حسگر یک وسیله الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را اندازهگیری می‌کند و آنرا به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌نماید.
حسگرها در واقع ابزار ارتباط ربات با دنیای خارج و کسب اطلاعات محیطی و نیز داخلی میباشند. انتخاب درست حسگرها تأثیر بسیار زیادی در میزان کارایی ربات دارد. بسته به نوع اطلاعاتی که ربات نیاز دارد از حسگرهای مختلفی میتوان استفاده نمود:
- فاصله
- رنگ
- نور
- صدا
- حرکت و لرزش
- دما
- دود
- و…
اما چرا از حسگرها استفاده میکنیم؟ همانطور که در ابتدای این گفتار اشاره شدحسگرها اطلاعات مورد نیاز ربات را در اختیار آن قرار میدهند و کمیتهای فیزیکی یا شیمیایی موردنظر را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکنند.مزایای سیگنالهای الکتریکی را میتوان بصورت زیر دسته بندی کرد:
- – پردازش راحتتر و ارزانتر
- – انتقال آسان
- – دقت بالا
- – سرعت بالا
- – و…
حسگرهای مورد استفاده در رباتیک:
در یک دسته بندی کلی حسگرهای مورد استفاده در رباتها را میتوان در یک دسته خلاصه کرد:
– حسگرهای تماسی (Contact)
مهمترین کاربردهای این حسگرها به این شرح میباشد:
- – آشکارسازی تماس دو جسم
- – اندازهگیری نیروها و گشتاورهایی که حین حرکت ربات بین اجزای مختلف آن ایجاد می‌شود .
در شکل یک میکرو سوئیچ یا حسگر تماسی نشان داده شده است. در صورت برخورد تیغه فلزی به مانع و فشرده شدن کلید زیر تیغه همانند قطع و وصل شدن یک کلید ولتاژ خروجی سوئیچ تغییر می کند.
– حسگرهای هم جواری (Proximity)
آشکارسازی اشیا نزدیک به روبات مهمترین کاربرد این حسگرها میباشد. انواع مختلفی از حسگرهای همجواری در بازار موجود است از جمله میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- – القایی
- – اثرهال
- – خازنی
- – اولتراسونیک
- – نوری
– حسگرهای دوربرد ( Far away)
کاربرد اصلی این حسگرها به شرح زیر میباشد:
- – فاصله سنج (لیزو و اولتراسونیک)
- – بینایی (دوربینCCD)
در شکل یک زوج گیرنده و فرستنده اولتراسونیک (ماورا صوت) نشان داده شده است. اساس کار این حسگرها بر مبنای پدیده داپلر میباشد.
حسگر نوری (گیرنده-فرستنده)
یکی از پرکاربردترین حسگرهای مورد استفاده در ساخت رباتها حسگرهای نوری هستند. حسگر نوری گیرنده- فرستنده از یک دیود نورانی (فرستنده) و یک ترانزیستور نوری (گیرنده) تشکیل شده است.
خروجی این حسگر در صورتیکه مقابل سطح سفید قرار بگیرد 5 ولت و در صورتی که در مقابل یک سطح تیره قرار گیرد صفر ولت می باشد. البته این وضعیت می تواند در مدلهای مختلف حسگر برعکس باشد. در هر حال این حسگر در مواجهه با دو سطح نوری مختلف ولتاژ متفاوتی تولید می کند.
در زیر یک نمونه مدار راهانداز زوج حسگر نوری گیرنده فرستنده نشان داده شده است. مقادیر مقاوتهای نشان داده شده در مدلهای متفاوت متغییر است و با مطالعه دیتا شیت آنها میتوان مقدار بهینه مقاومت را بدست آورد.
