Sensorer og aktuatorer
Hvorfor bruker vi sensorer og aktuatorer?
En mikrokontroller er avhengig av å få signaler fra omverdenen for å kunne utføre et arbeid eller ei utregning. Derfor må den være tilkopla sensorer og aktuatorer. Her blir du kjent med ulike typer sensorer og aktuatorer, du skal forstå hvordan de fungerer, og kanskje få idéer og inspirasjon til hvordan du kan bruke dem i spennende praktiske prosjekter.
Sensorer
Komponenter som sender signaler inn til en mikrokontroller, kalles sensorer. De fungerer som digitale sanser: De kan måle alt fra lysnivåer til temperatur og deretter oversette denne informasjonen slik at mikrokontrolleren kan bruke den. Eksempler på sensorer er brytere, temperaturfølere, lyssensorer og tastaturer.
Databehandling
Mikrokontrolleren må ha installert et program som forteller hva den skal gjøre med signalene eller dataene den får fra sensorene.
Når minnet til mikrokontrolleren har analysert dataene og utført utregningene, bruker mikrokontrolleren resultatet til å få utført et arbeid. Da må den sende en kommando til en aktuator.
Aktuatorer
Aktuatorer er komponenter som utfører et arbeid etter instruks fra mikrokontrolleren. Eksempler på aktuatorer kan være lysdioder, buzzere/høyttalere, DC-motorer eller servoer til skjermer som viser tall eller bokstaver.
Oversikt over ulike typer sensorer
Her får du en kortfatta oversikt over funksjon og bruksområde for de vanligste sensorene. Vi har delt inn sensorene i kategoriene følere og brytere og laga to separate tabeller.
I kategorien følere finner du sensorer som gir informasjon uten at du som bruker må utføre fysisk arbeid, i kategorien brytere finner du sensorer der du må utføre et arbeid for å gi mikrokontrolleren informasjon, for eksempel trykke på en bryter.
Sensor | Funksjon | Bruksområde |
|---|---|---|
lysfølsomhetssensor (LDR) | måler lysnivået i omgivelsene | lysregulering, solcellebaserte prosjekter, automatisk belysningssystem |
temperatursensor | måler omgivelsestemperaturen | klimakontroll, værstasjoner, termiske overvåkingssystemer |
fuktighetssensor | måler luftfuktighet i omgivelsene | klimakontroll, hydroponiske systemer, værstasjoner |
bevegelsessensor | registrerer bevegelse i området den er retta mot | tyverialarmer, bevegelsesstyrte belysningssystemer, automatisering |
| sensor for fargegjenkjenning | gjenkjenner fargen på en gjenstand | produksjonslinjer der gjenstander skal sorteres etter farge, kvalitetskontroll |
avstandssensor | måler avstanden til nærliggende objekter ved hjelp av ultralyd | hindringsdeteksjon, robotnavigasjon, parkeringssystemer |
| RFID | registrerer en identifikasjonskode | adgangskontroll |
gyroskop og akselerometer | måler bevegelse, orientering og akselerasjon i tre dimensjoner | balansestyring, bevegelsesbasert kontroll, dronestabilisering |
trykksensor | måler trykk eller påvirkning | støymåling, stemmegjenkjenning, sikkerhetssystemer |
lyd- eller lydtrykksensor | registrerer lyd- eller lydtrykknivået | støymåling, stemmegjenkjenning, sikkerhetssystemer |
| gass-sensor | registrerer partikler i lufta | brannalarmer, gassdetektorer, luftkvalitetssensorer |
GPS-modul | bestemmer nøyaktig geografisk posisjon | navigasjon, geolokalisering, karttjenester |
Bryter | Funksjon | Bruksområde |
|---|---|---|
| trykknapp | bryter som forblir i sin siste tilstand (på/av) uten konstant trykk; digitalt signal | brukes der du vil ha en bryter som kan bli stående i valgt posisjon, for eksempel for å slå av og på lys |
| fjærende trykknapp | trykknapp som returnerer til sin opprinnelige posisjon når du slipper den; digitalt signal | brukes i prosjekter der du ønsker et kort signal fra bryteren for å starte en arbeidsoperasjon, for eksempel ei dørklokke eller en nødstoppknapp |
| roterende bryter (encoder) | roterende bryter som gir deg både posisjons- og retningssignal; analogt signal | brukes i prosjekter som krever nøyaktig rotasjonskontroll, for eksempel turtall på en maskin |
| potensiometer | bryter som gir en trinnløs verdi fra minimum til maksimum (0–100 %) når du vrir eller drar betjeningsknappen; analogt signal | ofte brukt for å justere lysstyrke, kontrast, lydstyrke eller andre variable innstillinger |
Analoge og digitale brytere
Digitale brytere gir kun et digital signal som er 0 eller 1, mens en analog bryter kan gi et varierende signal som går mellom maksimum og minimum (mellom 0 og 100 %).
Oversikt over ulike typer aktuatorer
Det finnes mange ulike slags aktuatorer. Her får du en kort oversikt over de mest brukte.
Aktuator | Funksjon | Bruksområde |
|---|---|---|
| LED | gir lys når strøm går gjennom den, og kan lyse i forskjellige farger | brukes for å vise statusindikatorer, lage lysprosjekter, eller som en enkel visuell feedback |
| servomotor | presisjonsmotor som kan roteres til en bestemt vinkel ved hjelp av pulssignal | anvendes i prosjekter som roboter, fjernstyrte kjøretøy og automatiserte systemer der nøyaktig bevegelse er nødvendig |
stepper-motor (stegmotor) | motor som beveger seg i bestemte trinn når den mottar pulssignaler | brukes i CNC-maskiner, 3D-printere og prosjekter som krever nøyaktig posisjonering |
| DC-motor | motor som roterer når strøm tilføres | brukes i roboter, kjøretøyprosjekter og andre steder der kontinuerlig bevegelse er nødvendig |
| buzzer | genererer lyd når den blir aktivert | kan brukes til å lage enkle lydvarsler eller musikk; brukes i alarmer, spill, og andre prosjekter som krever lydutgang |
| LCD-skjerm | viser tekst og tall i en lesbar form; kan ha forskjellige størrelser og ulikt antall linjer | brukes for å vise informasjon i prosjekter, som turtall, klokker, termometere eller dataloggere |
| peltiermodul | kan både varme opp og kjøle ned når strøm tilføres, avhengig av polariteten | anvendes f.eks. i termoelektriske kjøleskap, temperaturreguleringssystemer og termiske tester |
| elektromagnet | genererer et magnetfelt når strøm går gjennom den | brukes i prosjekter som døråpnere og sikkerhetslåser, og som løfteenhet på en robot |
| relé | fjernbetjent bryter som gjør at en mikrokontroller kan regulere høye spenninger og store strømstyrker | brukes i anlegg der det er behov for å regulere høy spenning og stor strømstyrke, samt i anlegg der mikrokontrolleren er plassert et stykke unna selve arbeidsenheten |
| pumpe | flytter væske eller gass fra én kilde til en annen | vanningsanlegg, doseringssystemer, væskebehandling |
| solenoidventil | kontrollerer strømmeretninga til ei væske eller en gass ved hjelp av en elektromagnetisk spole | vanningsanlegg, væskekontroll, pneumatisk styring |
| OLED-skjerm (Organic Light Emitting Diode) | viser tekst og grafikk med høy kontrast og bred visningsvinkel | informasjonsdisplay, smarte enheter, prototyping av brukergrensesnitt |
Kontrollspørsmål
Velg rett alternativ.