Spoljašnji senzori :

Senzori :

Senzori su sistemi koji pretvaraju fizičke veličine i njihove promene u el. signale.

Malih su dimenzija imaju izuzetne tehničke karekteristike i poseduju sposobnost za obradu signala. Informacije sa senzora su potrebne za vreme i posle izvršenja radnog zadatka.

Spoljašnji senzori su uredjaji koji daju informacije o okolini. Oni daju informacije za više nivoe upravljanja i na osnovu njih se daju odluke.

Spoljašnji senzori se dele na:

Senzore dodira Senzore blizine Senzore rastojanja Vizuelne senzore

SENZORI DODIRA:

Senzori dodira (taktalni) su binarni uredjaji koji daju informaciju o dodiru u obliku 0 ili 1. Senzori dodira imaju ulogu da indentifikuju trenutak dodira kontaktnih elemenata kojima se definise granica nekog polja, da indentifikuje granične vrednosti merene fizičke veličine, da odredi trenutak dodira mernog pipka sa

objektom merenja ida utvrdi koordinate tačaka dodira prstiju hvataljki. Primenjuju se kod kontrolinih automata, mernih robota i adaptivnih robota. Jednostavna obrada signala, jednostavna konstrukcija i niska cena su prednosti ovih senzora.

Taktilni senzori sastoje se od tri osnovna dela:

1. Veštačke kože

2. Senzora

3. Elektronskog sklopa

OTPORNIČKI TAKTILNI SENZORI

Otpornički senzori sa nizovima elektroda 2 niza paralelnih elektroda koje su postavljene normalno jedne na drugu, izmedju njih je provodni elastomer (Guma koja se pod dejstvom sile sabija ili isteže i pri tome menja svoju otpornost, pogodna je samo za binarne taktilne senzore).

ELEKTROMAGNETSKI TAKTILNI SENZORI

Induktivni senzori su robusni i pogodni za detekciju većih objekata u industrijskim uslovima. Princip rada temelji se na zavisnosti električne otpornosti R

magnetootpornika od magnetskog polja H, pri čemu je relativni položaj magnetootpornika u polju u vezi sa delovanjem sile na dodirnoj površini.

PIJEZOELEKTRIČNI TAKTILNI SENZORI

Pijezoelektrični efekat. Kada na pijezoelektrični materijal deluje sila, nastaje deformacija u strukturi materijala koja dovodi do polarizacije molekulskih dipola. Pijezoelektrični senzor gradi se kao pločasti kondenzator. Signal sa pijezoelektričnog senzora je napon ili naelektrisanje.

TERMIČKI TAKTILNI SENZORI

Termička percepcija okoline omogućava čoveku da oseća temperaturu i da prepoznaje oblike predmeta. Poznato je da čovek pri dodiru metalnog i drvenog predmeta na sobnoj temperaturi oseća da je metalni predmet hladniji. Tada se prelaz toplote od radnog predmeta do receptora toplotnog fluksa odvija kondukcijom.Na isti način rade i veštački termički senzori. Grade se u obliku nizova ili matrica, slično kao taktilni senzori u užem smislu koji su osetljivi na delovanje sile.Tipovi termičkih senzora: bolometar, termoelement, piroelektrik

Senzori blizine:

Senzori blizine imaju izlazni signal koji se menja kada je blizina objekta veća ili manja od određene vrednosti. Zbog toga se često nazivaju relejnim senzorima odnosno prekidačima, čije ime zavisi od fizičkog principa na kome rade: induktivni, kapacitivni, optoelektronski i sl.Senzori blizine su jeftini, jednostavni i izdržljivi, imaju važnu ulogu tokom izvršavanja automatskih procesa.Velike mogućnosti u primeni i niska cena uslovili su da na promet senzora blizine otpada oko 17% svih senzora.

ELEKTROMEHANIČKI MIKROPREKIDAČI

Najstariji i najjeftiniji senzori blizine, zavisno od namene poluge kojima se aktiviraju priključci mikroprekidača imaju različite oblike.Neosetljivi na vlagu, imaju mogućnost rada u eksplozivno opasnim sredinama.

KAPACITIVNI SENZORI BLIZINE

Sastoje se od kondenzatora kao glavnog elementa koji se priključuje na oscillator ili pojačavač, u oba slučaja princip se zasniva na menjanju kapacitivnosti ili zbog ulaska objekta i menjanje dielektrične konstante izmedju elektroda ili zbog promene rastojanja izmedju elektroda od kojih je jedna na senzoru a druga na objektu čiju daljinu merimo.

ULTRAZVUČNI SENZORI BLIZINE

Ultrazvučni senzori blizine sastoje se od ultrazvučnog primopredajnika, uređaja za formiranje izlaznog signala i pojačavača.

Imaju slične oblike i dimenzije kao i elektromagnetski senzori blizine.

Primena: nadgledanje trake, sortiranje komada po visini, detekcija visine pri slaganju, detekcija ulaza/izlaza, brojanje komada, detekcija nivoa, itd.

Induktivni senzori blizineInduktivni senzor blizine je sastavljen od električnog oscilatora, preklopnog stepena (flip-flopa), i pojačala. Priključenjem napona na induktivni senzor oscilator generiše visokofrekventno elektromagnetsko polje koje se rasprostire u aktivnu sklopnu zonu senzora. Ako se u tu sklopnu zonu unese metalni deo oscilator se prigušuje. Prigušenje amplitude polja deluje na preklopni stepen, koji preko pojačala daje izlazni signal.

Reed senzori blizineReed kontakt je senzor blizine koji aktivira magnetizam. Sastoji se od dva kontakta smeštena u staklenu cev ispunjenu inertnim plinom. Magnetsko polje uzrokuje uključenje reed senzora. Kontaktna pera se zatvaraju kada dovedemo permanentni magnet ispod reed senzora i time omogućuje tok struje u strujnom krugu.

Optički senzori blizineOptički senzori blizine se za uočavanje predmeta koriste se optikom i elektronikom. Senzori rade sa crvenim i infracrvenim svetlom. Poluprovodničke diode koje proizvode svetlost (LED) su pouzdan izvor crvenog i infracrvenog svetla. Male su, robusne, imaju dug radni vek i lako ih je ugraditi. Kao prijemnici se koriste fotodiode i fototranzistori. Pri nameštanju prednost imaju senzori s vidljivom, crvenom svetlošću, za razliku od nevidljive infracrvene.Optički senzori koji imaju refleksiju na objektu tačno prepoznaju objekat na određenoj udaljenosti, koja je zavisna od intenziteta emitovane svetlosti, položaja predmeta u odnosu na prijemnik i predajnik.

Senzori rastojanja:

Merenje rastojanja je u tesnoj vezi sa opstim problemima vizuelnih sistema.Udaljenost nekog predmeta ili podloge može se meriti na bazi emitovanja talasa pa zatim prijema odbijenog signala.

Laserski daljinari:Postoje dva načina korišćenja lasera: daljinari koji rade u inpulsnom režimu rada i daljinari koji rade u kontinualnom režimu rada.Uređaji koji rade na principu impulsnog režima su veoma efikasni ali se ne mogu koristiti za merenje manjih rastojanja. Laserska svetlost se šalje u impulsima.

Laserski dalijinar sa impulsnim režimom:Sastoji se od predajnog i prijemnog optičkog sistema i merača vremena.Pomoću predajnog sistema se laserski snop usmerava na objekat čija udaljenost se meri. Deo svetlosti koji se odbio od objekta se vraća i prihvata je prijemni optički sistem.

Laserski daljinar sa kontinualnim režimom:On se koristi za merenje manjih rastojanja. Sastoji se od predajnog i prijemnog optičkog sistema i merača faze. Predajni sistem neprekidno emituje lasersku svetlost.

Ultrazvučni senzor udaljenosti:On radi na principu emitovanja talasa, a zatim prijema odbijenog signala pri čemu se meri vreme od trenutka emitovanja do trenutka prijema signala. Na osnovu toga se dobija udaljenost predmeta. Često se koriste jer su jeftini, jednostavni,lagani,ne troše puno i izvrsni su za izbegavanje prepreka.

Senzori vizije:Senzori vizije su optički senzori koje optičko zračenje pretvara u sliku ili el. signal.Kod aktivnog senzora vizije predajnik emituje svetlost, a prijemnik prima reflektovanu svetlost. Pasivni senzor ima samo prijemnik svetlosti koji je osetljiv na optičko zračenje okoline.Senzori vizije imaju sledeću strukturu:

1. Upravljačku jedninicu2. Osvetljenje3. Obrađivači signala slike4. Optički senzor sa dodatnim uredjajima5. Optički element (ogledalo, prizma, sočivo, filter)

Upravljačka jedinica koordinira rad sistema i ostvaruje vezu sa displejom.

3D - senzori vizije:Kod 3D senzora vizije treba izmeriti udaljenost između senzora i svake tačke radnog prostora. Za ostvarivanje trodimenzionalne vizije postoje tri grupe metoda:

1. Direktne / Indirektne2. Aktivne / Pasivne3. Monokularne / Binokularne

CCD – Polu provodničke kamere:Postoje razne vrste kamera. Najstarija je TV kamera koja nije pouzdana zbog lomljivosti, kratkog veka trajanja i nelinearnosti napona. Vidikon kamere su kamere napravljene na bazi vakumske cevi sa senzorskom elektrodom. Njeni nedostaci: ima velike dimenzije, osetljiva je na vibracije i ima mali pouzdanost.Danas se najviše koriste CCD kamere. CCD kamere se većinom ugradjuju u robotskim šakama. Njihov princip se zasniva na konverziji fotona u naelektrisanje. Konverzija se može opisati pomoću fotodiode ili pomoću MOS kondenzatora.