Sensorar og aktuatorar
Kvifor bruker vi sensorar og aktuatorar?
Ein mikrokontroller er avhengig av å få signal frå omverda for å kunne utføre eit arbeid eller ei utrekning. Derfor må han vere tilkopla sensorar og aktuatorar. Her blir du kjend med ulike typar sensorar og aktuatorar, du skal forstå korleis dei fungerer, og kanskje få idéar og inspirasjon til korleis du kan bruke dei i spennande praktiske prosjekt.
Sensorar
Komponentar som sender signal inn til ein mikrokontrollar, blir kalla sensorar. Dei fungerer som digitale sansar: Dei kan måle alt frå lysnivå til temperatur og deretter setje om denne informasjonen slik at mikrokontrolleren kan bruke han. Døme på sensorar er brytarar, temperaturfølarar, lyssensorar og tastatur.
Databehandling
Mikrokontrolleren må ha installert eit program som fortel kva han skal gjere med signala eller dataa han får frå sensorane.
Når minnet til mikrokontrolleren har analysert dataa og utført utrekningane, bruker mikrokontrolleren resultatet til å få utført eit arbeid. Då må han sende ein kommando til ein aktuator.
Aktuatorar
Aktuatorar er komponentar som utfører eit arbeid etter instruks frå mikrokontrolleren. Døme på aktuatorar kan vere lysdiodar, buzzerar/høgtalarar, DC-motorar eller servoar til skjermar som viser tal eller bokstavar.
Oversikt over ulike typar sensorar
Her får du ei kortfatta oversikt over funksjon og bruksområde for dei vanlegaste sensorane. Vi har delt inn sensorane i kategoriane følarar og brytarar og laga to separate tabellar.
I kategorien følarar finn du sensorar som gir informasjon utan at du som brukar må utføre fysisk arbeid, i kategorien brytarar finn du sensorar der du må utføre eit arbeid for å gi mikrokontrolleren informasjon, til dømes trykke på ein brytar.
Sensor | Funksjon | Bruksområde |
|---|---|---|
lyssensibilitetssensor (LDR) | måler lysnivået i omgivnadene | lysregulering, solcellebaserte prosjekt, automatisk belysningssystem |
temperatursensor | måler omgivnadstemperaturen | klimakontroll, vêrstasjonar, termiske overvakingssystem |
fuktsensor | måler luftfukt i omgivnadene | klimakontroll, hydroponiske system, vêrstasjonar |
rørslesensor | registrerer rørsle i området han er retta mot | tjuverialarmar, rørslestyrte belysningssystem, automatisering |
| sensor for fargegjenkjenning | kjenner igjen fargen på ein gjenstand | produksjonslinjer der gjenstandar skal sorterast etter farge, kvalitetskontroll |
avstandssensor | måler avstanden til nærliggande objekt ved hjelp av ultralyd | hindringsdeteksjon, robotnavigasjon, parkeringssystem |
| RFID | registrerer ein identifikasjonskode | inngangskontroll |
gyroskop og akselerometer | måler rørsle, orientering og akselerasjon i tre dimensjonar | balansestyring, rørslebasert kontroll, dronestabilisering |
trykksensor | måler trykk eller påverking | støymåling, stemmegjenkjenning, sikkerheitssystem |
lyd- eller lydtrykksensor | registrerer lyd- eller lydtrykknivået | støymåling, stemmegjenkjenning, tryggingssystem |
| gass-sensor | registrerer partiklar i lufta | brannalarmar, gassdetektorar, luftkvalitetssensorar |
GPS-modul | bestemmer nøyaktig geografisk posisjon | navigasjon, geolokalisering, karttenester |
Brytar | Funksjon | Bruksområde |
|---|---|---|
| trykknapp | brytar som blir verande i sin siste tilstand (på/av) utan konstant trykk; digitalt signal | blir brukt der du vil ha ein brytar som kan bli ståande i vald posisjon, til dømes for å slå av og på lys |
| fjærande trykknapp | trykknapp som returnerer til sin opphavlege posisjon når du slepper han; digitalt signal | blir brukt i prosjekt der du ønsker eit kort signal frå brytaren for å starte ein arbeidsoperasjon, til dømes ei dørklokke eller ein nødstoppknapp |
| roterande brytar (encoder) | roterande brytar som gir deg både posisjons- og retningssignal; analogt signal | blir brukt i prosjekt som krev nøyaktig rotasjonskontroll, til dømes turtal på ei maskin |
| potensiometer | brytar som gir ein trinnlaus verdi frå minimum til maksimum (0–100 %) når du vrir eller drar beteningsknappen; analogt signal | ofte brukt for å justere lysstyrke, kontrast, lydstyrke eller andre variable innstillingar |
Analoge og digitale brytarar
Digitale brytarar gir berre eit digital signal som er 0 eller 1, mens ein analog brytar kan gi eit varierande signal som går mellom maksimum og minimum (mellom 0 og 100 %).
Oversikt over ulike typar aktuatorar
Det finst mange ulike slags aktuatorar. Her få ei kort oversikt over dei som er mest brukte.
Aktuator | Funksjon | Bruksområde |
|---|---|---|
| LED | gir lys når straum går gjennom han, og kan lyse i ulike fargar | blir brukt for å vise statusindikatorar, lage lysprosjekt, eller som ein enkel visuell feedback |
| servomotor | presisjonsmotor som kan roterast til ein bestemd vinkel ved hjelp av pulssignal | blir brukt i prosjekt som robotar, fjernstyrte køyretøy og automatiserte system der nøyaktig rørsle er nødvendig |
| stepper-motor (stegmotor) | motor som bevegar seg i bestemde steg når han får pulssignal | blir brukt i CNC-maskiner, 3D-skrivarar og prosjekt som krev nøyaktig posisjonering |
| DC-motor | motor som roterer når straum blir tilført | blir brukt i robotar, køyretøyprosjekt og andre stader der kontinuerleg rørsle er nødvendig |
| buzzer | genererer lyd når han blir aktivert | kan brukast til å lage enkle lydvarsel eller musikk; blir brukt i alarmar, spel, og andre prosjekt som krev lydutgang |
| LCD-skjerm | viser tekst og tal i ei lesbar form; kan ha ulike storleikar og ulikt antal linjer | blir brukt for å vise informasjon i prosjekt, som turtal, klokker, termometer eller dataloggarar |
| peltiermodul | kan både varme opp og kjøle ned når straum blir tilført, avhengig av polariteten | blir t.d. brukt i termoelektriske kjøleskap, temperaturreguleringssystem og termiske testar |
| elektromagnet | genererer eit magnetfelt når straum går gjennom han | blir brukt i prosjekt som døropnarar og sikringslås, og som løfteeining på ein robot |
| relé | fjernbetent brytar som gjer at ein mikrokontroller kan regulere høge spenningar og store straumstyrkar | blir brukt i anlegg der det er behov for å regulere høg spenning og stor straumstyrke, og dessutan i anlegg der mikrokontrolleren er plassert eit stykke unna sjølve arbeidseininga |
| pumpe | flyttar væske eller gass frå éi kjelde til ei anna | vatningsanlegg, doseringssystem, væskebehandling |
| solenoidventil | kontrollerer strøymeretninga til ei væske eller ein gass ved hjelp av ein elektromagnetisk spole | vatningsanlegg, væskekontroll, pneumatisk styring |
| OLED-skjerm (Organic Light Emitting Diode) | viser tekst og grafikk med høg kontrast og brei visningsvinkel | informasjonsdisplay, smarte einingar, prototyping av brukargrensesnitt |
Kontrollspørsmål
Vel rett svaralternativ.