأسواق.

أنواع المشغلات Types of Actuators


الريليه Electromechanical relay
المشغلات Actuators
الريليه Electromechanical relay

يمكنك التعرف أكثر على الريليه من خلال الرجوع إلى المحاضرة :شرح الريليه نظري وعملي

The Solid State Relay
المشغلات Actuators
The Solid State Relay

هي عبارة عن ريليه ولكن ليس ريليه ميكانيكي فهو يحتاج فقط إلى عناصر كهربائية أو ضوئية لتشغيله.

Optocoupler
المشغلات Actuators
Optocoupler

هو عبارة عن عنصر صغير جدا له طرفان على الشمال عبارة عن LED وطرفين على اليمين عبارة عن Phototransistor؛ويستخدم Optocoupler لحماية الدائرة بعزلها ضوئيا من وصول إشارة إليها تعرضها للتلف أو خروج إشارة منها وذلك بخروج إشارة من الدائرة ليست كهربائية وإنما ضوئية حتى لا تتعرض الدائرة للتلف مثل Switch.

الملف اللولبي - Solenoid
المشغلات Actuators
الملف اللولبي - Solenoid

وهو عبارة عن جزء ميكانيكي يتم إعطائه كهرباء فيتحرك هناك نوعان منه هما Liner Solenoid و Rotary Solenoid.

المحركات Motors
المشغلات Actuators
المحركات Motors

DC Motors مثل Brushed ؛و Brushless الذي يستعمل في الطيارات بدون طيار؛و Servo الذي يستعمل في الروبوتات حيث يتحكم في الذراع الالي عن طريق إشارة تحكم PWM.

AC Motors مثل المحرك الحثي أو المحرك المتزامن

Stepper Motors وهو يستعمل في ماكينات CNC؛له أكثر من طرف من الممكن أن يكون له 4 أطراف أو 5 أطراف يتم توصيل هذه الأطراف بدائرة معينة ويتحكم ب ملفات حتى يتحرك خطوة خطوة

السماعة Speaker
المشغلات Actuators
السماعة Speaker

وهو عبارة عن مشغل صوتي ؛وال Piezoelectric من الممكن أن يشغل صوت ويكون موجود في الالعاب التى تخرج صوت.

دورة الالكترونيات العملية: المجسات والمشغلات Sensors & Actuators



للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا
google-playkhamsatmostaqltradent