Types de capteurs en robotique
Source :Unsplash
Un capteur est la vue d'un robot sur le monde extérieur. Les robots utilisent des capteurs pour comprendre et mesurer les caractéristiques géométriques et physiques des objets dans leur environnement. Les robots, en particulier les robots autonomes, nécessitent la capacité de détecter leur environnement.
Les capteurs internes et extérieurs sont les deux types de capteurs couramment utilisés. Les capteurs internes en robotique fournissent des informations sur le robot, par exemple où il se trouve, à quelle vitesse il va et comment il accélère, entre autres. Les capteurs externes en robotique collectent des données du monde extérieur, notamment des informations telles que le point de contact entre un bras robotique hydraulique et le produit sur lequel il travaille.
Il existe différents types de capteurs en robotique parmi lesquels choisir, et nous passerons en revue les propriétés d'un certain nombre d'entre eux, ainsi que pourquoi et où ils sont utilisés. Source :Unsplash
Un capteur de lumière en robotique est utilisé pour détecter la lumière et créer un différentiel de tension. Une caméra contrôlée par ordinateur dans le système de vision du robot permet au robot de visualiser et d'adapter ses actions en conséquence. Les photorésistances et les cellules photovoltaïques sont les deux capteurs de lumière les plus utilisés dans les robots. Les phototubes, phototransistors, CCD et autres capteurs de lumière sont rarement utilisés.
Une photorésistance est une sorte de résistance dont la résistance change au fur et à mesure que la quantité de lumière l'éclaire ; plus de lumière signifie moins de résistance, et moins de lumière signifie plus de résistance. Ils sont simples à intégrer dans la robotique dépendante de la lumière.
Solaire photovoltaïque les cellules transforment la lumière du soleil en électricité. Ceci est particulièrement utile pour développer un robot solaire. Si une cellule photovoltaïque peut être considérée comme une source d'énergie, elle peut également être convertie en capteur à l'aide de transistors et de condensateurs.
Vision 2D et 3D :Une image de vision par ordinateur en deux dimensions est plate, mise à l'échelle pour calculer la longueur et la largeur mais pas la hauteur. Même si l'emplacement et la position des éléments varient, la vision tridimensionnelle permet à un robot de déterminer l'orientation d'une pièce qui doit être manipulée plus efficacement. Un bras robotique peut être guidé avec précision par un système de vision 3D pendant l'assemblage, et un bras robotique peut fournir différents angles de vue pour une inspection d'assemblage importante. Source :Unsplash
Les capteurs sonores en robotique fonctionnent de la même manière que les microphones, mais ils sont généralement connectés à des circuits qui évaluent l'amplitude des sons jusqu'à une valeur seuil et rapportent le résultat au robot. Le bruit devient plus fort à mesure que l'amplitude augmente.
Cela pourrait être utile pour un robot qui étudie la faune; la détection et le suivi des bruits forts pourraient être l'un des points de données utilisés pour localiser la faune. Un capteur sonore pour la reconnaissance vocale, qui répond aux commandes prononcées par un utilisateur, est une application plus compliquée.
Un robot basique peut être programmé pour voyager en écoutant des sons. Considérez un robot qui fait un coup vers la droite et deux coups vers la gauche. La reconnaissance vocale et la reconnaissance vocale peuvent toutes deux être effectuées à l'aide du même microphone dans des robots complexes. Les capteurs sonores sont plus difficiles à mettre en œuvre que les capteurs de lumière car ils produisent une très petite différence de tension qui doit être amplifiée pour produire un changement de tension perceptible. Source :Unsplash
Un capteur de proximité en robotique peut détecter un objet à proximité sans nécessiter de toucher physique. L'émetteur envoie un rayonnement électromagnétique au capteur situé à côté, et le récepteur reçoit et analyse le signal de retour d'interruption. En conséquence, la quantité de lumière reçue dans la zone peut être utilisée pour déterminer si des objets voisins sont présents ou non. Pour le robot, les capteurs fournissent une approche d'évitement des collisions.
Il existe de nombreux types de capteurs de proximité, mais seuls quelques-uns sont couramment utilisés dans les robots.
Émetteur-récepteur infrarouge (IR) :Une fois qu'un obstacle est détecté, une LED IR envoie un faisceau de lumière IR qui reflète la lumière reçue par un destinataire IR.
Capteur à ultrasons :Ces capteurs produisent des ondes sonores à haute fréquence et l'écho enregistré indique qu'un objet a été perturbé. Des capteurs à ultrasons peuvent également être utilisés pour mesurer des distances.
Photorésistance :Bien qu'une photorésistance soit un capteur de lumière, elle peut également être utilisée comme capteur de proximité. Lorsqu'un objet s'approche du capteur, la quantité de lumière change, ce qui modifie la résistance de la photorésistance. C'est quelque chose qui peut être détecté et traité. Source :Unsplash
Un capteur tactile est un appareil qui détermine si un objet est ou non en contact. Un capteur tactile permet au robot de « toucher et de sentir » des objets courants comme les rampes d'escalier et l'éclairage qui s'atténuent ou s'éclaircissent en appuyant sur la base. Ces capteurs sont utilisés pour surveiller les applications et interagir avec l'environnement de manière douce. Il est divisé en deux catégories :les capteurs tactiles et les capteurs de force.
Les capteurs tactiles en robotique, également appelés capteurs de contact, sont des dispositifs capables de détecter et de ressentir le toucher d'un capteur ou d'un objet. Des micro-interrupteurs, des interrupteurs de fin de course et d'autres petits appareils sont souvent utilisés. La majorité de ces capteurs sont utilisés par des robots pour éviter les obstacles. Lorsque ces capteurs détectent une obstruction, le robot reçoit une tâche qui peut être inversée, tournée, allumée, arrêtée, etc.
Les capteurs de force en robotique sont utilisés pour calculer les forces impliquées dans les différentes fonctions d'un robot, telles que le chargement et le déchargement de la machine, la gestion des matériaux, etc. Ce capteur améliorera également le processus d'assemblage pour le dépannage. Un capteur de couple de force donne aux bras robotiques la sensation de terminer une tâche d'assemblage ; des capteurs d'état internes sont utilisés pour mesurer l'effecteur final. Source :Pinterest
Les capteurs de température en robotique mesurent les changements de chaleur/température dans l'environnement où ils sont utilisés. Il fonctionne sur le concept d'un changement de différence de tension pour un changement de température ; ce changement de tension fournit la température équivalente de la zone environnante. La température de l'air, la température de surface et la température d'immersion sont toutes des applications pour la détection de température. Source :Pinterest
Les capteurs de positionnement en robotique sont utilisés pour estimer le positionnement du robot. Un GPS est le capteur de positionnement le plus courant (Global Positioning System). Les satellites en orbite autour de notre planète envoient des signaux, qui sont captés et traités par un robot récepteur. Calculez la position et la vitesse approximatives d'un robot à l'aide des données analysées. Les trois capteurs de navigation les plus courants sont :
Le système de positionnement global (GPS) est le capteur de positionnement le plus utilisé. Les satellites en orbite autour de notre planète envoient des signaux, qui sont captés et traités par le récepteur d'un robot. Les données traitées peuvent être utilisées pour calculer la position et la vitesse approximatives d'un robot.
Ces systèmes GPS sont incroyablement utiles pour les robots à l'extérieur, mais ils sont inefficaces à l'intérieur. Ils sont également un peu chers en ce moment, mais si leurs prix baissent, vous verrez bientôt la plupart des robots équipés d'un module GPS.
Semblable à une boussole magnétique portable, la boussole magnétique numérique utilise le champ magnétique terrestre pour produire des mesures directionnelles, guidant votre robot dans la direction appropriée pour atteindre sa cible. Ces capteurs sont moins chers que les modules GPS, cependant si vous avez besoin à la fois d'un retour de position et d'une navigation, une boussole doit être utilisée avec un module GPS.
La tâche de déterminer de manière autonome l'emplacement d'un robot dans un environnement complexe est connue sous le nom de localisation. Des éléments externes appelés repères, qui peuvent être placés à dessein ou des repères naturels, sont utilisés pour déterminer l'emplacement. Des marqueurs artificiels ou des balises sont placés autour du robot dans la première phase, et le capteur du robot enregistre ces signaux pour identifier son emplacement exact. Source :Pinterest
Les capteurs d'accélération en robotique sont des dispositifs qui mesurent l'accélération et l'inclinaison du robot. Un accéléromètre est affecté par deux types de forces :
La force statique - la force qui existe entre deux objets. Nous pouvons déterminer à quel point le robot s'incline en détectant sa gravité. Ce paramètre est utile pour équilibrer les robots ou évaluer si un robot monte ou descend une pente.
Force dynamique – La vitesse à laquelle un objet doit être déplacé. La vitesse/vitesse à laquelle un robot se déplace est déterminée en mesurant la force dynamique avec un accéléromètre. Source :Unsplash
Il existe des centaines de capteurs disponibles maintenant qui peuvent détecter pratiquement tout ce que vous pouvez imaginer, et il est presque difficile de tous les lister. Outre ceux énumérés ci-dessus, il existe une variété d'autres capteurs qui sont utilisés pour des applications spécifiques. Tenez compte des conditions suivantes :
Les capteurs d'humidité sont utilisés pour déterminer la quantité d'humidité dans l'air. Teneur en eau
Les capteurs de gaz sont conçus pour détecter des gaz spécifiques.
Les potentiomètres sont extrêmement polyvalents et peuvent être utilisés dans une large gamme d'applications.
Les capteurs de champ magnétique mesurent la force du champ magnétique qui les entoure
Un couple de photorésistances ou un capteur infrarouge peut être utilisé pour fabriquer un simple robot d'évitement d'obstacles. Plus votre robot devient compliqué, plus il aura de capteurs. Une seule opération peut nécessiter l'utilisation de plusieurs capteurs, ou plusieurs tâches peuvent être accomplies avec un seul capteur.
Une tâche peut parfois être effectuée à l'aide de l'un des nombreux capteurs disponibles. En fonction de la disponibilité, de l'abordabilité et de la commodité d'utilisation, choisissez le capteur idéal. Cependant, il existe également la possibilité d'acheter un bras robotique avec un capteur attaché par le fabricant. Cela vous permet idéalement d'économiser le coût d'achat de chacun indépendamment l'un de l'autre.
Table des matières
Capteurs de lumière
Capteurs de son
Capteurs de proximité
Capteurs tactiles
Capteurs tactiles
Capteurs de force
Capteurs de température
Capteurs de navigation et de positionnement
GPS
Boussole magnétique numérique
Localisation
Capteurs d'accélération
Autres capteurs robotiques
Conclusion
Robot industriel
- Kaléidoscope
- Photorésistance – Fonctionnement, types et applications
- Différents types de capteurs utilisés dans les automobiles
- Types de capteurs avec leurs schémas de circuit
- ams illuminera Sensors Expo 2019 avec des démonstrations innovantes
- C# - Variables
- Le fournisseur de capteurs Sick sélectionné dans le Top 50 des entreprises de robotique
- Les capteurs de lumière imprimables peuvent voir les couleurs
- 10 types de robotique d'usine et leurs applications industrielles