Sensorlar nima va ular qanday ishlaydi ?

Sensor bu tashqi muhitdan kiruvchi harakatlar va signallar yoki ogohlantirishlarni aniqlay oladigan va shunga mos ravishda javob bera oladigan qurilma. Kiruvchi (input) harakatlar yorug’lik, issiqlik, harakat, konsentratsiya, bosim yoki boshqa atrof-muhit hodisalari bo’lishi mumkin. Chiqish (output) odatda sensor joylashgan joyda odam oʻqiy oladigan displeyga aylantiriladigan yoki oʻqish yoki keyingi jarayon uchun tarmoq orqali elektron tarzda uzatiladigan signaldir. Ko’p hollarda sensorlar datchik yoki sezgichlar deb ataladi.

Sensorlar Narsalarning interneti (IoT- Internet of things) da asosiy rol o’ynaydi. Narsalarning interneti bu – ma’lumotlarni to’playdigan va uzatadigan o’zaro bog’langan elektron qurilmalar tizimidir. Ular ma’lum bir muhit haqida ma’lumotlarni yig’ish va qayta ishlash uchun ekotizim yaratish imkonini beradi va uni kuzatish, boshqarish va nazorat qilish  osonroq va samaraliroq bo’lishi mumkin. Sensorlar ular tomonidan to’plangan ma’lumotlarni tahlil qiluvchi va ular asosida ishlaydigan hisoblash infratuzilmasi uchun ko’z va quloq vazifasini o’tagan holda oddiy dunyo va mantiqiy dunyo o’rtasidagi bo’shliqni to’ldiradi.

Sensorlarning qanday turlari mavjud?

Sensorlarni bir nechta toifalarga bo’lish mumkin. Umumiy yondashganda ularni faol yoki passiv deb tasniflash mumkin. Faol sensor tashqi quvvat manbaini talab qiladigan sensor bo’lib, u atrof-muhitga kirishga javob berishi va chiqishlarni yaratishi mumkin. Misol uchun, meteorologik sun’iy yo’ldoshlarda qo’llaniladigan sensorlar ko’pincha Yer atmosferasi haqida meteorologik ma’lumotlarni taqdim etish uchun qandaydir quvvat manbasini talab qiladi.

Boshqa tomondan, passiv sensor atrof-muhit ta’sirini aniqlash uchun tashqi quvvat manbaiga muhtoj emas. Uning kuchi uchun u yorug’lik yoki issiqlik energiyasi kabi manbalardan foydalangan holda atrof-muhitning o’ziga tayanadi. Simobli shisha termometrni misol qilamiz. Simob harorat o’zgarishiga javoban kengayadi va qisqaradi, bu shisha naychadagi uning darajasining ko’tarilishiga yoki pasayishiga olib keladi. O’lchagichning tashqi belgisi orqali haroratni oson ko’rish mumkin.

Seysmik sensorlar va infraqizil sensorlar kabi ba’zi turdagi sensorlar ham faol, ham passiv shaklda mavjud. Odatda sensor o’rnatilgan muhitning o’zi uning ishlashi uchun sensorning qaysi turi (passiv yoki faol) mos kelishini aniqlaydi.

Sensorlar ishlab chiqarilgan chiqishlar (output) turiga qarab analog yoki raqamli bo’ladi. Analog sensorlar atrof-muhitdan kiruvchi signallarni doimiy va o’zgaruvchan analog chiquvchi signallarga aylantiradi. Gazli suv isitgichlarida ishlatiladigan termojuftlar analog sensorlarga misol bo’la oladi. Suv isitgichining nazorat chirog’i (garelka) doimo termojuftni isitadi. Agar nazorat chirog’i o’chsa, termojuft soviydi va gaz ta’minotini o’chirish kerakligini ko’rsatadigan boshqa analog signal yuboradi.

Analog sensorlardan farqli o’laroq, raqamli sensorlar atrof-muhitga kirishlarni ikkilik formatda (1s va 0s) uzatiladigan diskret raqamli signallarga aylantiradi. Raqamli sensorlar ko’p hollarda analog sensorlar o’rnini bosadigan barcha sohalarda keng tarqaldi. Misol uchun, hozirgi kunda raqamli sensorlar namlik, harorat, barometrik bosim, havo sifati va boshqa ko’plab turdagi ekologik hodisalarni o’lchash uchun ishlatiladi.

Faol va passiv sensorlarda bo’lgani kabi, harorat yoki bosim sensori kabi ba’zi turdagi sensorlar ham analog, ham raqamli shaklda mavjud. Bunday holda, sensor ishlaydigan muhitning o’zi odatda qaysi variant eng yaxshi ekanligini aniqlaydi.

Sensorlar, odatda, ular atrof-muhit omillari turiga ko’ra tasniflanadi. Quyidagi bir nechta keng tarqalgan misollarni keltirish mumkin:

• Akselerometr. Ushbu turdagi sensor gravitatsiyaviy tezlanishdagi o’zgarishlarni aniqlaydi, bu esa qiyalikni, tebranish va albatta, tezlanishni o’lchash imkonini beradi. Akselerometr sensorlari maishiy elektronikadan tortib professional sport, aerokosmik va aviatsiyagacha bo’lgan turli sohalarda qo’llaniladi.

• Kimyoviy. Kimyoviy sensorlar muhitda (gaz, suyuqlik yoki qattiq) ma’lum bir kimyoviy moddani aniqlaydi. Kimyoviy sensordan daladagi tuproqdagi ozuqa moddalarning darajasini, xona ichidagi tutun yoki uglerod oksidi, suv hovuzidagi pH darajasini, birovning nafasida alkogol miqdorini yoki boshqa narsalarni aniqlash uchun foydalanish mumkin. Masalan, avtomobil emissiyasini nazorat qilish tizimidagi kislorod sensori, odatda, kuchlanishni hosil qiluvchi kimyoviy reaktsiya orqali benzinning kislorodga nisbatini nazorat qiladi. Dvigatel bo’linmasidagi kompyuter kuchlanishni o’qiydi va agar aralashma optimal bo’lmasa, nisbatni tuzatadi.

• Namlik. Ushbu sensorlar havodagi suv bug’ining darajasini aniqlab, nisbiy namlikni aniqlaydi. Namlik sensorlari ko’pincha harorat ko’rsatkichlarini o’z ichiga oladi, chunki nisbiy namlik havo haroratiga qarab o’zgaradi. Sensorlar qishloq xo’jaligi, ishlab chiqarish, ma’lumotlar markazlari, meteorologiya, isitish, havoni shamollatish (ventilyatsiya) va havo konditsioneri (HVAC) kabi turli xil sanoat va sharoitlarda qo’llaniladi.

• Daraja. Darajali sensor suv, yoqilg’i, sovutish suvi, don, o’g’it yoki chiqindilar kabi jismoniy moddalar darajasini aniqlay oladi. Masalan, haydovchilar yo‘l chetida qolib ketmaslik uchun gaz o‘lchagichlariga tayanadi. Darajali sensorlar tsunami haqida ogohlantiruvchi tizimlarda ham qo’llaniladi.

• Harakat. Harakat detektorlari ma’lum bir hududda (aniqlash maydoni) jismoniy harakatni aniqlay oladi va chiroqlar, kameralar, to’xtash eshiklari, suv kranlari, xavfsizlik tizimlari, avtomatik eshik ochgichlari va boshqa ko’plab tizimlarni boshqarish uchun ishlatilishi mumkin. Sensorlar odatda mikroto’lqinlar, ultratovush to’lqinlari yoki yorug’lik nurlari kabi energiyaning bir turini yuboradi va energiya oqimi uning yo’liga tushadigan narsa tomonidan to’xtatilganini aniqlay oladi.

• Optik. Fotosensorlar deb ham ataladigan optik sensorlar yorug’lik spektrining turli nuqtalarida, jumladan, ultrabinafsha, ko’rinadigan yorug’lik va infraqizil nurlarda yorug’lik to’lqinlarini aniqlay oladi. Optik sensorlar smartfonlar, robototexnika, Blu-ray pleyerlari, uy xavfsizlik tizimlari, tibbiy asboblar va boshqa ko’plab tizimlarda keng qo’llaniladi.

• Bosim. Ushbu sensorlar suyuqlik yoki gaz bosimini aniqlaydi va mashinalar, avtomobillar, samolyotlar, HVAC tizimlari va boshqa muhitlarda keng qo’llaniladi. Ular atmosfera bosimini o’lchash orqali meteorologiyada ham muhim rol o’ynaydi. Bundan tashqari, bosim sensorlari gazlar yoki suyuqliklarning  oqimini nazorat qilish uchun ishlatilishi mumkin.

• Yaqinlik. Yaqinlik sensorlari obyekt mavjudligini aniqlaydi yoki obyektlar orasidagi masofani aniqlaydi. Yaqinlik sensorlari liftlarda, yig’ish liniyalarida, to’xtash joylarida, chakana savdo do’konlarida, avtomobillarda, robototexnika va boshqa ko’plab muhitlarda qo’llaniladi.

• Harorat. Ushbu sensorlar maqsadli muhitning haroratini aniqlay oladi, ya’ni  gazning, suyuqlikning yoki havoning haroratini. Harorat sensorlari maishiy texnika, avtomobillar, samolyotlar, avtomobillar, kompyuterlar, issiqxonalar, fermalar, termostatlar va boshqa ko’plab turli xil qurilmalar va muhitlarda qo’llaniladi.

• Teginish. Sensor qurilmalari kuzatilayotgan sirt bilan jismoniy aloqani aniqlaydi. Tegish sensorlari elektron qurilmalarda sensorli panel va sensorli ekran texnologiyalarini qo’llab-quvvatlash uchun keng qo’llaniladi. Ular liftlar, robototexnika va sovun dispenserlari kabi ko’plab boshqa tizimlarda ham qo’llaniladi.

Yuqorida aytilganlardan tashqari yana bir qancha  sensorlarning turlari mavjud. Biroq, bu toifalarning hech birini qat’iy biror turga oid deb bo’lmaydi; masalan, materialning darajasini kuzatuvchi daraja sensori, shuningdek, optik yoki bosim sensori deb ham hisoblanishi mumkin. Bundan tashqari, yuk, kuchlanish, rang, tovush va boshqa turli xil sharoitlarni aniqlay oladigan sensorlar kabi ko’plab boshqa turdagi sensorlar mavjud. Sensorlar shu qadar keng tarqalganki, hayotimizning har jabhasida ularni kuzatish mumkin.