Robot Tekniği - Sensörler & Sensör Ağlar (4.Hafta)

8/7/2019 Robot Teknii - Sensrler & Sensr Alar (4.Hafta)

1/46

Sensrler

(Sensors & Transducers)


2/46

Sensr Nedir?

Sensrler, d dnyadaki fizikselbyklkleri kontrol nitesinin anlayaca

halde elektrik sinyallerine evirencihazlardr.

Fiziksel ortam ile endstriyel amal

elektronik cihazlar birbirine balayan birkpr grevi grrler.


3/46

Sensrler bize ham bilgi salarlar.

Durum bilgisi vermezler.

Sensrlerden yalnzca elektrik sinyallerialabiliriz.

Alnan bu bilgilerin anlaml halegelebilmesi iin de ilenmesi gerekir.


4/46

Sensr(ler) kullanlarak tasarlanm bir

sistemde;

Alglanacak bir malzeme (kat, sv veya gaz)

Alglanacak bir iaret (elektrik, k, scaklk...)

Alglanan bu iaretlerin, anlalabilir verileredntrlebilen k iaretleri (gerilim, diren, akm...)

k iaretlerini okuyan bir sistem Sonular deerlendiren bir kaydedici olmaldr.


5/46

Sensr Parametreleri

Hassasiyet

Dorusallk

lme Aral

Cevap Verme Zaman

Doruluk

Tekrarlanabilirlik Rezolusyon

k zellii

Gereklik


6/46

Sensrlerin Avantajlar

Gvenlik

Kk kablo boyutu ve arl

Elektromanyetik giriimden etkilenmez

Pasif radyo frekans Dk termal ve atalet ktlesi


7/46

Sensrlerin Avantajlar

Kk sensr boyutu

Seici yzey hassasiyeti Geometrik ok ynllk

Radyasyon hassasiyeti G transferi


8/46

Sensrlerin Dezavantajlar

Kolay krlma

Optik elemanlarn kk skalas oklu evre parametrelerine hassasiyet

Snrl optik bant genilii Maliyet


9/46

Sensrlerin

Snflandrlmas


10/46

Giri byklklerine gre sensrler

Mekanik: uzunluk,alan,miktar,kuvvet,tork,hz,ivme,pozisyon...

Termal: scaklk,s aks...

Elektriksel: voltaj,akm,diren,frekans,endktans,kapasitans...

Manyetik: alan/ak younluu,geirgenlik...

Ima: younluk,dalga boyu,faz...

Kimyasal: ierik,younlama,reaksiyon hz,pH miktar...


11/46

k byklklerine gre sensrler

Digital sensrler

Analog sensrler


12/46

Besleme ihtiyacna gre sensrler

Pasif sensrler

Aktif sensrler


13/46


14/46


15/46

Robotlarda Kullanlan Sensrler

Robotlar, d dnyay alglamak iin

sensrlerini kullanrlar.

nsanlarda bulunan duyu organlarnn

karl olarak robotlarda sensrlerkullanlr.


16/46

Robotlarda en ok...

Dokunma sensrleri

Ik sensrleri

Ses sensrleri Uzaklk sensrleri

Is sensrleri

Hareket sensrleri Pozisyon sensrleri

Koku Sensrleri vb... kullanlmaktadr.


17/46

Dokunma Sensrleri

Genel olarak lojik tip bilgi verirler.

Kol bir engele arpnca bal

olduu devreyi aar veya kapar.

Robot da duruma gre ilevini

yerine getirir.Durur, geri gider, saa/soladner vs...


18/46

Dokunma tampon sensr


19/46

Basn Sensrleri

Basn sensrleri bir engel veya arpmaalglamak iin kullanlan dier aralardanbirisidir.


20/46

Robota yerletirilen sensr arpma anndaoluan basnc annda lebilir.

Bu sensr kullanabilmek iin basnc elektriksinyaline dntren bir devre gerekir.


21/46

Eim/Denge Sensrleri

Bir robotun veya bir parasnn dikey veyayatay dorultuya gre pozisyonunu ya da

dengesini bilmek nemli olabilir.

Yoku yukar veya yoku aa eimli

durumlarda, gerekli bir eylemin balatlmasgerekebilir.


22/46

Yerekimine gre kumanda edilen tersleyiciler vardr.Bunlar, iinde bir cva damlas veya metal bilye olan

bir kapsl, bir veya birden fazla kablo tel kndanolumaktadr.

Yatay veya dikey dorultuya gre a deitiinde,cva damlas veya bilye hareket ederek, bir veya

birok anahtar kapatr. Robot alp kapanananahtarlara gre davranr.


23/46

Ik Sensrleri

Robot kontrolnde ska kullanlr.

Fotodiren veya LDR, fototransistr, IRsensrler rnek verilebilir.


24/46

Fotodiren ve fototransistrler basit bir ara yzlekontrol kartna balanabilirler.

Fototransistrler genellikle ortam nn sensrzerindeki etkilerini azaltmak iin bir k kayna(LED) ile beraber kullanlrlar.


25/46

Uzaklk ve Engel Tanma Sensrleri

Robotun nne bir engel karsa, IR k geriyansr ve alc modl tarafndan alglanpkaynak emisyonla karlatrlr.


26/46


27/46

Is Sensrleri

Is sensrleri ana grupta toplanabilir.

Bunlaryar iletken s sensrleri, stransmitterleri, kzltesiyksek scaklkcihazlardr.


28/46

Yar iletken s sensrleri, bir PN

birleiminden oluur. Isyla doru orantl

olacak ekilde bir voltaj veya akmretirler. Bu sensrler hzl, doru ve

ucuzdurlar.


29/46

Is transmitterleri de yar iletken s

sensrlerine benzemektedir. Bunlarda

syla doru orantl olarak bir k voltajveya akm verirler.

Yaplar termocoupledan olumaktadr.


30/46

Kzltesi yksek scaklk cihazlar

(pyrometerler), radyasyon yaymalar

itibariyle ou mhendislik almassrasnda, optik fiber sistemi ierisinde

istenmeyen d etkilerden izole edilecek

ekilde paketlenmelidir.


31/46

Ultrasonik Sensrler

Sesle engel tanma veya uzaklk lmultra-sonik (ses tesi) ses dalgalar ileyaplabilir.

Ultrasonik sensr evresine ses dalgalaryayp, engele arpp geri gelen yankdalgalardan konum kontrol yapan alettir.


32/46

Menzilleri dier sensrlere gre ok dahafazladr.

Bir IR sensr en fazla 150 cm lebilirken,ultrasonik sensrler uygun koullarda, 30metreye kadar lebilir.


33/46

PIR (Pyroelectric Infra Red) Sensrler

lkemizde hareket sensrleri diye

adlandrlan Pyro-elektrik sensrler birinsann veya bir alevin ssnalglayabilirler.


34/46

nsanlar veya scak kanl hayvanlar bu tipsensrler tarafndan alglanabilen kzltesik (8-10Qm aras) retirler.

Ortamdan gelen k Freshnel lens/mercekfiltre yardmyla IR nlarn krlma alarntam sensr zerine drerek nlarn

sensr zerine odaklanmasn ve alglamamesafesinin arttrlmasn salar.


35/46

Lens/mercek silindirik deil okgeneklindedir. nsan veya canl hareketettiinde sensr zerine den k okgenyapdan dolay kesilir tekrar gelir. Buradanhareketli bir canl olduu anlalr.


36/46

SENSR ALAR


37/46

Sensr alar, uygulamaya bal olarak

uygulama sahasnda konulandrlmasna

(elle konumlarna yerletirilmesi, uaktanatlmas gibi) mteakiben, sensrlerin

birbiri ile iletiim kurmas ile olumaya

balar.


38/46

Donanm ve iletiim gc itibariyle

glendirilmi sensrler, sinketrafnda

dizayn aamasnda belirlenen protokollererevesinde tamamen kendi kendilerine

ksa srede organize olurlar.


39/46

Alglayclar vastasyla tespit ettikleriveriyi sinke birbirleri zerinden ulatrrlar.

Sink kendisine ulaan veriyi kullancyaeriim noktalarndan (uydu, sabit/hareketliaktarc) ya da direk olarak ulatrr.

Verinin iletimi srasnda internet, intranetgibi a eriimleri de kullanlabilir.


40/46

Askeri imkan ve kabiliyetlerin arttrlmas

ve muharebe alannda stnlk salamas

iin halen zerinde almalarnsrdrld sensr alar, geni

uygulama alan olmas sebebiyle sivil

projelerde de kullanlmaktadr.


41/46

Sensr AlarGeleneksel Telsiz AlardanAyran zellikler

Sensr alarndaki sensr says gelenekseltelsiz alardaki bilgisayar saysndan ok dahafazla olabilmektedir

Sensr uygulama sahasnda sensrlerinyounluu fazladr

Donanmlarnn minyatre edilmi olmasndandolay bazlarnn almama/alamamaihtimalleri vardr


42/46

Donanm zellikleri kstldr (snrlbatarya, ilemci, bellek)

Adrese dayanan statik bir topolojileri

yoktur Her birinin banda kullancs yoktur,

uygulama sahasna brakldktan sonra

kendi kendilerine organize olmakzorundadrlar.


43/46

Sensr Alarn DizaynnEtkileyen Unsurlar

Hata tolerans leklenebilirlik

Maliyet Uygulama sahas A topolojisi Donanm kstlamalar

letiim ortam kurallar G tketimi


44/46

Sensr Alarn Uygulama Alanlar

evresel Uygulamalar

Orman yangn, sel, deprem, gibi doal afetlerin lmlendirilmi olarak

ihbar edilmesi

Hava kirlilii tespiti ve ayrntl rapor alm

Salk Uygulamalar

nsanlarn fizyolojik verilerinin uzaktan izlenmesi

Hastanede bulunan doktorlarn yerinin ve hastalarn durumunun (kalp at,kan basnc vb.) izlenmesi


45/46

Ticari Uygulamalar

Kk ocuklarn konumlarnn aileleri tarafndan takip edilmesi

Gvenlik ihtiyalar, hrszlarnn tespiti,

Envanter ynetim yardmc arac

Aralarn izlenmesi ve tespit edilmesi



46/46

Askeri Uygulamalar

Dost kuvvetlerin tehizat ve cephanesinin izlenmesi

Sava alannn gzlenmesi

Arazi hakknda keifte bulunma

Dmana verdirilen hasar miktarnn tespit edilmesi

Nkleer, biyolojik ve kimyasal saldrlarn ihbarnn alnmas ya da kefi


Robot Tekniği - Sensörler & Sensör Ağlar (4.Hafta)

Documents

Transcript of Robot Tekniği - Sensörler & Sensör Ağlar (4.Hafta)