Types de capteurs avec leurs schémas de circuit

En général, nous utilisons des tableaux de prises murales conventionnels pour allumer des appareils industriels ou des appareils ménagers tels que des ventilateurs, des refroidisseurs, des moteurs industriels, etc. Mais, il est très difficile de faire fonctionner les commutateurs régulièrement. D'où, automatisation de la maison et les systèmes d'automatisation industrielle sont développés pour faciliter le contrôle de toutes les charges électriques et électroniques requises. Cette automatisation dans un système d'alimentation peut être conçue à l'aide de divers types de capteurs et circuits de capteurs. Ainsi, cet article donne un aperçu complet de ce qu'est un capteur, différents types, principe ainsi que des schémas de circuit.

Qu'est-ce que le capteur?

Un appareil qui donne une sortie en détectant les changements de quantités ou d'événements peut être défini comme un capteur. En général, les capteurs sont appelés les dispositifs qui génèrent un signal électrique ou un signal de sortie optique correspondant aux variations du niveau des entrées. Il existe différents types de capteurs, par exemple, considérons un thermocouple qui peut être considéré comme un capteur de température qui produit une tension de sortie basée sur les changements de température d'entrée.

On peut observer de nombreux types de capteurs dans de nombreux domaines employés pour diverses applications. Considérons quelques-uns des types de capteurs .

Types de capteurs

Différents types de capteurs en électronique

Dans notre vie de tous les jours, nous sommes habitués à implémenter fréquemment différents types de capteurs dans nos systèmes d'alimentation tels que les appareils électriques et électroniques, les systèmes de contrôle de charge, la domotique ou l'automatisation industrielle, etc.

Tous les types de capteurs peuvent être classés en capteurs analogiques et capteurs numériques . Mais, il existe quelques types de capteurs tels que les capteurs de température, les capteurs IR, les capteurs à ultrasons, les capteurs de pression, les capteurs de proximité et les capteurs tactiles sont fréquemment utilisés dans la plupart des applications électroniques.

1. Capteur de température
2. Capteur IR
3. Capteur à ultrasons
4. Senseur tactile
5. Capteurs de proximité
6. Capteur de pression
7. Capteurs de niveau
8. Capteurs de fumée et de gaz

Capteur de température

La température est l'une des grandeurs environnementales les plus couramment mesurées pour différentes raisons. Il existe différents types de capteurs de température qui peuvent mesurer la température, comme un thermocouple , thermistances, capteurs de température à semi-conducteurs, détecteurs de température à résistance (RTD), etc. En fonction de l'exigence, différents types de capteurs sont utilisés pour mesurer la température dans différentes applications.

Capteur de température

Circuit du capteur de température

Un simple capteur de température avec le circuit peut être utilisé pour allumer ou éteindre la charge à une température spécifique qui est détectée par le capteur de température (une thermistance est utilisée ici). Le circuit se compose de la batterie, de la thermistance, des transistors et du relais qui sont connectés comme indiqué sur la figure.

Circuit du capteur de température

Le relais est activé par le capteur de température en détectant la température souhaitée. Ainsi, le relais commute sur la charge qui lui est connectée (la charge peut être AC ou DC). Nous pouvons utiliser ce circuit pour contrôler le ventilateur automatiquement en fonction de la température.

Application pratique du capteur de température

En premier lieu, considérez capteurs de température qui sont à nouveau classés en différents types de capteurs tels que des thermistances, des capteurs de température numériques, etc.

Le contrôleur de température numérique programmable est un projet électronique pratique basé sur un système intégré, il est conçu, qui est utilisé pour contrôler la température de tout appareil en fonction des exigences des applications industrielles. Le kit de circuit du capteur de température numérique est illustré dans la figure ci-dessous.

Le schéma de principe du circuit du projet peut être représenté comme suit avec différents blocs comme indiqué sur la figure.

Le bloc d'alimentation se compose d'une alimentation CA 230V, d'un transformateur abaisseur pour abaisser la tension, d'un redresseur pour le redressement de la tension CA vers CC, d'un régulateur de tension pour maintenir une tension CC de sortie constante pour fournir une entrée au circuit du projet.

L'écran LCD est interfacé avec les microcontrôleurs 8051 pour afficher les lectures de température dans la plage de -55 degrés C à + 125 degrés C.Le capteur de température numérique IC DS1621 est utilisé pour fournir des lectures de température 9 bits au microcontrôleur.

La mémoire non volatile EEPROM est utilisée pour stocker les réglages de température définis par l'utilisateur (maximum et minimum) via un ensemble de commutateurs vers les microcontrôleurs 8051. Un relais est connecté au microcontrôleur qui peut être piloté à l'aide du pilote de transistor. La charge peut être pilotée à l'aide de ce relais (ici la charge est représentée par une lampe à des fins de démonstration).

Capteur IR

Les petites puces photo ayant une cellule photoélectrique qui sont utilisées pour émettre et détecter la lumière infrarouge sont appelées capteurs IR. Les capteurs infrarouges sont généralement utilisés pour concevoir une technologie de contrôle à distance. Capteur IR peut être utilisé pour détecter des obstacles du véhicule robotique et ainsi contrôler la direction du véhicule robotique. Il existe différents types de capteurs qui peuvent être utilisés pour détecter les lumières infrarouges.

Capteur IR

Circuit du capteur IR

Un simple circuit de capteur infrarouge est utilisé dans notre vie quotidienne comme télécommande pour un téléviseur. Il se compose d'un circuit émetteur IR et de circuits récepteurs IR qui peuvent être conçus comme indiqué sur la figure.

Circuit du capteur IR

Le circuit émetteur IR qui est utilisé comme télécommande par le contrôleur est utilisé pour émettre de la lumière infrarouge. Cette lumière infrarouge est envoyée ou transmise vers le circuit récepteur IR qui s'interface avec l'appareil comme un robot télécommandé TV ou IR. Sur la base des commandes reçues, le téléviseur ou le robot est contrôlé.

Application pratique du capteur IR

Les capteurs infrarouges sont fréquemment utilisés pour concevoir des télécommandes de télévision. Il s'agit d'un simple projet électronique basé sur un capteur infrarouge utilisé pour contrôler à distance un véhicule robotisé à l'aide de la télécommande générale du téléviseur ou Télécommande IR . Le circuit de projet de véhicule robotique commandé par capteur infrarouge est illustré sur la figure.

Le schéma de principe des véhicules robotiques contrôlés par IR se compose de différents blocs tels que des moteurs et un moteur de plongée interfacés avec les microcontrôleurs 8051, une batterie pour l'alimentation, un bloc récepteur IR et une télécommande TV ou IR comme indiqué sur la figure.

Ici, la télécommande TV à capteur infrarouge est utilisée pour envoyer des commandes au véhicule robotique à distance par l'utilisateur. Basé sur les commandes reçues par le récepteur infrarouge interfacé avec le microcontrôleur à l'extrémité du récepteur. Le microcontrôleur génère des signaux appropriés pour entraîner les moteurs de manière à contrôler la direction du véhicule robotique en avant ou en arrière ou à gauche ou à droite.

Capteur à ultrasons

Un transducteur qui fonctionne sur le principe similaire au sonar ou au radar et qui estime les attributs de la cible par interprétation est appelé capteurs ou émetteurs-récepteurs à ultrasons. Il existe différents types de capteurs classés comme capteurs à ultrasons actifs et passifs qui peuvent être différenciés en fonction du fonctionnement des capteurs.

Les ondes sonores haute fréquence générées par les capteurs ultrasoniques actifs sont reçues en retour par le capteur ultrasonique pour évaluer l'écho. Ainsi, l'intervalle de temps pris pour émettre et recevoir l'écho est utilisé pour déterminer la distance à un objet. Mais, les capteurs à ultrasons passifs ne sont utilisés que pour détecter le bruit ultrasonore qui est présent dans des conditions spécifiques.

Capteur à ultrasons avec circuit

Le module à ultrasons illustré sur la figure ci-dessus se compose d'un émetteur, d'un récepteur et d'un circuit de commande à ultrasons. L'application pratique d'un capteur à ultrasons avec le circuit peut être utilisé comme un circuit de capteur de distance à ultrasons comme indiqué ci-dessous.

Chaque fois que l'alimentation électrique est fournie au circuit, des ondes ultrasonores sont générées et transmises par le capteur et réfléchies par un obstacle ou un objet devant lui. Ensuite, le récepteur le reçoit et le temps total d'envoi et de réception est utilisé pour calculer la distance entre l'objet et le capteur. Le microcontrôleur est utilisé pour traiter et contrôler des opérations entières à l'aide de techniques de programmation. L'écran LCD est interfacé avec le circuit pour afficher la distance (généralement en cm).

Application pratique du capteur à ultrasons

Des capteurs à ultrasons avec circuits peuvent être utilisés pour mesurer la distance d'un objet. Cette méthode est utilisée lorsque nous ne pouvons pas mettre en œuvre les méthodes conventionnelles pour mesurer des zones inaccessibles telles que des zones à haute température ou de pression, etc. Le kit de circuit de projet de mesure de distance basé sur un capteur à ultrasons est illustré sur la figure.

La mesure de distance par le schéma de principe du circuit du projet de capteur à ultrasons est représentée dans le schéma de principe ci-dessous. Il se compose de différents blocs tels qu'un bloc d'alimentation, un écran LCD, un module à ultrasons, un objet dont la distance doit être mesurée et le 8051 microcontrôleurs .

Le transducteur à ultrasons utilisé dans ce projet consiste en un émetteur et un récepteur à ultrasons. Les ondes transmises par l'émetteur à ultrasons sont réfléchies vers le récepteur à ultrasons depuis l'objet. Le temps nécessaire pour envoyer et recevoir ces ondes est calculé en utilisant la vitesse du son.

Senseur tactile

Les capteurs tactiles peuvent être définis comme des commutateurs activés par le toucher. Il existe différents types de capteurs tactiles classés en fonction du type de touches telles que le commutateur tactile capacitif, la résistance interrupteur tactile , et interrupteur tactile piézo.

Senseur tactile

Circuit du capteur tactile

Le circuit représente une application simple d'un capteur tactile qui se compose d'une minuterie 555 fonctionnant en mode monostable, d'un capteur tactile ou d'une plaque, d'une LED, d'une batterie et de composants électroniques de base.

Circuit du capteur tactile

Le circuit est connecté comme indiqué sur la figure ci-dessus. En état normal, lorsque la plaque tactile n'est pas touchée, la LED reste à l'état éteint. Si une fois que la plaque tactile est touchée, un signal est donné aux 555 minuteries. En détectant le signal reçu de la plaque tactile, la minuterie 555 active la LED et ainsi la LED s'allume pour indiquer le toucher effectué sur le capteur tactile ou la plaque.

Application pratique du capteur tactile

Une charge tactile est conçue pour contrôler la charge. Le kit de circuit de projet d'interrupteur de charge à commande tactile est illustré sur la figure.

L'interrupteur de charge à commande tactile basé sur le principe du capteur tactile se compose de différents blocs tels qu'un bloc d'alimentation, 555 minuteries , plaque de capteur tactile ou plaque tactile, relais et charge comme indiqué dans le schéma de principe de l'interrupteur de charge à commande tactile.

Les 555 minuteries utilisées dans le circuit sont connectées en mode monostable, qui est utilisé pour piloter un relais pour allumer une charge pendant une durée fixe. La broche de déclenchement des minuteries 555 est connectée à la plaque tactile, ainsi, 555 minuteries peuvent être déclenchées au toucher. Chaque fois que 555 minuteries sont déclenchées par le toucher (la tension se développe avec le toucher du corps humain), il délivre une logique élevée pendant un intervalle de temps fixe. Cet intervalle de temps fixe peut être modifié en modifiant la connexion de constante de temps RC à la minuterie. Ainsi, la sortie du temporisateur 555 entraîne la charge à travers le relais et la charge s'éteint automatiquement après une durée déterminée.

De même, nous pouvons développer des systèmes électriques et projets électroniques en utilisant des capteurs plus avancés tels qu'un système d'ouverture de porte automatique basé sur un capteur PIR. Production d'électricité basée sur des capteurs de pression qui peut être mise en œuvre en plaçant les plaques piézoélectriques (ce sont un type de capteurs de pression) sous un disjoncteur sur les autoroutes pour produire de l'électricité pour les lampadaires d'autoroute. Circuit de détection de proximité basé sur un capteur de proximité.

Maintenant, avançons et connaissons les types de capteurs basés sur chaque domaine, comme dans l'IoT, la robotique, le bâtiment et dans de nombreux secteurs.

Capteurs dans l'IoT

L'IoT est la plate-forme sur laquelle il est récemment devenu le centre de toutes les choses liées à la technologie. La fonction de l'IoT est de fournir plusieurs types d'informations et de renseignements grâce à la mise en œuvre de divers types de capteurs. Ces capteurs fonctionnent pour collecter des informations, y fonctionner et les partager entre plusieurs appareils connectés. Avec toutes les informations recueillies, les capteurs permettent une fonctionnalité automatique et rendent la technologie plus intelligente. Voici les types de capteurs dans l'IoT domaine.

Capteurs de proximité

Il s'agit d'un type de capteur IoT où il identifie l'existence ou la non-existence de l'objet environnant ou trouve les propriétés de l'objet. Ensuite, il convertit le signal détecté sous une forme clairement comprise par l'utilisateur ou peut être un simple appareil électronique qui n'entre pas en contact avec lui.

Circuit du capteur de proximité

L'application des capteurs de proximité se situe principalement dans le domaine de la vente au détail où ils peuvent découvrir le mouvement et l'association qui existent entre le produit et le consommateur. Avec cela, les utilisateurs peuvent recevoir des notifications rapides des mises à jour de réduction et des offres exclusives de produits intéressants. Et l'autre domaine est celui des automobiles.

Par exemple, lorsque vous reculez une voiture, vous entendrez des sons si un obstacle est trouvé, et ici le fonctionnement du capteur de proximité est mis en œuvre.

Il existe de nombreux autres types de capteurs de proximité et ceux-ci sont:

• Capteurs capacitifs
• Détecteurs inductifs
• Capteurs photoélectriques

Capteur chimique

Ces capteurs sont mis en œuvre dans diverses industries. L'objectif principal de ces capteurs est de signifier tout type de changement dans le liquide ou de détecter d'éventuelles variations chimiques de l'air. Celles-ci sont mises en œuvre de manière cruciale dans les grandes villes car il est important de rechercher des changements et d'assurer la sécurité de la population.

La mise en œuvre essentielle des capteurs chimiques peut être observée dans l'observation atmosphérique commerciale et la gestion des processus qui peuvent être des produits chimiques intentionnellement ou fortuitement évolués, une exposition dangereuse ou radioactive, des opérations réutilisables dans les stations spatiales, les industries pharmaceutiques et bien d'autres.

Les capteurs chimiques les plus couramment utilisés sont

• Type de gaz électrochimique
• FET chimique
• Résistance Chemi
• IR non dispersif
• Type d'électrode en verre pH
• Nanorod d'oxyde de zinc
• Type de chlorure fluorescent

Capteur de gaz

Ceux-ci sont presque les mêmes que les capteurs chimiques mais sont exclusivement mis en œuvre pour observer les modifications de la qualité de l'air et pour découvrir l'existence de différents types de gaz. Semblables aux capteurs chimiques, ceux-ci sont utilisés dans de multiples domaines tels que l'agriculture, la santé, la fabrication et utilisés pour l'observation de la qualité de l'air, la reconnaissance des gaz toxiques ou inflammables, la surveillance des gaz dangereux dans les industries du charbon, les entreprises pétrolières et gazières, les recherches en laboratoire de chimie, l'ingénierie - peintures , plastiques, caoutchouc, médicaments et pétrochimie, et autres.

Quelques-uns des capteurs de gaz les plus mis en œuvre sont de

• Type d'hydrogène
• Type de surveillance de l'ozone
• Hygromètre
• Capteur de dioxyde de carbone
• Type gazeux électrochimique
• Type de perle catalytique
• Type de pollution atmosphérique
• Type de détection de monoxyde de carbone
• Type de détection de gaz

Il s'agit de capteurs de gaz et de produits chimiques et leurs types.

Capteurs d'humidité

L'humidité est le terme spécifié comme la quantité de vapeur qui existe dans l'air atmosphérique ou dans d'autres substances gazeuses. Capteurs d'humidité adhèrent généralement à l'utilisation de capteurs de température car la plupart des opérations de fabrication nécessitent des conditions de fonctionnement exactes. Avec la mesure de l'humidité, on peut s'assurer que toute la procédure se déroule facilement et quand il y a une modification brusque, alors ils vont avec une action immédiate car ces capteurs identifient la variation plus rapidement.

De nombreux domaines tels que le résidentiel et le commerce utilisent ces capteurs d'humidité à des fins de chauffage, de ventilation et de refroidissement. Même ces capteurs peuvent être observés dans de nombreux autres domaines tels que la peinture, les hôpitaux, l'industrie pharmaceutique, la météorologie, l'automobile, les serres et les revêtements.

Ce sont les principalement utilisés types de capteurs dans l'IoT domaine.

Capteurs en robotique

Les capteurs ont plus d'importance dans l'industrie de la robotique car ils permettent au robot d'être informé de l'environnement environnant et lui permettent ainsi d'accomplir les opérations nécessaires. Sans la mise en œuvre de ces capteurs, les robots ne peuvent effectuer que quelques activités monotones qui limitent la capacité du robot.

Avec toutes ces capacités, les robots peuvent effectuer de nombreuses opérations de haut niveau. Laissez-nous discuter plus clairement de divers types de capteurs en robotique .

Capteur d'accélération

Ce type de capteur est utilisé pour calculer les valeurs angulaires et d'accélération. Un accéléromètre est principalement utilisé pour le calcul de l'accélération. Il existe deux types de forces qui montrent l'impact sur un accéléromètre et ce sont:

Force statique - Il s'agit de la force de frottement qui existe entre deux objets. Avec le calcul de la force gravitationnelle, on peut connaître la valeur d'inclinaison du robot. Ce calcul est utile pour l'équilibrage robotique, ou pour savoir que le robot a un mouvement de conduite en montée ou sur un bord plat.

Force dynamique - Ceci est mesuré comme la quantité d'accélération nécessaire pour le mouvement d'un objet. Le calcul de la force dynamique via un accéléromètre définit la vitesse ou les taux de vitesse pour ce que le robot est en mouvement.

Ces capteurs accélérométriques sont disponibles dans plusieurs configurations. Le type de sélection dépend des besoins de l'industrie. Quelques-uns des paramètres qui doivent être vérifiés avant la sélection appropriée du capteur sont la bande passante, le type de sortie numérique ou analogique, le nombre total d'axes et la sensibilité.

L'image ci-dessous montre le diagramme schématique d'un capteur d'accélération.

Capteur d'accélération

Capteur de son

Ces capteurs sont généralement des microphones utilisés pour connaître le son et délivrer le niveau de tension correspondant en fonction du niveau sonore détecté. Avec la mise en œuvre d'un capteur sonore, un petit robot peut être fabriqué pour naviguer en fonction du niveau du son reçu.

Par rapport aux capteurs de lumière, le processus de conception des capteurs sonores est quelque peu compliqué. En effet, les capteurs sonores fournissent une différence de tension très minime et cela doit être amplifié pour fournir une variation de tension mesurable. Le circuit de commutation du capteur sonore est illustré ci-dessous:

Capteur de son

Capteur de lumière

Les capteurs de lumière sont des sortes de dispositifs transducteurs qui sont utilisés pour identifier la lumière et génèrent un changement de tension qui est le même que l'intensité de la lumière qui vient sous le capteurs de lumière .

Il existe principalement deux types de capteurs dans l'industrie de la robotique et ceux-ci sont la photorésistance et le photovoltaïque. Même il existe d'autres types de capteurs de lumière qui ne sont pas très implémentés comme les phototransistors et les phototubes.

Résistance photo

Il s'agit d'une sorte de résistance principalement utilisée à des fins de détection de lumière. En cela, la valeur de résistance est modifiée en fonction du niveau d'intensité de la lumière. La lumière qui tombe sur la photorésistance a une relation inverse avec la valeur de résistance de la photorésistance. Dans la plupart des cas, la photorésistance est même appelée LDR qui est une résistance dépendante de la lumière. Le schéma de circuit de la photorésistance est illustré ci-dessous:

Cellules photovoltaïques

Les cellules photovoltaïques sont les dispositifs de transformation d'énergie qui sont utilisés dans le but de convertir le rayonnement solaire en une forme d'énergie électrique. Ceux-ci sont principalement utilisés dans le processus de fabrication des robots solaires. Séparément, les cellules photovoltaïques sont prises en compte comme des dispositifs de source d'énergie qui est l'application qui est fusionnée avec les condensateurs et les transistors et ils peuvent le transformer en un dispositif de détection.

Capteurs tactiles

Il s'agit d'un type de capteur qui indique le contact qui se trouve entre le capteur et l'objet. Les capteurs tactiles sont probablement mis en œuvre dans des scénarios quotidiens tels que dans les lampes qui atténuent ou améliorent la luminosité en touchant leur base et dans les boutons d'ascenseur. En outre, il existe de nombreuses applications étendues de capteurs tactiles dont les gens ne sont pas exactement conscients. Les principaux types de capteurs tactiles sont

Senseur tactile

C'est le capteur qui détient la capacité de détecter et d'identifier le contact de l'objet et du capteur. Quelques-uns des appareils sur lesquels les capteurs tactiles sont utilisés sont des interrupteurs de limitation, des micro-interrupteurs et autres. Lorsque l'un des connecteurs entre en contact avec l'une des sections solides, cet appareil sera plus pratique et cela arrête le mouvement robotique. De plus, il est utilisé à des fins d'inspection où il a une sonde utilisée pour la mesure de la taille des composants.

Capteur de force

Ceci est utilisé pour mesurer les valeurs de force de multiples opérations telles que le déchargement et le chargement de la machine, le transport de matériaux et d'autres qui sont actionnés par un robot. Ce capteur est également largement utilisé dans l'approche d'assemblage pour analyser les problèmes. Il existe de multiples approches qui sont mises en œuvre dans ce capteur telles que la détection conjointe, la détection par réseau tactile.

En dehors de ceux-ci, il existe de nombreux types de capteurs dans de nombreuses industries. Laissez-nous un bref aperçu de ceux-ci:

Types de capteurs utilisés dans la construction

Les capteurs les plus utilisés dans le bâtiment sont:

• Capteurs de température
• Capteurs de détection de mouvement
• Capteurs de tension et de courant électriques
• Détecteurs de fumée et d'incendie
• Capteurs de caméra
• Capteurs de gaz

Types de capteurs en télédétection

Il existe principalement deux types de capteurs de télédétection et ce sont des capteurs actifs et passifs.

Capteurs actifs

Ceux-ci génèrent de l'énergie pour balayer les choses et les emplacements, puis un capteur identifie et calcule la quantité de rayonnement rétrodiffusé ou réfléchi de l'objet cible. Les exemples de capteurs actifs sont RADAR et LIDAR où la différence de temps entre le processus d'émission et le processus de retour est calculée en déterminant la zone, la vitesse et la direction de l'objet.

Capteurs passifs

Ces capteurs collectent le rayonnement qui est soit rayonné, soit réfléchi par les emplacements ou l'objet environnants. L'exemple le plus crucial d'un capteur passif est la lumière solaire réfléchie. Et les autres exemples sont les radiomètres, les objets à couplage de charge, les infrarouges et les caméras.

La classification des capteurs en télédétection est

Types de capteurs en télédétection

Pour concevoir différents types de circuits basés sur des capteurs vous pouvez télécharger notre eBook gratuit pour concevoir vous-même des projets électroniques. Vous pouvez également nous contacter pour une aide technique en publiant vos idées dans la section commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quels sont les autres types de capteurs et principalement conception du circuit des capteurs de débit ?