سنسورها اغلب برای درک اطلاعات تماسی، تنشی، مجاورتی، بینایی و صوتی بهآ*کار میآ*روند. عملکرد سنسورها بدینآ*گونه است که با توجه به تغییرات فاکتوری که نسبت به آن حساس هستند، سطوح ولتاژی ناچیزی را در پاسخ ایجاد میآ*کنند، که با پردازش این سیگنالآ*های الکتریکی میآ*توان اطلاعات دریافتی را تفسیر کرده و برای تصمیمآ*گیریآ*های بعدی از آنآ*ها استفاده نمود.



سنسورها را میآ*توان از دیدگاهآ*های مختلف به دستهآ*های متفاوتی تقسیم کرد که در ذیل میآ*آید:



a. سنسور محیطی: این سنسورها اطلاعات را از محیط خارج و وضعیت اشیای اطراف ربات، دریافت میآ*نمایند.



b. سنسور بازخورد: این سنسور اطلاعات وضعیت ربات، از جمله موقعیت بازوها، سرعت حرکت و شتاب آنآ*ها و نیروی وارد بر درایورها را دریافت میآ*نمایند.



c. سنسور فعال: این سنسورها هم گیرنده و هم فرستنده دارند و نحوه کار آنآ*ها بدین ترتیب است که سیگنالی توسط سنسور ارسال و سپس دریافت میآ*شود.



d. سنسور غیرفعال: این سنسورها فقط گیرنده دارند و سیگنال ارسال شده از سوی منبعی خارجی را آشکار میآ*کنند، بهآ* آ*همین دلیل ارزانآ*تر، سادهآ*تر و دارای کارایی کمتر هستند.





سنسورها از لحاظ فاصلهآ*ای که با هدف مورد نظر باید داشته باشند به سه قسمت تقسیم میآ*شوند:



§ سنسور تماسی: این نوع سنسورها در اتصالات مختلف محرکآ*ها مخصوصا در عوامل نهایی یافت میآ*شوند و به دو بخش قابل تفکیکآ*اند.

i. سنسورهای تشخیص تماس

ii. سنسورهای نیرو-فشار





§ سنسورهای مجاورتی: این گروه مشابه سنسورهای تماسی هستند، اما در این مورد برای حس کردن لازم نیست حتما با شی در تماس باشد. عموما این سنسورها از نظر ساخت از نوع پیشین دشوارترند ولی سرعت و دقت بالاتری را در اختیار سیستم قرار میآ*دهند.

دو روش عمده در استفاده از سنسورها وجود دارد:

i. حس کردن استاتیک: در این روش محرکآ*ها ثابتآ*اند و حرکتآ*هایی که صورت میآ*گیرد بدون مراجعه لحظهآ*ای به سنسورها صورت میآ*گیرد.به عنوان مثال در این روش ابتدا موقعیت شی تشخیص داده میآ*شود و سپس حرکت به سوی آن نقطه صورت میآ*گیرد.

ii. حس کردن حلقه بسته: در این روش بازوهای ربات در طول حرکت با توجه به اطلاعات سنسورها کنترل میآ*شوند. اغلب سنسورها در سیستمآ*های بینا اینآ*گونهآ*اند.





حال از لحاظ کاربردی با نمونهآ*هایی از انواع سنسورها در ربات آشنا میآ*شویم:



a. سنسورهای بدنه (Body Sensors) : این سنسورها اطلاعاتی را درباره موقعیت و مکانی که ربات در آن قرار داردفراهم میآ*کنند. این اطلاعات نیز به کمک تغییر وضعیتآ*هایی که در سوییچآ*ها حاصل میآ*شود، به دست میآ*آیند. با دریافت و پردازش اطلاعات بدست آمده ربات میآ*تواند از شیب حرکت خود و اینآ*که به کدام سمت در حال حرکت است گاه شود. در نهایت هم عکسآ*العملی متناسب با ورودی دریافت شده از خود بروز میآ*دهد.

b. سنسور جهتآ*یاب مغناطیسی(Direction Magnetic Field Sensor): با بهرهآ*گیری از خاصیت مغناطیسی زمین و میدان مغناطیسی قوی موجود، قطبآ*نمای الکترونیکی هم ساخته شده است که میآ*تواند اطلاعاتی را درباره جهتآ*های مغناطیسی فراهم سازد. این امکانات به یک ربات کمک میآ*کند تا بتواند از جهت حرکت خود گاه شده و برای تداوم حرکت خود در جهتی خاص تصمصمآ*گیری کند. این سنسورها دارای چهار خروجی میآ*باشند که هرکدام مبین یکی از جهتآ*ها است. البته با استفاده از یک منطق صحیح نیز میآ*توان شناخت هشت جهت مغناطیسی را امکانآ*پذیر ساخت.

c. سنسورهای فشار و تماس (Touch and Pressure Sensors) : شبیهآ*سازی حس لامسه انسان کاری دشوار به نظر میآ*رسد. اما سنسورهای سادهآ*ای وجود دارند که برای درک لمس و فشار مورد استفاده قرار میآ*گیرند. از این سنسورها در جلوگیری از تصادفات و افتادن اتومبیلآ*ها در دستآ*اندازها استفاده میآ*شود. این سنسورها در دستآ*ها و بازوهای رباتآ* هم به منظورهای مختلفی استفاده میآ*شوند. مثلا برای متوقف کردن حرکت ربات در هنگام برخورد عامل نهایی با یک شی. همچنین این سنسورها به رباتآ*ها برای اعمال نیروی کافی برای بلند کردن جسمی از روی زمین و قرار دادن آن در جایی مناسب نیز کمک میآ*کند. با توجه به این توضیحات میآ*توان عملکرد آنآ*ها را به چهار دسته زیر تقسیم کرد: 1- رسیدن به هدف، 2- جلوگیری از برخورد، 3- تشخیص یک شی.

d. سنسورهای گرمایی (Heat Sensors): یکی از انواع سنسورهای گرمایی ترمینستورها هستند. این سنسورها المانآ*های مقاومتی پسیوی هستند که مقاومتشان متناسب با دمایشان تغییر میآ*کند. بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان افزایش یا کاهش میآ*یابد، برای آنآ*ها به ترتیب ضریب حرارتی مثبت یا منفی را تعریف میآ*کنند. نوع دیگری از سنسورهای گرمایی ترموکوپلآ*ها هستند که آنآ*ها نیز در اثر تغییر دمای محیط ولتاژ کوچکی را تولید میآ*کنند. در استفاده از این سنسورها معمولا یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر دیگر را در نقطهآ*ای که باید دمایش اندازهآ*گیری شود، قرار میآ*دهند.

e. سنسورهای بویایی (Smell Sensors): تا همین اواخر سنسوری که بتواند مشابه حس بویایی انسان عمل کند، وجود نداشت. آنچه که موجود بود یکآ*سری سنسورهای حساس برای شناسایی گازها بود که اصولا هم برای شناسایی گازهای سمی کاربرد داشتند. ساختمان این سنسورها به این صورت است که یک المان مقاومتی پسیو که از منبع تغذیهآ*ای مجزا، با ولتاژ 5+ ولت تغذیه میآ*شود، در کنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای پاسخآ*گویی سنسور به محرکآ*های محیطی فراهم میآ*شود. برای کالیبره کردن این دستگاه ابتدا مقدار ناچیزی از هر بو یا عطر دلخواه را به سیستم اعمال کرده و پاسخ آن را ثبت میآ*کنند و پس از آن این پاسخ را به عنوان مرجعی برای قیاس در استفادهآ*های بعدی به کار میآ*آ*برند. اصولا در ساختمان این سیستم چند سنسور، به طور همزمان عمل میآ*کنند و سپس پاسخآ*های دریافتی از آنآ*ها به شبکهآ* عصبی ربات منتقل شده و تحلیل و پردازش لازم روی آن صورت میآ*گیرد. نکته مهم درباره کار این سنسورها در این است که آنآ*ها نمیآ*توانند یک بو یا عطر را به طور مطلق اندارهآ* بگیرند. بلکه با اندازهآ*گیری اختلاف بین آنآ*ها به تشخیص بو میآ*پردازند.

f. سنسورهای موقعیت مفاصل : رایجآ*ترین نوع این سنسورها کدگشاها (Encoders) هستند که هم از قدرت بالای تبادل اطلاعات با کامپیوتر برخوردارند و هم اینکه ساده، دقیق، مورد اعتماد و نویز ناپذیرند. این دسته انکدرها را به دو دسته میآ*توان تقسیم کرد:

i. انکدرهای مطلق: در این کدگشا ها موقعیت به کد باینری یا کد خاکستری BCD (Binary Codded Decible ) تبدیل میآ*شود. این انکدرها به علت سنگینی و گرانآ*قیمت بودن و اینکه سیگنالآ*های زیادی را برای ارسال اطلاعات نیاز دارند، کاربرد وسیعی ندارند. همانطور که میآ*دانیم بهآ*کار گیری تعداد زیادی سیگنال درصد خطای کار را افزایش میآ*دهد و این اصلا مطلوب نیست. پس از این انکدرها فقط در مواردی که مطلق بودن مکانآ*ها برای ما خیلی مهم است و مشکلی هم از احاظ بار فابل تحمل ربات متوجه ما نباشد، استفاده میآ*شود.

ii. انکدرهای افزاینده: این کدگشا ها دارای قطار پالس و یک پالس مرجع که برای کالیبره کردن بکار میآ*رود هستند، از روی شمارش قطارهای پالس نسبت به نقطه مرجع به موقعیت مورد نظر دست میآ*یابند. از روی فرکانس (عرض پالسآ*ها) میآ*توان به سرعت چرخش و از روی محاسبه تغییرات فرکانس در واحد زمان (تغییرات عرض پالس) به شتاب حرکت دوارنی پی برد. حتی میآ*توان جهت چرخش را نیز فهمید. فرض کنید سیگنالآ*های A و B و C سه سیگنالی باشند که از کدگشا به کنترلآ*کننده ارسال میآ*شود. B سیگنالی است که با یک چهارم پریود تاخیر نسبت به A. از روی اختلاف فاز بین این دو میآ*توان به جهت چرخش پی برد.

http://www.abbas3stars.blogfa.com/