الحساسات الأكثر استخداما

الحساسات الأكثر استخداما

ما يعتبر اكثر متعة من اضاءة مصباح باستخدام المتحكمة المصغرة (microcontroller) هو استخدام الحساسات التي تفتح لمتحكمتك الأصغرية النافذة على العالم الواقعي وتبدأ باستقبال وتحليل المعلومات التي ترصدها الحساسات بشتى انواعها .

وكما نعرف فهناك نوعان من الأجهزة الإلكترونية، فهناك اجهزة تستقبل الإشارات الإلكترونية (كالمحركات الكهربائية) و هناك اجهزة ترسل إشارات إلكترونية بعد حصول تغيرات فيزيائية في محيطها والتي يستطيع الجهاز ان يستشعرها وهي ما يطلق عليها (الحساسات).

تستخدم الحساسات للكشف عن ما يجري في العالم من تغييرات سواءً  كان تغير في  درجة الحرارة او تغيير في مقدار شحنة كهربائية او حساب درجة الميلان وانواع اخرى من الحساسات لها استخدامات مختلفة, وكل جهاز لديه اسلوبه الخاص في التواصل وارسال الإشارات إلى المتحكمات الأصغرية (او الاردوينو على سبيل المثال)، سوف نلقي الضوء على الحساسات الاكثر استخداما وشيوعا.

 

 

 

1-  (Tilt sensor) حساس استشعار الميل Tilt sensor

حساس أستشعار الميل يستخدم للكشف عن الميلان او عن الاتجاه, يتميز حساس استشعار الميل  بأنه سهل الاستخدام والبرمجة و لا يستهلك الكثير من الطاقة ، لهذا الحساس استخدامات مختلفة في حياتنا إلىومية فهي تستخدم غالبا في الالعاب او الأجهزة الحركية للكشف عن مقدار ميلان الجهازة .

غالبا ما يكون هذا الحساس مصنوع من اسطوانة مجوفة من الداخل ويوجد بداخلها جسم موصل للكهرباء ( غالبا ما يكون فقافة من الزئبق او كرة متدحرجة), وفي نهاية التجويف يوجد قطبان موصلان للكهرباء وعندما يتم تحريك الحساس بحيث تكون القاعدة الموصول بها الاسلاك إلى الاعلى فإن الكرة تتجه إلى الاسفل وتوصل بين القطبين الموصلان للطاقة ، وبذلك فانه يعطي اشارة إلكترونية إلى المتحكم الأصغري او إلى الاردوينو وبذلك تستطيع ان تستفيد من هذه إشارة كا إشارة إدخل. يصل سعر الحساس استشعار الميل إلى ( $2 ~ ).

 

2-  (Light-dependent resistor)  المقاومة الضوئية  – حساس الضوءlight dependent resistor (photocell)

المقاومة الضوئية هي عبارة عن مقاومة تتغير قيمتها اعتمادا على مقدار الضوء المسلط عليها  ، فكلما زاد مقدار الضوء كلما زادت المقاومة  تعتبر المقاومة الضوئية مفيدة جدا في كثير من الاجهزة .

تاتي المقاومة الضوئية بأحجام مختلفة وتعتبر سهلة الاستخدام سواء استخدمت مع دائرة إلكترونية بسيطة او مع المتحكم الأصغري او الاردوينو. ابسط مثال يمكن ان نأخذه : بأن هذه المقاومة يتم استخدمها للتحكم بمصابيح الشوارع ،يتم وضع المقاومة الضوئية في دائرة إلكترونية تحتوي على الترانزستور, فعندما تسطع أشعة الشمس على المقاومة الضوئية فإن قيمة المقاومة تقل فاتغلق المصابيح وعندما يحين وقت الليل فإن المقاومة تزيد فتسمح لتيار الكهرباء بالمرور وتضاء المصابيح أوتوماتيكيا. يصل سعر المقاومة الضوئية إلى ( $1 ~ ).

 

 

3-   (PIR motion sensors) حساس الحركةPIR motion sensor

يستخدم حساس الحركة  للكشف عن اي حركة تم بها في محيط الحساس والذي هو غالبا ما يكون حوإلى ال 20 متر. الحساس الحركة هو في الأساس عبارة عن جهاز قادر على حساب الأشعة تحت الحمراء. كل شيء محيط بنا تنبعث منه الأشعة تحت الحمراء بمستوى منخفض (كلما زادت سخونة الشيء كلما زاد مقدار الاشعة المنبعثة منه) هذه الأشعة لا نستطيع رؤيتها نحن البشر بالعين المجردة ولكن لحسن حظنا فإن حساس الحركة قادر على ذلك ، عندما يتم تشغيل الحساس للحركة فانه يحسب مقدار الأشعة تحت الحمراء المحيطة به, وعندما يحدث تغير بمقدار الأشعة تحت الحمراء فإنه يبعث اشارة كهربائية إلى المتحكم الأصغري (او الاردوينو على سبيل المثال) يمكننا استخدام هذه الإشارة كإشارة إدخال والإستفادة منها للقيام بعمل معين عندما يتم استقبالها ، فمثلا يمكننا ان نضع نص برمجة يقوم بإضاءة مصباح كلما رصد حساس الحركة تغيير في مقدار الاشعة تحت الحمراء (والتي تعتبر تمثل حركة) .

يبلغ سعر حساس الحركة  ( $10 ~ ), وهو سهل الاستخدام والتوصيل,  معظم انواع الحساسات للحركة لا تستهلك الكثير من الطاقة, حوإلى 5 فولتات.

 

 

4- (IR sensor) حساس الأشعة تحت الحمراء

IR receiver

يعتبر هذا المجس مستخدم بكثرة في الأدوات الإلكترونية بهدف التحكم عن بعد بأجهزة معينة, فعلى سبيل المثال يستخدم هذا الحساس في جميع انواع  التلفاز هذه الايام حيث يسمح للتلفاز بأن يستقبل الأوامر من جهاز التحكم عن بعد. فعندما يستقبل هذا المجس الأشعة تحت الحمراء الصادرة من جهاز التحكم عن بعد (الريموت كنترول) والذي أيضاً يحتوي على باعث الأشعة تحت الحمراء المطابق للمجس فإنه يعطي إشارة كهربائية معينة, وبالطبع يمكننا استخدام هذه الاشارة كإشارة إدخال للمتحكم الأصغري او الاردوينو او حتى يمكن استخدام حساس الأشعة تحت الحمراء في دائرة إلكترونية بسيطة كما في بعض الاجهزة. حساس الأشعة تحت الحمراء هو عبارة عن دائرة إلكترونية صغيرة موصولاً بها مقاومة ضوئية (حساس الضوء) ولكنها تختلف قليلا عن الخلية الضوئية المعتادة فهذا الحساس يحتوي على فلتر(filter) يسمح للأشعة تحت الحمراء بالمرور دون الضوء المعتاد مما يسمح للمقاومة الضوئية بالتأثر بالأشعة تحت الحمراء المرسلة من الباعث (الريموت كنترول) فقط, ليتم تحويلها فيما بعد إلى أوامر.

 

 

5-  (Temperature sensor) حساس الحرارة Temperature sensor

ببساطة وكما هو موضح من اسمه فإن هذا الحساس لديه القدرة على تحسس درجة الحرارة المحيطة به .

يوجد العديد من انواع حساسات الحرارة فمنها يستخدم الزئبق ومنها يستخدم المقاومة الحساسة للحرارة (temperature sensitive resistors ) ولكن هذا النوع من الحساسات (الموضح في الصورة) فإنه يستخدم المبدئ الذي ينص على انه كلما زادت درجة الحرارة كلما زاد الجهد الكهربائى (voltage) الذي يمر من خلال الصمام الثنائي بمعدل معروف. وعن طريق تضخيم هذا التغير في الجهد الكهربائى نستطيع أن نحصل على إشارة تتناسب طرديا مع درجة الحرارة, وبالطبع يمكننا الاستفادة من هذه الإشارة بشكل كبير لمعرفة درجة الحرارة عن طريق نص برمجة بسيط وتوصيلات سهلة بالمتحكم الأصغري او الاردوينو, سعر هذا الحساس يصل إلى ( $2 ~).

 

 

6- (Flex sensor) حساس الأنثناءFlex sensor

يعتبر هذا الحساس المكون الاساسي لكثير من المشاريع التي تتجه إلى استخدام قفاز إلىد للتحكم بأجهزة أخرى كيد صناعية او سيارة كهربائية صغيرة.

حساس الانثناء هو عبارة عن مقاومة بشكل طولي تزيد قيمتها عند طويه، وباستخدام المتحكم الأصغري (او الاردوينو) نستطيع ان نحسب مقدار تغير المقاومة لهذا المستشعر،والاستفادة من هذه المعطيات في فهم محيط الحساس والتغير في شكله الفزيائي، سعر هذا الحساس يصل إلى( $8 ~ )، حساس الاثناء سهل الاستخذام والبرمجة،  ولديه فترة حياة ما بين المليون ثنية.

 

 

Force Sensitive Resistor

 

7-  ((Force Sensitive Resistor (FSR) حساس استشعار القوة 

حساس استشعار القوة يستخدم للكشف عن الضغط الفيزيائي و الوزن ، هو في الاساس عبارة عن مقاومة تتغير قيمتها اعتمادا على مقدار الضغط عليه ، فكلما زاد الوزن او الضغط على الحساس كلما انخفضت قمية المقاومة, يعتبر هذا الحساس ممتاز لكثير من المشاريع فهو رخيص ($7 ~ ) وسهل الاستخدام والتوصيل ويمكن استخدامه مع المتحكم الأصغري(او الاردوينو على سبيل المثال) ولكن دقته لا تعتبر عالية، اي لا يمكن الاعتماد عليه في حساب الاوزان بدقة عالية.






8- (Accelerometer) مقياس التسارع Triple Axis Accelerometer

مقياس التسارع هو جهاز كهروميكانيكي يسمح لك بقياس قوة التسارع، هذه القوة اما آن تكون ساكنة مثل القوة الناجمة عن الجاذبية الارضية، واما آن تكون قوة ديناميكية ناجمة عن اهتزاز او حركة. وعن طريق قياس مقدار التسارع الثابت بسبب الجاذبية، يمكنك معرفة زاوية إمالة الجهاز بالنسبة لسطح الأرض. وعن طريق استشعار كمية التسارع الديناميكي، يمكنك تحليل الطريقة التي يتحرك فيها الجهاز. في البداية قد تعتقد ان هذا الحساس غير مثير للاهتمام وأن فائدته محدودة، ولكن مع ربطه بأجهزة اخرى يصبح لهذا الحساس فائدة كبيرة وتطبيقات كثيرة.

هل تسألت يوما كيف لهاتفك المحمول الذكي معرفة بأي اتجاه يتم تحريكه؟ وكيف له ان يعرف انك قد قمت بقلب الشاشة ليقلب لك الصورة كما تريد؟ مقياس التسارع هو الجواب. بستخدام مقياس التسارع وبرمجته بطريقة صحيحة وربطه مع جهازك يصبح جهازك قادر على فهم محيطه والتغيرات التي تحصل لجهازك من ناحية السرعة او الارتفاع والحركة.

يوجد 3 أنواع من انواع مقاييس السرعة : مقياس سرعة ذو ٣ محاور و مقياس سرعة  ذو محوران  ومقياس سرعة ذو محور واحد، كل مقياس من هذه المقاييس قادر على حساب إما ٣ محاور او محوران او محور واحد (X,Y,Z). تختلف اسعار مقياس التسارع حسب النواع والشركة المصنعة ولكن بشكل عام يقدر سعره ب ($12 ~ ).



Comments

comments