มารู้จักกับ เซนเซอร์ (Censer) กันเถอะ

การติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับต่างๆ ขึ้นอยู่กับ ลักษณะการใช้งาน และความสนใจในข้อมูลทางวิทยาศาตร์ ในการสำรวจพื้นผิวดาวเคราะห์ของหุ่นยนต์สำรวจ อาจติดตั้งเซ็นเซอร์ มากกว่า 100 รูปแบบ เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลต่างๆ ให้ได้มากที่สุด และนี่คือ เซ็นเซอร์แบบต่างๆ ที่ง่ายและพื้นฐาน ที่สุด เซนเซอร์แสง เซนเซอร์แสงจะทำหน้าที่เปลี่ยนแบบต่าง ๆ ให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้า ทำหน้าที่เป็นตาของหุ่นยนต์ โดยอุปกรณ์เซนเซอร์แสงที่นิยมใช้ในหุ่นยนต์ได้แก่ LDR แอลดีอาร์ (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 เซนเซอร์ทำหน้าที่เปลี่ยนความถี่เสียงให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้า ทำหน้าที่คล้ายเป็นหูของหุ่นยนต์ โดยอุปกรณ์เซนเซอร์เสียงที่นิยมใช้ในหุ่นยนต์ได้แก่ คอนเดนเซอร์ ไมโครโฟน Condenser Microphone ทำหน้าที่เปลี่ยนระดับของเสียงให้กลายเป็นระดับแรงดันไฟฟ้า ซึ่งมีขนาดเล็กและความไวสูง อัลตราโซนิคเซนเซอร์ Ultrasonic Sensor ทำหน้าที่คล้ายกับไมโครโฟน แต่จะรับเฉพาะความถี่ที่สูงประมาณ 38-40 กิโลเฮิทซ์ ซึ่งสูงกว่าที่หูมนุษย์จะได้ยิน มักนำไปใช้ในการวัดระยะทาง

เซนเซอร์สัมผัส เซนเซอร์สัมผัสเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนการสัมผัส 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  ถ้าเราให้ความร้อนที่ตัวเซนเซอร์ในช่วงแรกค่าความต้านทานของมันจะลดลงเล็กน้อย ปกติค่าความต้านทานจะอยู่ประมาณ 50 โอห์มที่ 30 องศา แต่เมื่ออุณหภูมิที่ตัวเซนเซอร์ตรวจจับได้มีอุณหภูมิประมาณ 130 องศาค่าความต้านทานของมันจะเพิ่มสูงขึ้นและจะสูงขึ้นเกือบเป็นเส้นตรงเมื่อมีอุณหภูมิที่ตัวจับได้ 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 ส่วนเทอร์มิสเตอร์ประเภท NTC จะมีคุณสมบัติตรงข้ามกับแบบ PTC และ ให้อัตราการเปลี่ยนแปลงด้านความต้านทานต่ออุณหภูมิที่ค่อนข้างเกือบคงที่ กว่า แต่มักจะถูกใช้ในตัวเซ็นเซอร์ประเภทเครื่องมือวัดอุณหภูมิประเภทมือถือเสีย เป็นส่วนใหญ่ ค่าของ NTC Thermister ที่ใช้กับตู้เย็นรุ่นใหม่ ภายในช่องฟรีสเซอร์ ใช้คอมพิวเตอร์ควบคุม -20 องศาC     มีค่าความต้านทาน     22.3K -15 องศาC     มีค่าความต้านทาน     16.9K -10 องศาC     มีค่าความต้านทาน     13.0K -5 องศาC        มีค่าความต้านทาน     10.1K 0 องศาC          มีค่าความต้านทาน     7.8K +5 องศาC        มีค่าความต้านทาน     6.2K +10 องศาC      มีค่าความต้านทาน     4.9K +15 องศาC       มีค่าความต้านทาน     3.9K +20 องศาC        มีค่าความต้านทาน     3.1K +25 องศาC        มีค่าความต้านทาน     2.5K +30 องศาC        มีค่าความต้านทาน     2.0K +40 องศาC        มีค่าความต้านทาน     1.4K +50 องศาC        มีค่าความต้านทาน     0.8K ไบเมทอลลิค หรือ เทอร์โมสตัท ( Bimetallic / Thermostat ) เป็นอุปกรณ์ตัวจับความร้อนที่ใช้สำหรับป้องกันอุณหภูมิที่สูงเกินกว่าค่าที่กำหนดไว้ที่ตัวเซนเซอร์ Bimetallic ทำ งานเหมือนเทอร์โมสตัทของเตารีด จะถูกติดตั้งไว้ที่ขดลวดบริเวณปลายคอยล์เนื่องจากมีขนาดค่อนข้างใหญ่ เพราะตัวมันเองจะมีหน้าสัมผัสอยู่แล้ว การใช้งานจะนำไปต่อเข้ากับชุดคอนโทรลโดยตรง อาร์ทีดี ( RTD ) มีหลายประเภท 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