SENSÖRLER(ALGILAYICILAR)

1. SENSÖRLER(ALGILAYICILAR) Robotik ve otomasyonun en önemli kısmı algılamadır.Sensörler bu amaçla sisteminizin algılanmasında yardımcı rol oynarlar. Bir robat ya da bir otomasyon sistemi çevresindeki bazı değişkenleri algılamak,yorumlamak ve ona göre karar döngülerini yürütmek zorundadır. Şimdi cevaplamamız gereken soru “neden algılamalıyız?” Bu sorunun en basit cevabı;”Eğer sisteminizin doğru çalışmasını istiyorsanız,otomatik sisteminize neyin girdiğini,sisteminizin içinde neler olduğunu ve sisteminizi neyin terk ettiğini algılamak zorundasınız.

2. ALGILAMA NEDİR? Algılayıcılar,dış dünyadaki(sisteminizin dışındaki dünya) elektrik sinyallerinin çeviren cihazlardır. Sensörlerle uzunluk,alan,miktar,kütlesel akış,kuvvet,tork(moment),basınc,hız,ivme,alan yogunlugu,faz,yansıtma,içerik,reaksiyon hızı,ph miktarı,elektrik alanı ve frekans gibi bircok uygulama alanı gelısmıstır.

3. Algılayıcılar bize sağladıkları bilgilere göre basitten karmasıga dogru giden bir yelpazenın ıcınde yer alırlar. Mesela bir anahtar basit açık/kapalı(on/off) algılayıcısıdır ya da gözümüzdeki retina yüz milyonlarca ışıga duyarlı elemandan oluşan karmaşık bir algılayıcıdır. Algılayıcılar durum bilgisi vermezler. Onlardan sadece elektrik sinyalleri alabiliriz.

4. SENSÖR ÇESİTLERİ En temel sekılde; 1)Basınç sensörleri 2)Termal(ısı,sıcaklık)sensörler 3)Manyetik sensörler 4)Optik sensörler 5)Kimyasal ve Bıyolojık sensörler 6)Elektronik sensörler

5. 1)BASINÇ SENSÖRLERİ Basınç sensörleri, donanımların hassas bir şekilde kullanılması için hava basınçlı makinelerde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Sıkıştırılmış boyutları ve ideal özellikleri, sanayideki hava basınçlı sistemler ve çeşitli uygulama ve ortamların hassas bir şekilde kontrol edilmesine olanak tanımaktadır.

6. 2)TERMAL SENSÖRLER Ortamdaki ısı değişimini algılamamıza yarayan cihazlara ısı sensörleri veya sıcaklık sensörleri diyoruz. Birçok maddenin elektriksel direnci sıcaklıkla değişmektedir. Sıcaklığa karşı hassas olan maddeler kullanılarak sıcaklık kontrolü ve sıcaklık ölçümü yapılır. Sıcaklık ile direnci değişen elektronik malzemelere; term (sıcaklık), rezistör (direnç), kelimelerinin birleşimi olan termistör denir. Termistörler genellikle yarı iletken malzemelerden imal edilmektedir. Termistör yapımında çoğunlukla oksitlenmiş manganez, nikel, bakır veya kobaltın karışımı kullanılır.

7. Programlanabilir oda termostadı Günes enerjisi ısıtıcısı

8. 3)MANYETİK SENSÖRLER Manyetik sensörler çıkış tiplerine göre reed ve elektronik olarak ikiye ayrılır. Elektronik çıkışlı sensörler, uzun ömür, dayanım ve hızlı anahtarlama yeteneğine sahiptirler. Reed çıkışlı sensörler ise üniversal besleme ile çalışma avantajına sahiptir. Ancak dayanım, hız ve kullanım ömrü açısından dezavantajlıdır. Bu nedenle elektronik çıkışlı manyetik sensör kullanımı tercih edilmelidir. Elektronik tip sensörler npn yada pnp gibi transistör çıkışlarına sahiptir. Reed tip sensörler ise sadece mekanik bir kuru kontak ile çıkış verirler.

9. Bu projenin adı vip güvenlik sistemidir. Bu projenin yapılma nedeniyse kapalı alanlarda güvenliği maksimum seviyeye çıkararak, oluşabilecek problemleri önlemek için sesli ve görüntülü uyarı sistemi oluşturmaktır. Bu sekılde kapalı alanlarda yapılan islemlerde Oluşabilecek CH4 metan gazının (doğal gaz),CO(karbon monoksit),LPG(likit gaz),alkol kokusun ,yemek yanık dumanını ve sigara dumanını algıladığında sesli ve görüntülü sinyal verecektir. Manyetik Sensör ve Şifreli Kilit Ünitesi kullanılarak izinsiz girişler enegelenecektir.

10. 4)OPTİK SENSÖRLER Optik algılayıcılar pozisyon ve yer degişimi için en popüler algılayıcılardandır. Temel avantajları basit yapıları,yükleme etkilerinin olmaması ve oldukca uzun calısma aralıklarının olmasıdır. Bir optik algılayıcısının önemli 3 elemanı;bir ışık kaynagı,bir foto-dedektör ve mercek,ayna veya fiber optik gibi ısık yönlendirme cihazıdır. optik ve elektronik kelimelerinin birleştirilmesi ile olusturulmus olan optoelektronik(fotosel) sensörlerin anlamı;dokunmaksızın bir cisme ısık(optik) yardımıyla algılama,sonra elektronik olarak değerlendirme ve sinyale dönüstürmek demektir.

11. iyi bir opto-elektronik sensör yapmanın bir yolu polarize ısık kullanmaktır. Polarıze ısık özel bir filtreden ısık gecirmek suretiyle elde edilebilir. Filtreden gecen ısık,yalnızca bir düzlemde titreşim yapar. Bu ısıga polarıze olmus ısık adı verilir. optoelektronik sensörlerin kullanıldıgı önemli bi alan güvenlik sistemlerinde hırsızın dedeksiyonundadır yani algılanmasındadır.

12. Resmi ve Özel kuruşlar ile Ev veya İşyerlerine monte edilen hareket detektörleri, titreşim sensörleri, manyetik kontaklar, cam kırılma detektörleri, panik butonları ve para tuzakları ile harici veya dahili alarm sirenleri bu sistemi oluşturulur. Ayrıca bu sistemlere uygun detektörlerin monte edilmesiyle de yangın ve gaz kaçağı durumlarında kullanıcı ikaz edilebilinir. Kablosuz optik sensör

13. FİBER OPTİK SENSÖRLER: Fiber optik sensör sistemi, uzaktaki bir sensöre veya yükseltece bağlı fiber optik kablolara verilen addır. Kırık cam parcalarından olusur.Sensör ışığı alır, yayar ve ışık enerjisini elektriksel sinyale dönüştürür. Kablo, sensöre uzak olan yada sensörün girmesinin mümkün olmadığı yerlerde ışığı taşıyan mekaniksel bir komponenttir(sinyal). Fiber optik kablo, kaplama maddesi ile sarılmış plastik veya cam çekirdek içerir. Bu iki maddenin arasındaki yoğunluk farkı kablonun tam yansıma prensibi ile uyumlu çalışmasını sağlar.

14. Pasif fiber optik sensörlerde algılama, fiberin dışındaki bir bölgede, algılanacak niceliğin ışık üzerinde yapacağı modulasyonun ölçülmesiyle yapılır. Modülasyon, ışık üzerinde ya doğrudan veya bir modülator kullanarak dolaylı olarak yapılır. Optik fiberler sadece ışığı taşımada (yani kaynaktan algılama bölgesine ve algılama bölgesinden dedektöre) kullanılır. Yansıtıcı veya çoğu kez fotonik sensör olarak adlandırılan düzenlemede ışık, hedefi aydınlatmak için fiberler vasıtasıyla taşınır. Hedeften geri yansıyan ve geri dönüş fiberleri ile alınan ışık, fiber uçları ve hedef arasındaki mesafenin bir fonksiyonudur. Böylece, hedefin konumu veya yer değiştirme bir optik alıcıda kaydedilir.

15. Fiber optik sensörlerin avantajları Optik fiber hareketli parça veya elektrik devresi içermez ve bu nedenle bütün elektriksel parazitlerden bağımsızdır.Kıvılcım saçma olasılığı yoktur ve bu da sensörün yağ rafinerilerinde,madencilikte,eczacılıkta ve kimyasal işlemlerde güvenle kullanılmasını sağlar.Ayrıca kırılmış fiberi onaran kişi için de elektriksel şok tehlikesi yoktur. Fiber kablolar bakır kablolara oranla daha emniyetlidir.Aşındırıcı sıvılardan ve gazlardan daha az etkilenirler. Kullanıcının haberi olmaksızın fiber kablonun içine kaçak veya gizli bir bağlantı yapmak imkansızdır. Bu da fiberi, askeri uygulamalar açısından cazip kılan bir başka niteliğidir.Henüz kanıtlanmamış olmasına rağmen, fiber sistemlerin metalik malzemede daha uzun süre dayanacağı varsayılmaktadır. Bu varsayımın dayanak noktası, fiber kabloların çevre koşullarındaki değişikliklere daha dayanıklı olmasıdır.

16. 5)KİMYASAL VE BİYOLOJİK SENSÖRLER Genel anlamda kimyasal ve biyosensörler, kimya, biyokimya, biyoloji, mühendislik gibi pek çok bilim alanının bilgi birikiminden yararlanılarak, kimyasal ve biyolojik moleküllerin veya sistemlerin seçicilik özellikleri ile modern elektronik tekniklerin işlem yeteneğinin birleştirilmesiyle geliştirilen analitik/biyoanalitik aygıtlar olarak tanımlanabilir. Klorür, pH, kalsiyum, nitrat, sodyum, potasyum, magnezyum, amonyum duyarlı kimyasal sensörler ve amonyak, laktat, glikoz, DNA, üre ve kreatinin gibi biyosensörler çevre ve biyolojik örneklerde rutin olarak kullanılan sensörlere örnek olarak verilebilir.

17. Sensör teknolojisindeki ilerlemeler; ultra mikro veya nano boyutlarda sensör sistemlerinin üretimi, yüksek seçicilikte kimyasal ve biyolojik molekül yapılarının sentezi, mikro-sensör ve akış-dedektör sistemlerinin tasarımı üzerinde yoğunlaşmıştır. Ekran-baskılama,lazer-depolama ve ince-film mikro-fabrikasyon teknikleri geliştirilen sensörlerin etkinliğini artırmak amacıyla artık yaygın bir biçimde uygulanmaktadır. Bu teknikler kullanılarak hazırlanan kimyasal ve biyokimyasal sensörlerin ve akış hücrelerininanaliz sistemlerinde detektör olarak kullanımları üzerine çalışmalar da artarak devam etmektedir.

18. 6)ELEKTRONİK SENSÖRLER Teknolojinin değişimi ile aracların tüm sistemleri elektronik hale getirilmiştir.Artık platinli ve karbüratörlü aracların yerine tamamen elektronik ateşlemeli ve enjektörlü araçlar üretilmektedir. Bu sebeple özellikle 1980 li senelerin başından bu tarafa dahada karmaşık hale gelen bu araçların yetkili servisler dışında tamirleride nerede ise mümkün olmayacak hale gelmiştir. Bu sebeple firmamız sanayilerdeki motor tamiri ve oto elektrik ile uğraşan atölyelerde işlerini kolaylaştırmaları amacı ile elektronik aracların tamirlerinde kullanılacak cihazlar imal etmektedir.

19. Buna örnek olarak; Bir ateşleme elde etmek için bu konuda hazırlanmış Beyine motordan değişik bilgilerin gelmesi gerekmektedir. Bunlar arasında ateşlemenin yapılacağı anı bildiren, o ateşlemenin hangi silindire ait olacağını belirten sensörler bulunmakta olup beyin bu bilgileri alarak ateşleme bobinlerine gereken zamanlarda komut göndererek ateşlemenin gerçekleşmesini temin etmektedir. Bu şekilde bilgileri veren sensör, bilgileri işleyen ECU (Beyin), bu bilgilerin sayesinde beyinin iş yapması için görevlendirdiği mazemelerede aktör adını verebiliriz.

20. SENSÖRLERİN UYGULAMA ALANLARI ''Elektronik dövme'' olarak adlandırılan cihaz, hastaların kalp ve beyin işlevlerini kolayca izlemek amacıyla geliştirildi. Saç telinden bile daha ince olan bir sensör, insan derisine sanki bir dövme gibi yapıştırılıyor. Ve aynen bir dövme gibi, derideki her türlü hareketle uyum içinde kıvrılıp gerilerek, hiç bozulmadan çalışıyor. Fakat elektronik dövmenin uzun süreli kullanımında karşılaşılan zorluklar var. İnsan derisi kendini sürekli yenilediği için, elektronik sensörlerin de en az iki haftada bir yenilenmesi gerekecek. Derinin üst tabakasındaki hücreler ölüp yerlerine yeni hücreler geçtiği zaman, sensörün ömrü tükenmiş oluyor.

21. Kapılarda ve çesitli giris noktalarında anahtarın yerini parmazk izi sensörleri almaktadır.

22. Bilgisayarlarda sisteme giris noktasında ve diger uygulamalarda parola girisi yerine de parmak izi sensörleri kullanılmaktadır.

23. Şekilde görülen, yeşil alanları koruma amacıyla uygulanmış kablosuz sensör ağ yapısının benzeri olan, tarım alanlarında toprağın nem oranını ölçen ve gerektiğinde sulamayı devreye sokan bir yapıda sensörler kullanılarak verimliliği arttırılmış topraklar elde edilmiş.

24. Sensörün büyük olması, ışığın objektiften geçtikten sonra daha büyük bir alana odaklanmasını gerektirir. İşte bu durum, makinelerin objektiflerinin de büyük olması anlamına gelmektedir. Bu da sensör büyüklüğünün toplam makine büyüklüğüne olan etkisini daha da artırır..

26. Sensörler duyularımız gibi bir sistemin çevresini algılamasını sağlayan elemanlardır. Örneğin  görme duyumuz olan gözlerimizin yerini mobil robotlarda ışık sensörleri alır. Biz de mobil robotlarda dış dünyayı algılatmak için sensörleri yani algılayıcıları kullanıyoruz. Sensörler bir dış uyarıyı işlenebilen, ölçülebilen elektrik sinyallerine dönüştürürler. Robotlarda kullanılan sensörler doğal canlılardan esinlenerek tasarlanmışlardır. Örneğin kedilerin bıyıklarından esinlenerek dokunma bıyık sensörleri, yarasaların gece görüşünde kullandığı ultrasonik seslerden esinlenerek ultrasonik sensörler gibi…

27. kilometrelerce uzunlukta ve kumaş gibi dokunabilen ısı ve ışık sensörleri üretilmeye başlanmıştır. Yeni bir nano üretim teknolojisi olarak görülen bu yöntem, makroskopik boyutlardaki aygıtın, termal çekme yöntemiyle daha küçük boyutlara indirilmesi prensibine dayanmaktadır.

28. Ortam sıcaklığı sensörünün sıcaklık aralığının geniş olması, hem dış sıcaklığın hem de oda sıcaklığının ölçülmesine olanak tanır.

29. Bu sensör, genel olarak yüzeylerin sıcaklığı ölçmek için uygundur. Sensörün fotovoltaik modülün arka yüzüne yerleştirilmesi modül sıcaklığının ölçülmesini sağlar. Fotovoltaikmodülün sıcaklığı onun performansını doğrudan etkiler..

30. Bu sensör, rüzgar hızını tam olarak ölçer.Bu sensör, özel hava durumu istasyonunun tamamlanması için diğer sensörler açısından tamamlayıcı bir rol oynar.

31. “Radar sayesinde elektromanyetik bir alan, söz konusu bölgeye gönderiliyor ve sinyal daha sonra geri alınıyor. Uzakta bulunan bir taşınabilir bilgisayar ve bluetooth aracılığıyla haberleşiliyor ve bu arada sinyaller algılanıyor. Radar, kişinin kalbi atıyorsa göğüs kafesi hareketlerinden onun göçük altında olduğunu tespit edebiliyor. Radar sensörleri,seçilen dalga boyuna baglı olarak,yogun yagıs altında,yogun bir bulutlanma üzerinden,gece veya gündüz çekim yapabilmektedir.

32. Artık tüm araclarda motor, şanzuman , tekerlekler üzerinde kısaca her yerinde sensör adını verdiğimiz hareket ölçen ve bu hareketi elektrik sinyallerine çeviren malzemeler vardır. Motor üzerinde ;Ateşlemenin zamanını,Hangi silindirin ateşleme sırası geldiğini,Motorun avans istediği zamanı ölçen Takometre için motor devrini ölçen sensörler bulunmaktadır.

33. Gece ve gündüz çok rahat bir şekilde çalışabilmesi için tasarlanmış cihaz infrared teknolojisine sahip ve harekete duyarlı dedektörler vasıtasıyla çalışıyor.