Vooruitgang in de mogelijkheden van elektronische sensoren heeft geleid tot voortdurende verbeteringen in de functies, besturing en verfijning van talloze producten en systemen, van auto's en luchtvaartplatforms tot HVAC-systemen en industriële procesbesturingsapparatuur. De ontwikkeling van zogenaamde “slimme” sensoren betekent een nog grotere integratie van sensortechnologie in ons dagelijks leven.

Wat zijn slimme sensoren? 

Laten we beginnen met gewone sensoren. Een eenvoudige elektronische sensor is een apparaat dat een fysieke parameter detecteert en omzet in een elektrisch signaal. Deze parameters kunnen temperatuur, druk, vochtigheid, nabijheid, versnelling en meer omvatten. Het elektrische signaal kan vervolgens door een extern circuit worden omgezet in een digitale of analoge uitlezing voor analyse of actie, of om een alarm te activeren wanneer een parameter wordt bereikt of overschreden. Een basissensor produceert echter een signaal, maar geen reactie. 

Een “slimme” sensor is, zoals de naam al doet vermoeden, een sensor gekoppeld aan een ingebouwde processor. Deze ontvangt parameterinvoer uit de omgeving die wordt gemonitord en leidt die invoer naar de microprocessor. De processor analyseert de gegevens en stuurt externe functies aan op basis van voorgedefinieerde algoritmen om te reageren op de gemonitorde parameter.  

Een slimme sensor, gecombineerd met geavanceerde connectiviteit (Bluetooth, WiFi, enz.), kan detecteren, meten, analyseren en verbinding maken met externe systemen zoals motoren of actuatoren om te reageren op de informatie die deze uit de omgeving ontvangt. Kortom, een slimme sensor initieert een voorgedefinieerde actie wanneer deze een geschikte invoer waarneemt.

Hoe werken slimme sensoren?

De basis van een slimme sensor is het detectie-element voor de fysieke grootheid die wordt gemonitord. Bij een temperatuursensor bijvoorbeeld verandert de spanning over de diodeaansluitingen door temperatuurschommelingen. Een eenvoudige druksensor gebruikt een buigbaar membraan om een variabele condensator te simuleren en verandering te meten. En een nabijheidssensor meet de verandering in het retoursignaal van een elektromagnetisch veld of bundel vanuit een gemonitord gebied. In elk geval produceert een fysieke verandering een elektrisch signaal dat kan worden afgelezen als een gedefinieerde parameter.  

Een slimme sensor gebruikt, zoals we al hebben opgemerkt, ook een ingebouwde processor om dit signaal in real time te analyseren en voorgedefinieerde stappen te nemen om het te wijzigen of te besturen, en communiceert deze informatie naar externe besturingssystemen via een draadloos communicatiecircuit. U zou een discrete oplossing kunnen bouwen met sensor-, processor- en communicatiecomponenten. Op silicium gebaseerde sensoren integreren echter detectie, verwerking en communicatie op dezelfde chip en bieden ook de voordelen van laag energieverbruik en miniaturisatie.

Veel slimme sensoren bevatten ook zelfcalibratie- en zelfdiagnosefuncties, waardoor ze storingen of situaties buiten de specificatie kunnen detecteren en rapporteren die kunnen leiden tot uitvaltijd of onverwacht onderhoud. Geavanceerde slimme sensoren kunnen ook circuits bevatten om marginale metingen te detecteren en te compenseren of gegevensconversie mogelijk te maken. 

Toepassingen voor slimme sensoren

Slimme sensoren zijn beschikbaar in een breed scala aan behuizingen, formaten en mogelijkheden om veel verschillende fysieke grootheden te meten en erop te reageren. Ze kunnen temperatuur, beweging, niveau, druk, vochtigheid, massa, licht, geluid, rek, wind, rook, aanwezigheid, straling, magnetisme, chemicaliën en de aanwezigheid van specifieke gassen detecteren. Dit maakt ze nuttig voor en aanpasbaar aan een breed scala aan toepassingen, waaronder, maar niet beperkt tot:

• • • Patiëntbewaking in de gezondheidszorg
    • Machinebewaking in de productie
    • HVAC-optimalisatie in kantoren
    • Detectie van ongeautoriseerde toegang bij woningen of bedrijven
    • Voertuigen met bestuurdersassistentie of zelfrijdende voertuigen op de snelweg
    • Waterkwaliteitsbeheer in gemeenten
    • Verkeersbewaking en -besturing in steden

In onze woningen bijvoorbeeld kunnen slimme sensoren een kamer of ingang controleren op temperatuurverandering, vochtindringing of onverwachte beweging, en samenwerken met andere slimme apparaten om taken te automatiseren, meldingen te versturen, of zelfs video- en audiobewaking of interventie mogelijk te maken. 

Onze goede vrienden van CircuitBread.com hebben meer dan 245 videotutorials gepubliceerd over onderwerpen zoals sensor- en besturingstoepassingen. U kunt hun content bekijken op www.circuitbread.com.  

Ontwerpoverwegingen voor slimme sensoren

Hier volgt een technischer gedeelte, maar we houden het heel kort. Voordat u een slimme sensor voor uw behoeften probeert te vinden, moet u of uw team mogelijk het volgende bepalen:

• • • De fysieke grootheid die u moet meten
    • De meetschaal die u nodig heeft
    • Resolutie of gevoeligheid
    • Analoge of digitale detectie
    • Bedrijfstemperatuur
    • Afscherming of robuustheidseisen
    • Energiebehoefte/-bron
    • Budget

Samenvatting

Slimme sensoren zijn betrouwbare, zeer nauwkeurige, real-time, robuuste en kosteneffectieve oplossingen voor veel toepassingen die bewaking en besturing van een omgeving, functie of proces vereisen. Als erkende componentdistributeur heeft Onlinecomponents.com volledige sensorproductinformatie van 141 verschillende fabrikanten. 

Slimme sensortechnologie groeit snel en verbetert de veiligheid, verhoogt de efficiëntie en verbetert productieprocessen wereldwijd. Terwijl u de fascinerende toepassingen voor slimme sensoren verkent, verwelkomen wij ook uw even intelligente vragen.