Sensoren en actuatoren zijn essentiële elementen van de embedded systemen. Ze worden gebruikt in verschillende real-life toepassingen, zoals een vluchtbeheersingssysteem in een vliegtuig, procesbeheersingssystemen in kernreactoren, energiecentrales die op een geautomatiseerde manier moeten worden bestuurd. Sensoren en Actuatoren verschillen voornamelijk door het doel dat beide bieden, de sensor wordt gebruikt om de veranderingen in de omgeving te controleren met behulp van meetinstrumenten terwijl de actuator wordt gebruikt wanneer samen met de controle de controle ook wordt toegepast zoals om de fysieke verandering te controleren.
Deze apparaten fungeren als de bemiddelaar tussen de fysieke omgeving en het elektronische systeem waarin de sensor en actuator zijn ingebed.
Inhoud: Sensoren en Actuatoren
-
- Vergelijkingsdiagram
- Definitie
- Key verschillen
- Conclusie
Vergelijkingsdiagram
| Basis voor vergelijking | Sensoren | Actuatoren |
|---|---|---|
| Basis | Gebruikt om de continue en discrete procesvariabelen te meten. | Impel continue en discrete procesparameters. |
| Geplaatst op | Invoerpoort | Uitvoerpoort |
| Uitkomst | Elektrisch signaal | Warmte of beweging |
| Voorbeeld | Magnetometer, camera’s, versnellingsmeter, microfoons. | LED, Laser, Luidspreker, Solenoïde, motor controllers. |
Definitie van Sensoren
Een sensor is een elektronisch instrument dat in staat is om de fysische grootheid te meten en een beschouwende output te genereren. Deze output van de sensoren is gewoonlijk in de vorm van elektrische signalen. Laten we een voorbeeld geven: stel dat we de snelheid van ons voertuig moeten regelen en dat we daarvoor een regelsysteem ontwerpen. Dat kan niet door alleen maar het gaspedaal vast te zetten, het moet worden aangepast op elk moment dat de snelheid verandert (zoals bij het bergop en bergaf rijden). Dit kan worden gedaan door een sensor te gebruiken om de snelheid van het voertuig te meten en deze om te zetten in digitale vorm voor het digitale systeem. Aan de hand van de gemeten snelheid wordt de gasklep dus aangepast door het aangesloten elektronische apparaat.
Laten we nu eens begrijpen hoe een sensor werkt. Sensoren zijn zo geplaatst dat zij een directe wisselwerking met de omgeving kunnen aangaan om met behulp van een sensorelement de toegevoerde energie waar te nemen. Deze aangezogen energie wordt omgezet in een meer geschikte vorm door een transductie-element.
Er zijn verschillende soorten sensoren, zoals positie-, temperatuur-, druk- en snelheidssensoren, maar fundamenteel zijn er twee typen – analoog en digitaal. De verschillende typen vallen onder deze twee basistypen. Een digitale sensor is uitgerust met een analoog-digitaal omzetter, terwijl een analoge sensor geen ADC heeft.
Definitie van Actuatoren
Een actuator is een apparaat dat de fysische grootheid verandert, omdat het een mechanisch onderdeel kan laten bewegen nadat het enige input van de sensor heeft gekregen. Met andere woorden, het ontvangt controle-input (in het algemeen in de vorm van het elektrische signaal) en genereert een verandering in het fysieke systeem door het produceren van kracht, warmte, beweging, enzovoort.
Een actuator kan worden geïnterpreteerd met het voorbeeld van de stappenmotor, waar een elektrische puls de motor aandrijft. Telkens wanneer een puls in de ingang wordt gegeven, draait de motor dienovereenkomstig in een vooraf bepaalde hoeveelheid. Een stappenmotor is geschikt voor toepassingen waarbij de positie van het voorwerp nauwkeurig moet worden geregeld, bijvoorbeeld een robotarm.
Key verschillen tussen sensoren en actuatoren
- Een sensor is een apparaat dat een fysische parameter verandert in een elektrische output. Daarentegen is een actuator een apparaat dat een elektrisch signaal omzet in een fysieke output.
- De sensor bevindt zich aan de ingangspoort om de input te nemen, terwijl een actuator aan de uitgangspoort wordt geplaatst.
- Sensor genereert elektrische signalen, terwijl een actuator resulteert in de productie van energie in de vorm van warmte of beweging.
- Magnetometer, camera’s, microfoons zijn enkele van de voorbeelden waarin de sensor wordt gebruikt. Daarentegen worden actuatoren gebruikt in de LED, luidspreker, motor controllers, laser, enzovoort.
Conclusie
Sensoren geven de computer informatie over de toestand van het systeem. Anderzijds aanvaarden actuatoren commando’s om een functie uit te voeren.