Вичерпний посібник: як вибрати різні типи датчиків і протоколи взаємодії?

Різні типи датчиків і протоколи взаємодії

Технологія розширила багато можливостей людини, а сенсор розширив діапазон людського сприйняття. З бурхливим розвитком сучасних технологій. Існує великий попит на IoT, великі дані, технології хмарних обчислень тощо. Він широко застосовується в економіці, національній обороні, науці та техніці, життєдіяльності людей та будь-яких інших сферах.

Розуміння датчиків та їх призначення

Це джунглі з незліченною кількістю типів датчиків. Від скромних датчиків температури до складних систем LiDAR, усі вони відіграють унікальну роль у нашому технічному світі. Отже, першим кроком до вибору правильного датчика є розуміння того, що вони роблять.

Датчики — це очі та вуха наших пристроїв, які надають цінні дані з фізичного світу. Вони відстежують фактори навколишнього середовища, виявляють зміни та передають цю інформацію іншим частинам системи. Вибір датчика значною мірою залежить від того, що ви хочете вимірювати.

Типи датчиків

Різноманітність датчиків може закрутити голову! Ось знімок деяких із найпоширеніших:

1. Датчики температури: як випливає з назви, вони відстежують коливання температури. Вони є хлібом і маслом систем HVAC і багатьох промислових процесів.

2. Датчики наближення: зручні для робототехніки та систем безпеки, ці датчики виявляють присутність або відсутність об’єкта в межах певного діапазону.

3. Датчики тиску: Моніторинг тиску повітря або рідини є їх сильною стороною. Ви знайдете їх у транспортних засобах, медичних пристроях і системах моніторингу погоди.

4. Датчики світла: вони визначають рівень освітленості та зазвичай використовуються в системах автоматичного освітлення та камерах.

Отже, як правило, датчики поділяються на бездротові датчики та звичайні дротові датчики.

Звичайні дротові датчики підключають пристрій, який отримує вхідні дані, мають перевагу високої точності, довговічності та можуть використовуватися багато разів без заміни.

Бездротовий датчик є бездротовим колектором даних, який об’єднує функції збору даних, керування даними та передачі даних, має переваги роботи з низьким енергоспоживанням, бездротової передачі даних, відсутності проводів, гнучкого встановлення та налагодження тощо.

Протоколи зв’язку поділяються на протоколи бездротового зв’язку та протоколи дротового зв’язку. Протокол зв’язку визначає формат, який використовується блоком даних, інформацію та значення, які має містити блок інформації, режим з’єднання та час, коли інформація надсилається та отримується, щоб забезпечити плавну передачу даних у визначене місце.

Типи комунікаційних протоколівRFID, ІЧ-порт, ZigBee, Bluetooth, GPRS, 4G, Wi-Fi та NB-IoT.Протоколи зв'язку маютьMBus, USB, RS232, RS485 і Ethernet.

Деякі деталі кожного протоколу, такі як:

A: Бездротові протоколи

Бездротовий зв'язок став важливою частиною сучасних технологій. Від іграшок з дистанційним керуванням до передового промислового обладнання бездротові протоколи відіграють вирішальну роль. Ось кілька поширених:

1. RFID(Радіочастотна ідентифікація): RFID використовується для безконтактного обміну даними, найчастіше в системах контролю доступу та відстеження активів.

2. Інфрачервоний:Інфрачервоний зв’язок використовується в програмах малого радіусу дії, таких як пульти дистанційного керування телевізором і передача даних між пристроями малого радіусу дії.

3. ZigBee:ZigBee — це бездротова мережа з низьким енергоспоживанням і низькою швидкістю передачі даних, яка в основному використовується в промислових умовах, розумних будинках і системах дистанційного керування.

4. Bluetooth:Ви, мабуть, знаєте цей! Bluetooth використовується для зв’язку малого радіусу дії, «точка-точка» та «точка-багато точок». Він ідеально підходить для підключення периферійних пристроїв, таких як клавіатури, миші та навушники.

5. GPRS(Загальна служба пакетної радіопередачі): GPRS використовується в мобільному зв’язку для доступу до Інтернету, обміну мультимедійними повідомленнями та послуг на основі визначення місцезнаходження.

6. 4G:Четверте покоління технології стільникового зв’язку, 4G, забезпечує мобільний ультраширокосмуговий доступ до Інтернету для мобільних телефонів, ноутбуків та інших мобільних пристроїв.

7. Wi-Fi:Wi-Fi — це протокол бездротової мережі, який дозволяє пристроям спілкуватися без прямого кабельного підключення. Він широко використовується в домашніх мережах, офісних мережах і громадських точках доступу.

8. NB-IoT(Вузькосмуговий Інтернет речей): NB-IoT — це малопотужний протокол глобальної мережі, призначений для підключення пристроїв на великих відстанях у важкодоступних районах. Він ідеально підходить для програм IoT.

B: Дротові протоколи

Навіть у нашому бездротовому світі дротові протоколи все ще відіграють вирішальну роль, особливо в промислових і високошвидкісних програмах.

1. MBus (Meter-Bus):MBus – європейський стандарт дистанційного зчитування лічильників тепла та інших лічильників споживання.

2. USB (універсальна послідовна шина):USB використовується для з'єднання, зв'язку та живлення між комп'ютерами та їх периферійними пристроями.

3. RS232:Це стандарт для послідовної передачі даних. Він традиційно використовується в послідовних портах комп’ютера.

4. RS485:Подібно до RS232, RS485 підтримує більше вузлів у мережі та більшу довжину кабелю. Використовується в промислових системах управління та автоматизації будівель.

5. Ethernet:Ethernet широко використовується в локальних мережах (LAN). Він забезпечує високу швидкість і надійний зв'язок між пристроями.

Вибір відповідного протоколу значною мірою залежатиме від програми та середовища. Роблячи вибір, завжди враховуйте такі фактори, як діапазон, енергоспоживання, швидкість передачі даних і тип підключених пристроїв.

У 1983 році на основі стандарту промислової шини RS-422 Асоціація електронної промисловості сформулювала та випустила стандарт промислової шини RS-485. Стандарт шини RS-485 визначає стандарти для електричних властивостей інтерфейсів шини, які визначені для двох логічних станів: позитивний рівень між +2 В ~ +6 В, що вказує на логічний стан; Від’ємний рівень між -2В і -6В вказує на інший логічний стан. Цифровий сигнал приймає диференціальний режим передачі, який може ефективно зменшити перешкоди шумового сигналу.

Він може ефективно підтримувати кілька підвузлів, відстань зв'язку та високу чутливість отримання інформації. У промислових комунікаційних мережах шина RS-485 в основному використовується для загальної та зовнішньої передачі інформації та обміну даними, у всіх видах промислового обладнання з ефективними можливостями придушення шуму, ефективною швидкістю передачі даних і високою надійністю передачі даних і масштабованою довжиною комунікаційного кабелю. не має собі рівних з багатьма іншими промисловими стандартами зв'язку. Тому RS-485 широко використовується в багатьох галузях.

Протокол зв'язку HENGKOдатчик температури і вологостіідатчик газує RS-485. У детекторі температури та вологості та газу шина RS-485 може передавати інформацію та обмінюватися даними безпосередньо з датчиком, щоб забезпечити миттєву реакцію та точність даних.

Крім того,зонд датчика газуяк вимірювальний елемент має великий вплив на точність вимірювання датчика. Відповідно до різних умов вимірювання датчика, дуже важливо вибрати корпус зонда. Наприклад, корпус зонда з нержавіючої сталі має перевагу високотемпературної стійкості,антикорозійний, водонепроникний, видаляє пил, доступний для високої температури та вологості, великої запиленості та інших важких середовищ.