วันจันทร์ที่ 9 มีนาคม พ.ศ. 2558

เซนเซอร์และทรานสดิวเซอร์ Type

เซ็นเซอร์ และ ทรานสดิวเซอร์ เหมือนหรือแตกต่าง??

"เซนเซอร์ และ ทรานสดิวเซอร์"  เรามักได้ยินสองคำนี้บ่อยๆ หลายคนอาจจะสงสัยว่าสองคำนี้ เหมือนกันหรือว่าแตกต่างกัน แล้วอุปกรณ์อย่างไหนที่เรียกว่า เซนเซอร์ และอุปกรณ์ตัวไหนบ้างที่เรียก ทรานสดิวเซอร์

เซนเซอร์ คือ อุปกรณ์ตรวจจับหรือรับรู้ การเปลี่ยนแปลงปริมาณทางกายภาพของตัวแปรต่างๆ เช่น ความร้อน แสง เสียง ระยะทาง การเคลื่อนที่ ความดัน การไหล เป็นต้น ตัวอย่างของเซนเซอร์ ที่ใช้ในทางอุตสาหกรรม เช่้น Limit Switch, Photo Electric Sensor และ Proximity Sensors เป็นต้น

ทรานสดิวเซอร์ คือ  อุปกรณ์ที่ใช่สำหรับแปลงพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่้ง โดยส่วนใหญ่แล้ว ทรานสดิวเซอร์จะแปลงพลังงานที่อยู่ในรูปแบบต่างๆ ใ้ห้เป็นพลังงานไฟฟ้า หากกล่้าวถึงอุปกรณ์ทรานสดิวเซอร์ิิแล้วมักจะครอบคลุมไปถึงอุปกรณ์เซนเซอร์ ด้วย อาจจะกล่าวได้ว่า "ทราสดิวเซอร์ก็คือเซนเซอร์ แต่เซนเซอร์ไม่ใช่ทรานสดิวเซอร์" 

ผศ.ดร. เผด็จเผ่าละออ วิชา Sensors and Transducers I

จาก คำกล่าวนี้เราอาจจะพอมองภาพออกพอสมควร ว่าอุปกรณ์ใดบ้างที่ทำหน้าที่เป็นเซนเซอร์ และอุปกรณ์ใดบ้างทีทำหน้าที่เป็นทรานสดิวเซอร์ ซึ่งอุปกรณ์ที่มีใช้โดยทั่วไปอาจจะประกอบด้วยทราสดิวเซอร์มากกว่า 1 ตัวก็ได้ อุปกรณ์บางตัว สามารถวัดค่้าได้มากกว่า 1 แบบ ซึ่งแน่นอนว่าต้องประกอบด้วยเซนเซอร์มากกว่า 1ชนิดแน่นอน 


การติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับต่างๆ ขึ้นอยู่กับ ลักษณะการใช้งาน และความสนใจในข้อมูลทางวิทยาศาตร์ ในการสำรวจพื้นผิวดาวเคราะห์ของหุ่นยนต์สำรวจ อาจติดตั้งเซ็นเซอร์ มากกว่า 100 รูปแบบ เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลต่างๆ ให้ได้มากที่สุด และนี่คือ เซ็นเซอร์แบบต่างๆ ที่ง่ายและพื้นฐาน ที่สุด

เซนเซอร์แสง
เซน เซอร์แสงจะทำหน้าที่เปลี่ยนแบบต่าง ๆ ให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้า ทำหน้าที่เป็นตาของหุ่นยนต์ โดยอุปกรณ์เซนเซอร์แสงที่นิยมใช้ในหุ่นยนต์ได้แก่

LDR
แอล ดีอาร์ (LDR) ย่อมาจาก Light Dependent Resistor ทำหน้าที่เปลี่ยนระดับความเข้มแสงให้กลายเป็นค่าความต้านทานทางไฟฟ้าโดยถ้า มีแสงตกกระทบมากแอลดีอาร์จะมีค่าความต้านทานน้อย

โมดูลตรวจวัดระยะทางด้วยแสงอินฟราเรด

คุณสมบัติ

เป็นโมดูลตรวจจับระยะทางแบบอินฟราเรด ที่สามารถวัดระยะทาง

โฟโต้ทรานซิสเตอร์
Photo Transistor มีหลักการทำงานคือ เมื่อแสงมากระทบจนมีค่าถึงระดับหนึ่งจึงจะทำงาน ซึ่งกระแสไฟฟ้าจะไหลเพียงทางเดียวนิยมใช้วัดแสงที่มีความเข้าไม่แตกต่างกัน มากนัก และยังสามารถรับแสงที่ตาเปล่ามองไม่เห็น

โฟโต้ไดโอด
Photo Diode มีหลักการทำงานเหมือนโฟโต้ทรานซิสเตอร์ แต่จะนำกระแสได้น้อยกว่า

เซนเซอร์เสียง
เซน เซอร์ทำหน้าที่เปลี่ยนความถี่เสียงให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้า ทำหน้าที่คล้ายเป็นหูของหุ่นยนต์ โดยอุปกรณ์เซนเซอร์เสียงที่นิยมใช้ในหุ่นยนต์ได้แก่

คอนเดนเซอร์ ไมโครโฟน
Condenser Microphone ทำหน้าที่เปลี่ยนระดับของเสียงให้กลายเป็นระดับแรงดันไฟฟ้า ซึ่งมีขนาดเล็กและความไวสูง

อัลตราโซนิคเซนเซอร์
Ultrasonic Sensor ทำหน้าที่คล้ายกับไมโครโฟน แต่จะรับเฉพาะความถี่ที่สูงประมาณ 38-40 กิโลเฮิทซ์ ซึ่งสูงกว่าที่หูมนุษย์จะได้ยิน มักนำไปใช้ในการวัดระยะทาง

เซนเซอร์สัมผัส
เซนเซอร์สัมผัสเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ เปลี่ยนการสัมผัส ให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นผิวหนังรับความรู้สึกของหุ่นยนต์ โดยอุปกรณ์เซนเซอร์สัมผัสที่นิยมใช้ในหุ่นยนต์ ได้แก่

สวิทช์แบบกลไก
Mechanical Switch เป็นอุปกรณ์แบบกลไก ที่ทำหน้าที่รับแรงกดโดยที่หน้าสัมผัสของสวิทช์จะเกิดการนำกระแสไฟฟ้า ซึ่งเราสามารถนำไปตัดต่อให้เกิดสัญญาณทางไฟฟ้าได้

รีดสวิทช์
Reed Switch ทำหน้าที่เหมือนกับสวิทช์ แต่ไม่ได้ตรวจจับการกดแต่จะตรวจจับแรงแม่เหล็กแทนการกด ซึ่งจะทำให้ไม่เกิดการกระแทก นิยมนำไปติดประตู และหน้าต่าง ป้องกันขโมยเปิ ดประตู-หน้าต่าง

สวิทช์ปรอท
ทำหน้าที่เหมือนกับสวิทช์ เมื่อโลหะปรอทภายในไหล มาสัมผัสโลหะตัวนำทั้ง 2 แผ่น นิยมใช้ในการตรวจจับ การเอียง

เซนเซอร์อุณหภูมิ
เซนเซอร์อุณหภูมิ (Temperature Sensor) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนระดับอุณหภูมิ เช่น ร้อน-เย็น เป็นระดับแรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นส่วนรับความรู้สึกของหุ่นยนต์

เทอมิสเตอร์
Thermister เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนอุณหภูมิให้กลายเป็นระดับความต้านทาน ซึ่งมีอยู่ 2 แบบ คือ เอ็นทีซี และ พีทีซี



Thermister เป็น อุปกรณ์ตัวจับความร้อนที่ใช้สำหรับป้องกันอุณหภูมิที่สูงเกินกว่าค่าที่ กำหนดไว้ที่ตัวเซนเซอร์ จะทำงานร่วมกับรีเลย์ ตัวมันเองมีขนาดเล็ก และเป็นตัวตรวจจับความร้อนที่นิยมใช้มากที่สุด

Thermister ผลิตจากการโด๊ปสารเซมิคอนดักเตอร์ประเภทหนึ่ง ทำให้มีคุณสมบัติมีค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ
Thermister มีอยู่สองประเภทคือ NTC และ PTC ชนิดที่ใช้ในวงการมอเตอร์ คือ ชนิด PTC โดย มีหลักการทำงานคือค่าความต้านทานของตัวมันจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิที่เพิ่ม ขึ้น แต่การเพิ่มขึ้นของค่าความต้านทาน จะไม่เป็นเส้นตรง และมีการลดลงในบางช่วงซึ่งเป็นช่วงที่ไม่อยู่ในจุดที่ใช้งาน ยกตัวอย่างเช่น Thermister PTC 150  ถ้าเราให้ความร้อนที่ตัวเซนเซอร์ในช่วงแรกค่าความต้านทานของมันจะลดลงเล็ก น้อย ปกติค่าความต้านทานจะอยู่ประมาณ 50 โอห์มที่ 30 องศา แต่เมื่ออุณหภูมิที่ตัวเซนเซอร์ตรวจจับได้มีอุณหภูมิประมาณ 130 องศาค่าความต้านทานของมันจะเพิ่มสูงขึ้นและจะสูงขึ้นเกือบเป็นเส้นตรงเมื่อ มีอุณหภูมิที่ตัวจับได้ 145 องศา

Thermister จะถูกนำไปต่อเข้ากับ Thermister Relay ที่มีหน้าที่คอยตรวจจับค่าความต้านทานของ Thermister ว่ามีความต้านทานตามที่กำหนดไว้หรือยัง ซึ่งปกติจะอยู่ประมาณ 2700 -3500 โอห์ม นั่นก็หมายความว่า Thermister  PTC 150 ที่อุณหภูมิ 150 องศา ตัวมันเองจะมีค่าความต้านทานที่เกินกว่าค่า 2700-3500 โอห์ม นั่นก็หมายความว่าเมื่ออุณหภูมิสูงถึง 150 องศาค่าความต้านทานของ Thermister จะเป็นตัวสั่งให้ Thermister Relay ทริปวงจรออก

ส่วน เทอร์มิสเตอร์ประเภท NTC จะมีคุณสมบัติตรงข้ามกับแบบ PTC และ ให้อัตราการเปลี่ยนแปลงด้านความต้านทานต่ออุณหภูมิที่ค่อนข้างเกือบคงที่ กว่า แต่มักจะถูกใช้ในตัวเซ็นเซอร์ประเภทเครื่องมือวัดอุณหภูมิประเภทมือถือเสีย เป็นส่วนใหญ่

ไบเมทอลลิค หรือ เทอร์โมสตัท ( Bimetallic / Thermostat )
เป็นอุปกรณ์ตัวจับความร้อนที่ใช้สำหรับป้องกันอุณหภูมิที่สูงเกินกว่าค่าที่กำหนดไว้ที่ตัวเซนเซอร์

Bimetallic ทำ งานเหมือนเทอร์โมสตัทของเตารีด จะถูกติดตั้งไว้ที่ขดลวดบริเวณปลายคอยล์เนื่องจากมีขนาดค่อนข้างใหญ่ เพราะตัวมันเองจะมีหน้าสัมผัสอยู่แล้ว การใช้งานจะนำไปต่อเข้ากับชุดคอนโทรลโดยตรง

อาร์ทีดี ( RTD )
มี หลายประเภท ประเภทที่นิยม คือ PT100 โดยที่ PT100 มีความหมายว่า ที่อุณหภูมิ 0 องศาตัว PT100 จะมีค่าความต้านทาน 100 โอห์ม RTD ต้องใช้ร่วมกับรีเลย์เช่นกัน สามารถเซ็ทได้เป็นทั้งชุดป้องกันอุณหภูมิสูง หรือใช้วัดค่าอุณหภูมิได้เลย
ข้อเสียมีราคาค่อนข้างแพง

เทอร์โมคัปเปิ้ล ( Thermocouple )

เทมเพอเรเจอร์เซนเซอร์โมดูล
Temperature Sensor Module เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนระดับอุณหภูมิเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่มีความ เที่ยงตรงสูง เช่น IC อุณหภูมิ เซนเซอร์แบบนี้จะให้ความเที่ยงตรงของค่าที่อ่านจากจากเทอมิสเตอร์ ไอซีตระกูล 335 เช่น LM135/LM235/LM335 มีความไวทางด้านเอาต์พุตเป็น 10 mV/° K ,ไอซีตระกูล 34 เช่น เบอร์ LM34 จากบริษัท National Semiconductor

DS1820

Thermometer DS1621

เซ็นเซอร์สนามแม่เหล็ก
 UGN3503
 
 อซีตรวจจับฮอลเอฟเฟ็ก (hall effect) -ตรวจจับสนามแม่เหล็กที่มีความไวถึง 23 KHz - ความไวในการทำงาน 1.30mV/G ที่ไฟเลี้ยง 5V

เซนเซอร์แก๊ส
ซนเซอร์แก๊ส (Gas Sensor) ทำหน้าที่คล้ายจมูกของหุ่นยนต์ที่แยกความหนาแน่นของแก๊สที่อยู่ในอากาศ โดยโครงสร้างภายในจะมีลักษณะพิเศษที่สามารถเปลี่ยนความหนาแน่นของแก๊สเป็น สัญญาณไฟฟ้าได้
 
แผงวงจรวัดอุณหภูมิแบบไม่ต้องสัมผัส
ใช้ประยุกต์ในการตรวจจับได้หลากหลายเช่นทำระบบกันขโมย หรือใช้ติดตั้งกับหุ่นยนต์เพื่อตรวจวัดอุณหภูมิและเปลวไฟ

 
โมดูลตรวจจับความเคลื่อนไหว


คุณสมบัติ

    * ระยะการตรวจจับสูงสุด 20 ฟุต
    * เมื่อตรวจพบความเคลื่อนไหวจะให้ผลการทำงานเป็นสัญญาณลอจิก “1”
    * ใช้เวลาในการปรับตัวเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงช่วง 10 ถึง 60 วินาที
แผงวงจรตรวจจับความเอียง



คุณสมบัติ

    * ใช้ตัวตรวจจับความเอียงเบอร์ GP1S036HEZ จาก Sharp Microelectronics
    * ให้ผลการทำงานเป็นลอจิก 2 บิต เพื่อบอกมุมที่เอียงไป 4 ช่วงคือ
      90 องศา (ทำงานตั้งแต่ 60 ถึง 90 องศา)
      180 องศา (ทำงานตั้งแต่ 150 ถึง 180 องศา)
      270 องศา (ทำงานตั้งแต่ 240 ถึง 270 องศา)
      0 องศา (ทำงานตั้งแต่ 330 ถึง 0 องศา)
เข็มทิศแบบดิจิตอล

 โมดูลเข็มทิศแบบดิจิตอล เป็นเข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อใช้ระบุตำแหน่งทิศทางได้อย่างถูกต้องแม่นยำ เหมาะอย่างยิงกับการประยุกต์ใช้งานกับหุนยนต์ หรืออุปกรณ์ควบคุมต่างๆ ที่ต้องมีการเคลื่อนท


วัดความชื้นและอุณหภูมิ SHT-11


เดบิต http://www.basiclite.com/web/index.php?topic=125.0
http://www.sensorthailand.com/sensor-.html