Types de capteurs analogiques et numériques avec applications

Nous utilisons fréquemment différents types de capteurs dans plusieurs applications électriques et électroniques, qui sont classés comme chimique, pression, température, position, force, proximité, thermique, présence, débit, optique, automobile, son, vitesse, magnétique, électrique, chaleur, capteurs à fibre optique, capteurs analogiques et numériques. Un capteur peut être défini comme un appareil qui détecte des changements dans des quantités physiques ou électriques ou autres et par ce moyen, généralement, produit une sortie de signal électrique ou optique comme une reconnaissance du changement de cette quantité spécifique. Dans cet article, nous aborderons brièvement les différents types de capteurs et des exemples pratiques. Mais, avant tout, nous devons connaître les types de capteurs analogiques et numériques.

Capteurs analogiques

Il existe différents types de capteurs qui produisent un signal de sortie analogique continu et ces capteurs sont considérés comme des capteurs analogiques. Ce signal de sortie continu produit par les capteurs analogiques est proportionnel au mesurande. Il existe différents types de capteurs analogiques; des exemples pratiques de divers types de capteurs analogiques sont les suivants :accéléromètres, capteurs de pression, capteurs de lumière, capteurs de son, capteurs de température, etc.

Accéléromètres

Les capteurs analogiques qui détectent les changements de position, de vitesse, d'orientation, de choc, de vibration et d'inclinaison en détectant le mouvement sont appelés accéléromètres. Ces accéléromètres analogiques sont à nouveau classés en différents types en fonction de la variété des configurations et des sensibilités.

Ces accéléromètres sont disponibles sous forme de capteurs analogiques et numériques, basés sur le signal de sortie. L'accéléromètre analogique produit une tension variable constante basée sur la quantité d'accélération appliquée à l'accéléromètre.

Capteurs de lumière

Les capteurs analogiques qui sont utilisés pour détecter la quantité de lumière frappant les capteurs sont appelés capteurs de lumière. Ces capteurs de lumière analogiques sont à nouveau classés en différents types tels que la photorésistance, le sulfure de cadmium (CdS) et la cellule photoélectrique. La résistance dépendante de la lumière (LDR) peut être utilisée comme capteur de lumière analogique qui peut être utilisé pour allumer et éteindre automatiquement les charges en fonction de la lumière du jour incidente sur le LDR. La résistance du LDR augmente avec la diminution de la lumière et diminue avec l'augmentation de la lumière.

Capteurs de son

Les capteurs analogiques utilisés pour détecter le niveau sonore sont appelés capteurs sonores. Ces capteurs sonores analogiques traduisent l'amplitude du volume acoustique du son en une tension électrique pour détecter le niveau sonore. Ce processus nécessite des circuits et utilise un microcontrôleur ainsi qu'un microphone pour créer un signal de sortie analogique.

Capteur de pression

Les capteurs analogiques qui sont utilisés pour mesurer la quantité de pression appliquée à un capteur sont appelés capteurs de pression analogiques. Le capteur de pression produira un signal de sortie analogique proportionnel à la quantité de pression appliquée. Ces capteurs de pression sont utilisés pour différents types d'applications telles que les plaques piézoélectriques ou les capteurs piézoélectriques utilisés pour la génération de charge électrique. Ces capteurs piézoélectriques sont un type de capteurs de pression qui peuvent produire un signal de tension de sortie analogique proportionnel à la pression appliquée au capteur piézoélectrique.

Capteur de température analogique

Les capteurs de température sont largement disponibles en tant que capteurs numériques et analogiques. Les capteurs de température analogiques généralement utilisés sont des thermistances. Il existe différents types de thermistances qui sont utilisées pour différentes applications. La thermistance est une résistance thermiquement sensible qui est utilisée pour détecter les changements de température. Si la température augmente, la résistance électrique de la thermistance augmente. De même, si la température diminue, la résistance diminue. Il est utilisé dans diverses applications de capteurs de température.

Un exemple pratique de capteur de température analogique est un système de contrôle de température basé sur une thermistance. Ce projet est utilisé pour maintenir une température constante dans un espace clos. Un schéma fonctionnel du système de contrôle de la température se compose d'une lampe (qui représente un refroidisseur), d'un capteur de température ou d'une thermistance, d'un relais.

Si la température dépasse une certaine valeur, la lampe s'allume automatiquement en indiquant un refroidisseur pour ramener la température à la valeur normale. Opérationnel avec une thermistance à coefficient de température négatif est utilisé pour activer le relais dans le cas où la température dépasse une certaine plage. Comme ce processus d'activation du relais pour allumer le refroidisseur (dans ce système représenté par une lampe) peut être effectué automatiquement, il n'est donc pas nécessaire de surveiller la température en personne. La thermistance est le capteur de température analogique le plus fréquemment utilisé, en raison de son faible coût. Chaque fois que des changements se produisent dans la température, les paramètres d'entrée de l'ampli-op seront modifiés. Ainsi, l'ampli-op fournit une sortie qui alimente le relais et la charge s'allume ou s'éteint en conséquence.

Si nous utilisons un capteur de température numérique au lieu d'un capteur de température analogique, la précision du système de contrôle de la température peut être améliorée.

Capteurs numériques

Les capteurs électroniques ou les capteurs électrochimiques dans lesquels la conversion et la transmission de données ont lieu numériquement sont appelés capteurs numériques. Ces capteurs numériques remplacent les capteurs analogiques car ils sont capables de surmonter les inconvénients des capteurs analogiques. Le capteur numérique se compose principalement de trois composants :capteur, câble et émetteur. Dans les capteurs numériques, le signal mesuré est directement converti en sortie de signal numérique à l'intérieur du capteur numérique lui-même. Et ce signal numérique est transmis par câble numériquement. Il existe différents types de capteurs numériques qui surmontent les inconvénients des capteurs analogiques.

Accéléromètres numériques

La méthode de génération d'une sortie d'onde carrée à fréquence variable par l'accéléromètre numérique est appelée modulation de largeur d'impulsion. Les lectures sont prises par l'accéléromètre modulé en largeur d'impulsion à une fréquence fixe, généralement à 1000 Hz (mais cela peut être configuré par un utilisateur en fonction du circuit intégré utilisé). Le signal PWM de sortie, la largeur d'impulsion ou le rapport cyclique est proportionnel à la valeur d'accélération.

Capteur de température numérique

DS1620 est un capteur de température numérique qui fournit la température de l'appareil avec des lectures de température sur 9 bits. Il s'agit d'un thermostat avec ses trois sorties d'alarme thermique. Si la température de l'appareil est supérieure ou égale à la température définie par l'utilisateur TH, alors THIGH est élevé. Si la température de l'appareil est inférieure ou égale à la température définie par l'utilisateur TL, alors le TLOW est élevé. Si la température de l'appareil dépasse TH et reste élevée jusqu'à ce qu'elle tombe en dessous de celle de TL, alors le TCOM est élevé.

Un exemple pratique de capteur numérique peut être considéré comme un système de contrôle de température numérique utilisant un capteur de température numérique qui présente plus d'avantages et de précision par rapport au système de contrôle de température analogique utilisant une thermistance de capteur analogique .

Le capteur de température numérique DS1620, les boutons-poussoirs, l'affichage à sept segments et le relais sont interfacés au microcontrôleur 8051. Ce système de contrôle numérique de la température proposé permet d'afficher des informations sur la température à l'aide d'affichages à sept segments. Si la valeur de température dépasse le point de consigne, la charge (chauffage) est éteinte par le relais après avoir reçu le signal du microcontrôleur. Ici, une lampe est utilisée pour représenter la charge à des fins de démonstration. Comme ce système de contrôle de température numérique offre une précision en affichant des informations sur la température sur sept écrans à segments, il est plus avantageux que le système de contrôle de température analogique.

Les récentes tendances technologiques émergentes ont développé les capteurs numériques les plus avancés pour surmonter les inconvénients des capteurs analogiques. Lentement, chaque capteur analogique est remplacé par le capteur numérique dans de nombreuses applications. Pour plus d'aide technique concernant les projets électroniques utilisant des capteurs analogiques et numériques, vous pouvez nous contacter en publiant vos commentaires dans la section commentaires ci-dessous.

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