సెన్సార్లు పర్యావరణం నుండి వివిధ రకాల భౌతిక పరిమాణాలను గుర్తించడానికి లేదా గ్రహించడానికి ఉపయోగించే పరికరాలు. ఇన్పుట్ కాంతి, వేడి, కదలిక, తేమ, పీడనం, కంపనాలు మొదలైనవి కావచ్చు… ఉత్పత్తి అవుట్పుట్ సాధారణంగా అనువర్తిత ఇన్‌పుట్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉండే విద్యుత్ సిగ్నల్. ఈ అవుట్పుట్ ఇన్పుట్ను క్రమాంకనం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది లేదా అవుట్పుట్ సిగ్నల్ మరింత ప్రాసెసింగ్ కోసం నెట్‌వర్క్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది. కొలవవలసిన ఇన్పుట్ ఆధారంగా వివిధ రకాల సెన్సార్లు ఉన్నాయి. మెర్క్యురీ ఆధారిత థర్మామీటర్ a గా పనిచేస్తుంది ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ , కార్ల ఉద్గార నియంత్రణ వ్యవస్థలోని ఆక్సిజన్ సెన్సార్ ఆక్సిజన్‌ను కనుగొంటుంది, ఫోటో సెన్సార్ కనిపించే కాంతి ఉనికిని గుర్తిస్తుంది. ఈ వ్యాసంలో, మేము వివరిస్తాము పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ . గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి దయచేసి లింక్‌ను చూడండి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం .
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ యొక్క నిర్వచనం
యొక్క సూత్రంపై పనిచేసే సెన్సార్ పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ దీనిని పిజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ అంటారు. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఎక్కడ ఒక దృగ్విషయం విద్యుత్ ఉత్పత్తి అవుతుంది ఒక పదార్థానికి యాంత్రిక ఒత్తిడి వర్తిస్తే. అన్ని పదార్థాలకు పైజోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలు ఉండవు.
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్
పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు వివిధ రకాలు. యొక్క ఉదాహరణలు పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు సహజంగా లభించే సింగిల్ క్రిస్టల్ క్వార్ట్జ్, ఎముక మొదలైనవి… కృత్రిమంగా PZT సిరామిక్ మొదలైనవి తయారు చేస్తారు…
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ యొక్క పని
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ ద్వారా సాధారణంగా కొలిచే భౌతిక పరిమాణాలు త్వరణం మరియు పీడనం. పీడన మరియు త్వరణం సెన్సార్లు రెండూ పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క ఒకే సూత్రంపై పనిచేస్తాయి కాని వాటి మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం వారి సెన్సింగ్ మూలకానికి శక్తి వర్తించే విధానం.
ప్రెజర్ సెన్సార్‌లో, అనువర్తిత శక్తిని బదిలీ చేయడానికి ఒక సన్నని పొరను భారీ స్థావరం మీద ఉంచారు పైజోఎలెక్ట్రిక్ మూలకం . ఈ సన్నని పొరపై ఒత్తిడి వచ్చిన తరువాత, పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం లోడ్ అవుతుంది మరియు విద్యుత్ వోల్టేజ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం ప్రారంభిస్తుంది. ఉత్పత్తి చేయబడిన వోల్టేజ్ వర్తించే ఒత్తిడికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
లో యాక్సిలెరోమీటర్లు , అనువర్తిత శక్తిని పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలకు బదిలీ చేయడానికి క్రిస్టల్ మూలకానికి భూకంప ద్రవ్యరాశి జతచేయబడుతుంది. కదలికను వర్తించినప్పుడు, భూకంప ద్రవ్యరాశి లోడ్ ప్రకారం పిజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం న్యూటన్ రెండవ చట్టం కదలిక. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం చలన క్రమాంకనం కోసం ఉపయోగించే ఛార్జీని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
త్వరణం పరిహార మూలకం a తో పాటు ఉపయోగించబడుతుంది పీడన సంవేదకం ఈ సెన్సార్లు అవాంఛిత వైబ్రేషన్లను ఎంచుకొని తప్పుడు రీడింగులను చూపించగలవు.
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ సర్క్యూట్
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ అంతర్గత సర్క్యూట్ పైన ఇవ్వబడింది. నిరోధకత Ri అనేది అంతర్గత నిరోధకత లేదా అవాహకం నిరోధకత. యొక్క జడత్వం కారణంగా ఇండక్టెన్స్ వస్తుంది సెన్సార్ . కెపాసిటెన్స్ సి సెన్సార్ పదార్థం యొక్క స్థితిస్థాపకతకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. సెన్సార్ యొక్క సరైన ప్రతిస్పందన కోసం, లోడ్ మరియు లీకేజ్ నిరోధకత తగినంత పెద్దదిగా ఉండాలి, తద్వారా తక్కువ పౌన encies పున్యాలు సంరక్షించబడతాయి. సెన్సార్‌ను ప్రెజర్ అంటారు ట్రాన్స్డ్యూసెర్ విద్యుత్ సిగ్నల్ లో. సెన్సార్లను ప్రాధమిక ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు అని కూడా అంటారు.
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ లక్షణాలు
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ల యొక్క కొన్ని ప్రాథమిక లక్షణాలు
- కొలత పరిధి: ఈ పరిధి కొలత పరిమితులకు లోబడి ఉంటుంది.
- సున్నితత్వం ఎస్: అవుట్పుట్ సిగ్నల్‌లో మార్పు యొక్క నిష్పత్తి ∆y మార్పుకు కారణమైన సిగ్నల్‌కు.
S = ∆y / ∆x. - విశ్వసనీయత: సెట్ చేసిన కార్యాచరణ పరిస్థితులలో కొన్ని పరిమితుల్లో లక్షణాలను ఉంచే సెన్సార్ల సామర్థ్యానికి ఇది కారణమవుతుంది.
- సున్నితత్వం ఎస్: అవుట్పుట్ సిగ్నల్‌లో మార్పు యొక్క నిష్పత్తి ∆y మార్పుకు కారణమైన సిగ్నల్‌కు.
వీటితో పాటు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ల యొక్క కొన్ని లక్షణాలు ప్రతిచర్య, లోపాలు, సూచించే సమయం మొదలైనవి.
- ఈ సెన్సార్లు ఇంపెడెన్స్ విలువ ≤500Ω గా ఉంటాయి.
- ఈ సెన్సార్లు సాధారణంగా -20 ° C నుండి + 60. C ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో పనిచేస్తాయి.
- ఈ సెన్సార్లు క్షీణించకుండా నిరోధించడానికి -30 ° C నుండి + 70 ° C మధ్య ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచాలి.
- ఈ సెన్సార్లు చాలా తక్కువ టంకం ఉష్ణోగ్రత.
- పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ యొక్క జాతి సున్నితత్వం 5V / is.
- అధిక వశ్యత కారణంగా క్వార్ట్జ్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్‌గా ఎక్కువగా ఇష్టపడే పదార్థం.
ఆర్డునో ఉపయోగించి పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ అంటే ఏమిటో మనం తెలుసుకోవాలి కాబట్టి, ఆర్డునో ఉపయోగించి ఈ సెన్సార్ యొక్క సరళమైన అనువర్తనాన్ని చూద్దాం. ప్రెజర్ సెన్సార్ తగినంత శక్తిని గుర్తించినప్పుడు ఇక్కడ మేము LED ని టోగుల్ చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము.
హార్డ్వేర్ అవసరం
- ఆర్డునో బోర్డు .
- పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రెజర్ సెన్సార్.
- LED
- 1 MΩ నిరోధకం.
సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం:
- ఇక్కడ ఎరుపు తీగతో సూచించబడిన సెన్సార్ యొక్క సానుకూల సీసం ఆర్డునో బోర్డు యొక్క A0 అనలాగ్ పిన్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, అయితే నల్ల తీగతో సూచించిన ప్రతికూల సీసం భూమికి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.
- పైజోఎలెక్ట్రిక్ మూలకం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌ను పరిమితం చేయడానికి మరియు అనవసర కంపనాల నుండి అనలాగ్ ఇన్పుట్ను రక్షించడానికి పైజో మూలకానికి సమాంతరంగా 1 MΩ రెసిస్టర్ అనుసంధానించబడి ఉంది.
- LED యానోడ్ Arduino యొక్క డిజిటల్ పిన్ D13 కి అనుసంధానించబడి ఉంది మరియు కాథోడ్ భూమికి అనుసంధానించబడి ఉంది.
సర్క్యూట్ యొక్క స్కీమాటిక్
పని
100 యొక్క ప్రవేశ విలువ సర్క్యూట్‌కు సెట్ చేయబడింది, తద్వారా త్రెషోల్డ్ కంటే తక్కువ కంపనాల కోసం సెన్సార్ సక్రియం చేయబడదు. దీని ద్వారా, మేము అవాంఛిత చిన్న ప్రకంపనలను తొలగించగలము. సెన్సార్ మూలకం ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ప్రవేశ విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు LED దాని స్థితిని మారుస్తుంది, అనగా అది అధిక స్థితిలో ఉంటే అది తక్కువకు వెళుతుంది. విలువ పరిమితి కంటే తక్కువగా ఉంటే LED దాని స్థితిని మార్చదు మరియు దాని మునుపటి స్థితిలో ఉంటుంది.
కోడ్
const పూర్ణాంకానికి ledPin = 13 // LED డిజిటల్ పిన్ 13 కి కనెక్ట్ చేయబడింది
const పూర్ణాంకానికి సెన్సార్ = A0 // సెన్సార్ అనలాగ్ పిన్ A0 కి కనెక్ట్ చేయబడింది
const పూర్ణాంకానికి థ్రెషోల్డ్ = 100 // థ్రెషోల్డ్ 100 కు సెట్ చేయబడింది
పూర్ణాంకానికి సెన్సార్ పిన్ నుండి చదివిన విలువను నిల్వ చేయడానికి సెన్సార్ రీడింగ్ = 0 // వేరియబుల్
పూర్ణాంకానికి ledState = తక్కువ // వేరియబుల్ చివరి LED స్థితిని నిల్వ చేయడానికి, కాంతిని టోగుల్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు
శూన్య సెటప్ ()
{
pinMode (ledPin, OUTPUT) // ledPin ను OUTPUT గా ప్రకటించండి
}
శూన్య లూప్ ()
{
// సెన్సార్‌ను చదివి వేరియబుల్ సెన్సార్‌లో నిల్వ చేయండి రీడింగ్:
సెన్సార్ రీడింగ్ = అనలాగ్ రీడ్ (సెన్సార్)
// సెన్సార్ పఠనం ప్రవేశ స్థాయి కంటే ఎక్కువగా ఉంటే:
if (సెన్సార్ రీడింగ్> = ప్రవేశ)
{
// ledPin యొక్క స్థితిని టోగుల్ చేయండి:
ledState =! ledState
// LED పిన్ను నవీకరించండి:
డిజిటల్ రైట్ (లెడ్‌పిన్, లెడ్‌స్టేట్)
ఆలస్యం (10000) // ఆలస్యం
}
లేకపోతే
{
DigitalWrite (ledPin, ledState) // LED యొక్క ప్రారంభ స్థితి అనగా తక్కువ.
}
}
పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ అప్లికేషన్స్
- పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్లు ఉపయోగించబడతాయి షాక్ డిటెక్షన్ .
- మందం గేజ్, ఫ్లో సెన్సార్ కోసం యాక్టివ్ పిజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్లను ఉపయోగిస్తారు.
- నిష్క్రియాత్మక పిజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్లను మైక్రోఫోన్లు, యాక్సిలెరోమీటర్, మ్యూజికల్ పికప్ మొదలైనవి ఉపయోగిస్తారు…
- పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్లను అల్ట్రాసౌండ్ ఇమేజింగ్ కోసం కూడా ఉపయోగిస్తారు.
- ఈ సెన్సార్లను ఆప్టిక్ కొలతలు, మైక్రో కదిలే కొలతలు, ఎలక్ట్రో ఎకౌస్టిక్స్ మొదలైన వాటికి ఉపయోగిస్తారు…
ఈ విధంగా, ఇదంతా ఒక పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్ , లక్షణాలు, లక్షణాలు మరియు ఆర్డునో బోర్డ్ ఉపయోగించి సెన్సార్ యొక్క సాధారణ ఇంటర్‌ఫేసింగ్. సెన్సార్లను ఉపయోగించడానికి సులభమైనవి వివిధ అనువర్తనాల్లో చోటును కనుగొంటాయి. మీ ప్రాజెక్ట్‌లో మీరు ఈ సెన్సార్లను ఎలా ఉపయోగించారు? ఈ సెన్సార్లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు మీరు ఎదుర్కొన్న అతిపెద్ద సవాలు ఏమిటి?
