アプリケーションを備えたアナログおよびデジタルセンサーの種類

私たちは、化学、圧力、温度、位置、力、近接、熱、存在、流れ、光学に分類されるいくつかの電気および電子アプリケーションで、さまざまなタイプのセンサーを頻繁に使用します、自動車、音、速度、磁気、電気、熱、光ファイバーセンサー、アナログおよびデジタルセンサー。センサーは、物理的または電気的またはその他の量の変化を検出するアプライアンスとして定義でき、これにより、一般に、その特定の量の変化の確認として電気的または光信号出力を生成します。この記事では、さまざまなタイプのセンサーと実際の例について簡単に説明します。ただし、主にアナログセンサーとデジタルセンサーの種類を知っている必要があります。

アナログセンサー

連続的なアナログ出力信号を生成するセンサーにはさまざまな種類があり、これらのセンサーはアナログセンサーと見なされます。アナログセンサーによって生成されるこの連続出力信号は、測定量に比例します。アナログセンサーにはさまざまな種類があります。さまざまなタイプのアナログセンサーの実際の例は次のとおりです。加速度計、圧力センサー、光センサー、音センサー、温度センサーなど。

加速度計

動きを感知して位置、速度、向き、衝撃、振動、傾きの変化を検出するアナログセンサーは、加速度計と呼ばれます。これらのアナログ加速度計は、さまざまな構成と感度に基づいて、さまざまなタイプに分類されます。

これらの加速度計は、出力信号に基づいて、アナログセンサーとデジタルセンサーとして利用できます。アナログ加速度計は、加速度計に加えられた加速度の量に基づいて一定の可変電圧を生成します。

光センサー

センサーに当たる光の量を検出するために使用されるアナログセンサーは、光センサーと呼ばれます。これらのアナログ光センサーは、フォトレジスター、硫化カドミウム（CdS）、フォトセルなどのさまざまなタイプに分類されます。光依存抵抗（LDR）は、LDRに入射する日光に基づいて負荷のオンとオフを自動的に切り替えるために使用できるアナログ光センサーとして使用できます。 LDRの抵抗は、光が減少すると増加し、光が増加すると減少します。

サウンドセンサー

サウンドレベルの検知に使用されるアナログセンサーは、サウンドセンサーと呼ばれます。これらのアナログサウンドセンサーは、サウンドの音響ボリュームの振幅を、サウンドレベルを検知するための電圧に変換します。このプロセスにはいくつかの回路が必要であり、アナログ出力信号を作成するためにマイクロコントローラーとマイクを利用します。

圧力センサー

センサーに加えられた圧力の量を測定するために使用されるアナログセンサーは、アナログ圧力センサーと呼ばれます。圧力センサーは、加えられた圧力の量に比例するアナログ出力信号を生成します。これらの圧力センサーは、電荷の生成に使用される圧電プレートや圧電センサーなど、さまざまなタイプのアプリケーションに使用されます。これらの圧電センサーは、圧電センサーに加えられた圧力に比例したアナログ出力電圧信号を生成できる圧力センサーの一種です。

アナログ温度センサー

温度センサーは、デジタルセンサーとアナログセンサーの両方として広く利用できます。通常使用されるアナログ温度センサーはサーミスタです。さまざまなアプリケーションに使用されるさまざまなタイプのサーミスタがあります。サーミスタは、温度変化を検出するために使用される感熱抵抗器です。温度が上昇すると、サーミスタの電気抵抗が増加します。同様に、温度が下がると、抵抗が減少します。さまざまな温度センサーアプリケーションで使用されます。

アナログ温度センサーの実用的な例は、サーミスタベースの温度制御システムです。このプロジェクトは、閉鎖されたエリアで一定の温度を維持するために使用されます。温度制御システムのブロック図は、ランプ（クーラーを表す）、温度センサーまたはサーミスタ、リレーで構成されています。

温度が特定の値を超えると、ランプが自動的にオンになり、温度を通常の値に戻すためのクーラーを示します。温度が特定の範囲を超えた場合に備えて、リレーをアクティブにするために、負の温度係数サーミスタとともに動作します。クーラーをオンにするためにリレーをアクティブにするこのプロセス（このシステムではランプとして示されています）は自動的に実行できるため、直接温度を監視する必要はありません。サーミスタは、低コストの利点があるため、最も頻繁に使用されるアナログ温度センサーです。温度が変化すると、オペアンプへの入力パラメータが変更されます。したがって、オペアンプはリレーをオンにする出力を提供し、それに応じて負荷がオンまたはオフになります。

アナログ温度センサーの代わりにデジタル温度センサーを使用すると、温度制御システムの精度を向上させることができます。

デジタルセンサー

データ変換とデータ送信がデジタルで行われる電子センサーまたは電気化学センサーは、デジタルセンサーと呼ばれます。これらのデジタルセンサーは、アナログセンサーの欠点を克服できるため、アナログセンサーに取って代わりつつあります。デジタルセンサーは、主にセンサー、ケーブル、送信機の3つのコンポーネントで構成されています。デジタルセンサーでは、測定された信号は、デジタルセンサー自体の内部でデジタル信号出力に直接変換されます。そして、このデジタル信号はケーブルを介してデジタルで送信されます。アナログセンサーの欠点を克服するさまざまなタイプのデジタルセンサーがあります。

デジタル加速度計

デジタル加速度計による可変周波数方形波出力の生成方法は、パルス幅変調と呼ばれます。読み取り値は、パルス幅変調加速度計によって固定レート、通常は1000 Hzで取得されます（ただし、これは、使用するICに基づいてユーザーが構成できます）。出力PWM信号、パルス幅、またはデューティサイクルは、加速度値に比例します。

デジタル体温センサー

DS1620は、デバイスの温度に9ビットの温度測定値を提供するデジタル温度センサーです。 3つの熱アラーム出力を備えたサーモスタットとして機能します。デバイスの温度がユーザー定義の温度TH以上の場合、THIGHはハイに駆動されます。デバイスの温度がユーザー定義の温度TL以下の場合、TLOWはハイに駆動されます。デバイスの温度がTHを超え、TLの温度を下回るまで高いままである場合、TCOMはハイに駆動されます。

デジタルセンサーの実際の例は、アナログセンサーサーミスタを使用したアナログ温度制御システムと比較して、より多くの利点と精度を備えたデジタル温度センサーを使用したデジタル温度制御システムと見なすことができます。 。

デジタル温度センサーDS1620、プッシュボタン、7セグメントディスプレイ、およびリレーは、8051マイクロコントローラーに接続されています。この提案されたデジタル温度制御システムは、7セグメントディスプレイを使用して温度情報の表示を提供します。温度値が設定値を超えると、マイクロコントローラーから信号を受信した後、リレーによって負荷（ヒーター）がオフになります。ここでは、デモンストレーションの目的で負荷を表すためにランプが使用されています。このデジタル温度制御システムは、7セグメントディスプレイに温度情報を表示することで正確さを提供するため、アナログ温度制御システムよりも有利です。

テクノロジーの最近の新しいトレンドにより、アナログセンサーの欠点を克服するための最先端のデジタルセンサーが開発されました。ゆっくりと、多くのアプリケーションですべてのアナログセンサーがデジタルセンサーに置き換えられています。アナログおよびデジタルセンサーを使用した電子プロジェクトに関する技術的なヘルプについては、以下のコメントセクションにコメントを投稿してお問い合わせください。

写真クレジット

• アマゾンによる加速度計
• ebayimgによるサウンドセンサー