seminar ski rad - mirsad dizdarevic

8/14/2019 Seminar Ski Rad - Mirsad Dizdarevic

1/10

UNIVERZITET U BIHAUTEHNIKI FAKULTETBIHAODSJEK: MAINSKI

ROBOTIKASeminarski rad: SENZORI BLIZINE

kolska godina: 2007/2008

Student: Mirsad DizdareviBr. indexa: 827


2/10

1. Uvod

Sam razvoj ureaja koji ovjeka zamjenjuju na onim mjestima, za koja su se strojevipokazali produktivnijim, tekao je odreenim slijedom.

Dolo je do velikog razvoja robota, ija e primjena biti izraena i u budunosti. Za same

proizvoae postavlja se jedan veoma osjetljiv zadatak, a to je proizvodnja senzora, i zamjenaljudskih visoko razvijenih senzorikih sposobnosti.Senzori isporuuju samo djelominu informaciju, zbog ega je potrebno razviti sisteme

koji su izgraeni s vie razliitih senzora.Senzor je tehniki pretvornik, koji pretvara fiziku veliinu (npr. temperaturu, udaljenost,

tlak) u neku drugu veliinu, koja se lako obrauje najee elektriki signal.Neki od zahtjeva koji se postavljaju za primjenu senzora u robotici su:

- da bi prikazali uglovni poloaj zgloba, obino se na svaku osovinu robota stavljaenkoder,

- mogunost transformacije zglobnih koordinata u kartezijskom koordinatnom sistemu,- primjena telerobotike na mjestima gdje ne moe biti prisutan ovjek (npr. svemir),

- stepen odreenja je odreen autonomno od okoline i teko se odrava.Karakteristika senzora je da imaju izlazni signal koji se mjenja kada je blizina objekta

vea ili manja od odreene vrijednosti. esto se jo zovu i relejnim senzorima odnosnoprekidaima. Senzori blizine su jeftini, jednostavni i izdrljivi.

Osnovna primjena ovih senzora u robotici je kod brojanja komada i pri detekciji prisustvaobjekta i prepreka.


3/10

U mnogim proizvodnim sustavima se za utvrivanje pomaka rabe mehaniki preklopnicipoloaja. Drugi nazivi su mikroprekidai, granini prekidai ili graninici. Kako se gibanjapojedinog izvrnog elementa (aktuatora) detektiraju mehanikim kontaktom, tako postojekontaktni i bezkontaktni davai signala.

Kontaktni prekidai stari su koliko i elektrotehnika, dok su se bezkontaktni prekidai poeli koristiti prije 40. godina. Due vrijeme bili su samo alternativa mehanikimkontaktnim prekidaima (granini prekidai), i zbog male serijske proizvodnje bili su skupi.

2. Podjela senzora blizine

Senzore blizine dijelimo na:- Induktivne senzore blizine,- Kapacitivne senzore blizine,

- Ultrazvune senzore blizine i- Optike senzore blizine.

2.1. Induktivni senzori blizine

Princip rada ovih senzora se zasniva na zavisnosti induktivnosti kalema od promjenemagnetne otpornosti. Pribliavanjem predmeta senzoru raste induktivnost, udaljavanjem

predmeta deava se suprotno.

Slika 2. . Struktura induktivnog senzora blizine

Prikljuenjem senzora na izvor napajanja elektrinom energijom dolazi do oscilacija narezonantnoj frekvenciji. Ove oscilacije su uzrok stvaranja elektromagnetnog polja iji je

pravac prostiranja u smjeru ose senzora. Izlazni se signal mijenja s promjenom udaljenostipredmeta. Induktivni senzori se prave kao: U-profil, cilindrini profil i prizmatini profil.


4/10

Slika 3.Konstruktivne izvedbe induktivnih senzora

Kuite ovih senzora se uglavnom pravi od nehrajueg elika ili polimera. Na samomkuitu se esto ugrauju LED-diode za vizualnu indikaciju stanja i ispravnost napajanja.Induktivni senzori se lako ugrauju.

Slika 4.Konstrukcioni detalji ugradnje induktivnih senzora: a) direktna ugradnja,b ) ugradnja u udubljenju, c) ugradnja u nizu, d) detekcija ugaone brzine,

e) detekcija ugaonog ubrzanja


5/10

2.2 Kapacitivni senzori blizine

Princip rada ovih senzora slian je principu rada induktivnih senzora. Rad senzora jemiran i beskontaktan. Spadaju u grupu senzora za odreivanje blizine objekta, a mogu

posluiti i za mjerenje zglobne brzine. Osnovni element senzora je kondenzator koji seprikljuuje na oscilator ili pojaiva.

Slika 5. Struktura kapacitivnog senzora

Pojavom objekta izmeu elektroda dolazi do stvaranja naizmjeninog napona.Dobiveni naizmjenini napon se ispravlja i poredi sa naponom praga mit-ovog trigera koji jenajee podeen na ekvivalentnom preklopnom rastojanju. Do porasta rastojanja ukljuivanjadoi e zbog prisustva vlage i praine, kao i usljed porasta temperature. Obino se tanooitavanje vrijednosti prikljuivanja odreuje uz tano definirane uslove. Kod ovih se senzoradijelektrina konstanta kree blizu jedinice. Zbog toga nisu pogodni za detekciju predmeta od

prozirnih materijala.

2.3 Ultrazvuni senzori blizine

Osnovni elementi ultrazvunog senzora blizine su: ultrazvuni primopredajnik, ureajza formiranje izlaznog signala i pojaiva.

Slika 6. Struktura ultrazvunog senzora


6/10

Ovi senzori se koriste kao senzori blizine, a mogu posluiti i za odreivanje zglobnebrzine. Mogu biti izvedeni kao pijezoelektrini, a obino se prave kao elektrostatiki.

Radna frekvencija elektrostatikih senzora je 250kHz. Izgraeni su od dvije metalneelektrode prikljuene na jednosmjerni prednapon (300V), tako da se meusobno privlae.

Jedna elektroda je fiksirana, dok druga koja je privrena po obodu poinje vibrirati u

skladu sa silom stvarajui ultrazvune talase.Pijezoelektrini primopredajnici se prave od pijezoelektrinih materijala.Prikljuenjem pijezoelektrine membrane na naizmjenini napon, ona pone da osciluje idjeluje kao generator ultrazvuka.

Pri gradnji ovih senzora javlja se vie problema (nejednaka brzina prostiranjaultrazvuka u razliitim medijima, zavisnost brzine od temperature i pritiska vazduha,slabljenje intenziteta zbog radijalnog irenja i apsorpcije, djelovanje uma i dr.)

2.4 Optiki senzori blizine

Ovi senzori se sastoje od optikog para: predajnika i prijemnika. Kao predajniciveinom se koriste LED-diode i laserske diode, dok se kao prijemnici koriste fototranzistori,fotodiode i fotootpornici. Najea kombinacija je LED-dioda i fototranzistor.

Optiki par radi usaglaeno u odreenom podruju optikog spektra. Obino je optikisignal u podruju vidljive svjetlosti, u podruju kratkotalasne infracrvene svjetlosti ili u

podruju srednjetalasne infracrvene svjetlosti.Optiki senzori koji imaju refleksiju na objektu tano prepoznaju objekt na odreenoj

udaljenosti, koja je ovisna o intenzitetu emitovane svjetlosti, poloaja predmeta u odnosu naprijemnik i predajnik.

Slika 7. Optiki senzor kod prepoznavanja predmeta


7/10


8/10

4. Zakljuak

Uz mogunosti koje se pruaju integracijom senzora i njihovu iroku primjenu ifleksibilnost mogue je vrlo jeftino i efikasno osmisliti donedavno nezamisliva rjeenja zanadzor ili kontrolu sustava. Niske cijene integriranih senzora, koji uz to imaju ogroman broj

razliitih izvedbi dovele su do toga da se u skoro sve napredne elektronike ureaje (kojiimaju mikroprocesor) ugrauju senzori, pa ak i u rune satove i mobilne ureaje.to se tie industrijskih rjeenja automatskog upravljanja, u njima se ve odavno koriste

integrirani senzori jer je kod njih zbog potrebe za nadzorom parametara puno ranije dosegnutprag isplativosti. Zapravo se za ozbiljnu primjenu vie znaaja daje pouzdanosti sustavanego njegovoj cijeni.


9/10

5. Sadraj

1. Uvod................................................................................................................................22. Podjela senzora blizine....................................................................................................3

2.1. Induktivni senzori blizine...................................................................................3

2.2. Kapacitivni senzori blizine.................................................................................52.3. Ultrazvuni senzori blizine.................................................................................52.4. Optiki senzori blizine........................................................................................6

3. Prednosti bezkontaktnih senzora blizine.........................................................................74. Zakljuak.........................................................................................................................85. Sadraj.............................................................................................................................96. Literatura.......................................................................................................................10


10/10

6. Literatura

1. Robotika dr. Isak Karabegovi, dr. Vlatko Doleek; Biha 20022. http://www.tsrb.hr/meha/index.php?

option=com_content&task=view&id=51&Itemid=1

3. http://www.google.ba/search?hl=hr&lr=lang_hr&q=senzori&start=10&sa=N
http://www.tsrb.hr/meha/index.php?option=com_content&task=view&id=51&Itemid=1http://www.tsrb.hr/meha/index.php?option=com_content&task=view&id=51&Itemid=1http://www.google.ba/search?hl=hr&lr=lang_hr&q=senzori&start=10&sa=Nhttp://www.tsrb.hr/meha/index.php?option=com_content&task=view&id=51&Itemid=1http://www.tsrb.hr/meha/index.php?option=com_content&task=view&id=51&Itemid=1http://www.google.ba/search?hl=hr&lr=lang_hr&q=senzori&start=10&sa=N

seminar ski rad - mirsad dizdarevic

Documents