16 oct. 2021, Autor:

Trăim într-o lume a senzorilor. Îi găsim în casele, birourile, mașinile și telefoanele noastre. Sunt peste tot, iar rolul lor este acela de a ne face viața mai simplă, organizată și ușoară. Senzorii sunt cei care aprind lumina, ne închid și ne deschid ușile, ne semnalizează scurgerile de gaz și nivelul de poluare, ne arată drumul și ne ajută să parcăm fără să ne lovim mașina. Tot senzorii sunt cei ce ne prepară cafeaua, ne avertizează că nu ne-am mișcat suficient sau ne laudă dacă am făcut-o, ne măsoară temperatura și umiditatea din casă ori închid și deschid aparate în locul nostru. 

Ce sunt senzorii
Tipuri de senzori
Utilitatea generală a senzorilor
Casa inteligentă
Senzorii din telefonul mobil și alte device-uri smart
Monitorizarea sănătății

Ce sunt senzorii

Un senzor este un sistem care detectează și monitorizează o anumită constantă a mediului ambiant și reacționează la o anumită schimbare a acestuia. Altfel spus, este un dispozitiv care măsoară în mod constant un anumit parametru. În cazul în care unele limite prestabilite sunt depășite, senzorul semnalizează acest fapt sau produce o reacție, care poate să fie un semnal de avertizare sau o acțiune.  

Astfel, senzorul de incendiu va emite un semnal acustic, când se atinge o concentrație prestabilită de gaz sau fum într-o încăpere, iar senzorul ușilor le va deschide sau închide automat, când va detecta prezența unei persoane care vrea să intre sau să iasă ori va trimite un mesaj de avertizare (pe ecranul telefonului sau al computerului de bord din mașină sau alt mijloc de locomoție), referitor la o defecțiune. Tot senzorii sunt cei care ne ajută să ne orientăm în spațiu și ne livrează permanent informații despre unele constante biologice.

Parametrul la care senzorul reacționează poate să fie orice, de la lumina naturală la mișcare și de la nivelul uleiului în motorul mașinii până la numărul pașilor pe care i-ai făcut în ultimele 24 de ore. 

Tipuri de senzori

Tipuri de senzori

Nu este deloc greșit să spunem că există senzori care simt, văd și aud. Există chiar și senzori care gustă. Sunt nenumărate tipuri, cu incredibil de multe funcții, încât de prezența și de acțiunile unora dintre ei nici nu ne mai dăm seama. De exemplu, senzorul de efect Hall – este cel care dezactivează imaginea de pe telefonul mobil, ca să facă economie la baterie, atunci când îl duci la ureche, și o activează de îndată ce-l readuci în fața ochilor. 

Există mai multe moduri de clasificare. 

Senzorii de tip analog sau digital. Un senzor analog testează o anumită constantă și identifică orice modificare între limitele de detecție pentru care a fost programat. Astfel, el poate fi mai precis și mai fiabil, în timp ce un senzor digital va determina o depășire a valorilor dintr-un interval anume. 

Senzori pasivi și senzori activi. Diferența dintre cele două tipuri este caracterizată de capacitatea senzorului de a face o măsurătoare fără sau cu energie (mecanică, electromagnetică sau de alt tip) în mediul înconjurător. De exemplu, un senzor de proximitate în infraroșu este unul activ, pentru că emite constant unde pentru a măsura distanța, temperatura și altele, în timp ce busola și barometrul din telefonul mobil sunt senzori pasivi, pentru că pot face o măsurătoare fără a interacționa cu mediul. 

Există și o serie de senzori care combină funcțiile active cu cele pasive (camera cu infraroșu, de exemplu).

Un alt tip de clasificare se face în funcție de mijloacele de detectare utilizate de senzor, iar acestea pot să fie: electrice, biologice, chimice, radioactive etc.

O altă clasificare se bazează pe fenomenul de conversie, adice generarea și recepționarea unui semnal. Există senzori de conversie fotoelectrici, termoelectrici, electrochimici, electromagnetici și așa mai departe. Toți acești senzori sunt utilizați pentru măsurarea unei proprietăți fizice sau chimice, precum temperatura, rezistența, capacitatea, conducția, transferul de căldură etc.

Cei mai utilizați senzori sunt: senzorii de temperatură și mișcare, de proximitate (senzorii de parcare, de exemplu), cu infraroșu, senzorii de tip accelerometru, de presiune, lumină, senzori care detectează ultrasunete, dar și senzorii de fum, gaze și alcool (alcooltest). O altă categorie de senzori uzuali sunt cei tactili (cum ar fi cei de pe display-ul dispozitivelor cu touch), senzorii de culoare, umiditate, poziție și înclinare, senzorii magnetici, dar și cei de tensiune, forță și greutate. O altă categorie de senzori sunt cei biometrici, de recunoaștere facială, a irisului sau a amprentei. Microfonul este, în esență, un senzor de sunet, iar busola, un senzor magnetic, iar enumerarea ar putea continua. 

Utilitatea senzorilor

Utilitatea generală a senzorilor

În prezent, se poate afirma că nu mai există domeniu de activitate care să nu beneficieze de avantajele senzorilor. Implementarea senzorilor și a tehnologiilor conexe are multiple utilități, de la cele legate de întreținerea mai eficientă a aparatelor și mașinilor de orice tip până la funcțiile de predicție (cum este indicatorul de bord, care te anunță că trebuie să faci revizia la mașină) și prevenție (de exemplu, senzorii care detectează noxele, emanațiile de gaz sau creșterea presiunii în conducte). 

O altă categorie de senzori sunt cei capabili de transmiterea prin cablu sau în sistem wireless a unor informații în flux continuu, în timp real. Feedback-ul pe care aceștia îl oferă pentru diferite funcții și procese fizice, chimice, mecanice sau de altă natură oferă garanția realizării unor procese mai eficiente, previn avariile și accidentele și contribuie la realizarea în condiții mai bune a unor acțiuni. 

Evoluția constantă a tehnologiei a dus la crearea unor senzori inteligenți, care, spre deosebire de cei convenționali și pasivi, conțin circuite electrice și microprocesoare încorporate, care le permit să funcționeze în limitele unor parametri prestabiliți și să îndeplinească o serie de funcții inteligente. Senzorii au capacitatea de autotestare, adaptare și identificare a unor situații specifice în funcție de datele din mediu, de unele constante fizice sau chimice ori de unele procese elaborate, cu evidente beneficii pentru eficiența și siguranța unor activități. 

Exemple de senzori inteligenți sunt cei ce produc frânarea automată sau încetinesc și opresc mașina, dacă sesizează un obstacol sau dacă șoferul a adormit la volan, ori cei capabili să apeleze serviciile de urgență în anumite situații predefinite, utili vârstnicilor singuri. 

Avantajele și utilitatea senzorilor se împletesc și determină:  

  • accelerarea unor procese; 
  • creșterea preciziei și siguranței;  
  • colectarea de date în timp real;
  • automatizarea unor procese și acțiuni; 
  • monitorizarea unor procese; 
  • creșterea productivității; 
  • reducerea costurilor; 
  • reducerea consumului de resurse. 

Casa inteligentă

Chiar dacă ideea unei case inteligente este, pentru mulți, un deziderat, practic, fiecare locuință beneficiază de avantajele senzorilor. Prezența, funcțiile și beneficiile acestora fac parte din cotidian. 

De la senzorii de mișcare, ce determină aprinderea și stingerea luminii pe holurile blocurilor, până la cei integrați în centrala termică sau în termostatul acesteia și de la senzorii care ne semnalizează că ușa frigiderului nu s-a închis și până la cei care pornesc aspersorul din curte, toți aduc un beneficiu real vieții cotidiene. 

O altă categorie este reprezentată de cei incluși în aparatele de dezumidificare și purificare a aerului. Chiar și termostatele frigiderului, aparatului de aer condiționat și cele ale caloriferului electric, care declanșează pornirea compresorului și, respectiv, activarea rezistenței, funcționează pe baza unor senzori. Evident, nu trebuie uitate detectoarele de gaze și fum ori alarmele de la ușa de la intrarea în casă ori curte. 

În funcție de tipul lor, aceștia sunt senzori activi sau pasivi, cu rol de monitorizare, semnalizare, alarmare și prevenție sau îndeplinesc diferite roluri care au ca beneficiu economia de energie și resurse. 

Senzori pentru casa

Senzorii din telefonul mobil și alte device-uri smart

Smartphone-ul este o veritabilă colecție de senzori. Unii dintre ei au diferite funcții conectate la aplicații, alții au sarcini asociate dispozitivului inteligent. 

Acestea sunt doar câțiva dintre senzorii din telefoanele inteligente: 

  1. Accelerometrele sunt senzorii care se ocupă de detectarea mișcării pe axa longitudinală și verticală, pot fi găsite și în ​​trackere de fitness sau în ceasurile inteligente și permit urmărirea pașilor. De asemenea, furnizează continuu informații pentru software-ul telefonului referitor la poziția acestuia, dar măsoară și accelerația și te pune pe harta de Snapchat, când ești într-o mașină sau conduci, activând alte aplicații utile conexe. 
  2. Giroscopul este util pentru jocuri, dar nu numai. Acesta menține camerele dispozitivului stabile. Senzorii sunt de tip electromecanic, foarte sensibili și extrem de eficienți. 
  3. Magnetometrul este completarea triumviratului senzorilor responsabili de furnizarea continuă a informațiilor care stabilesc unde se află telefonul (locația și poziția acestuia), dar măsoară și câmpurile magnetice și poate spune unde se află nordul, având funcție de busolă. Mai mult, orientează hărțile virtuale în direcția reală de mers a utilizatorului. Unitatea GPS sau tehnologia sistemului de poziționare globală a telefonului funcționează cu toți acești senzori, poate spune cu precizie unde te afli și te ajută să te orientezi în spațiu, oferind rute de navigație detaliate.

Acesta funcționează chiar și atunci când telefonul nu are semnal. Gadgeturile mai mici, cum ar fi unele smartwatch-uri, nu includ toți senzorii, ca urmare a faptului că sunt mari consumatori ai bateriei dispozitivelor independente.

  1. Aproape fiecare telefon de pe piață are senzori de amprentă digitală sau un sistem de recunoaștere facială, care te ajută să te conectezi cu telefonul inteligent personal. Există mai multe tipuri de senzori biometrici: optici (scanare cu lumină), capacitivi (scanare cu condensatoare electronice) și ultrasonici. Lor li se adaugă senzorii de tip LiDAR, adăugați la iPad Pro și iPhone. Este vorba despre o tehnologie de scanare a luminii laser, care poate evalua adâncimea.
  2. Senzorul de proximitate se află lângă difuzorul superior, fiind combinat cu un LED cu infraroșu și un detector de lumină, producând efectul Hall. Acesta dezactivează ecranul, dar fără a-l bloca. Simpla mișcare a telefonului reactivează ecranul. 
  3. Senzorul de lumină ambientală reglează luminozitatea ecranului în funcție de lumina ambientală, dacă este setat să se regleze automat.

Toți acești senzori sunt extrem de mici, dar au funcții complexe și pot interacționa între ei. Sunt senzori inteligenți, capabili de optimizări concomitent cu cele ale software-ului. Acesta este doar unul dintre motivele pentru care este important să-ți actualizezi telefonul în mod regulat, chiar dacă funcțiile acestor senzori nu vor fi niciodată menționate ca trecând printr-un update. 

Uneori, o actualizare a telefonului, dar și a altor dispozitive inteligente este suficientă pentru ca performanțele tehnice ale acestuia să se îmbunătățească. Capacitatea unor senzori inteligenți de a se autoperfecționa poate explica de ce dispozitivele din generațiile anterioare pot funcționa la fel de precis și de eficient precum cele din ultima generație – un motiv în plus pentru a vinde pe OLX dispozitivele vechi sau pentru a le cumpara de la terți.   

Monitorizarea sănătății

Senzorii specifici au revoluționat monitorizarea stării de sănătate. Este vorba despre senzorii  portabili, neinvazivi și discreți, pentru monitorizarea semnelor fiziologice importante. Există aparate (wearable) independente sau incluse în device-uri inteligente, care verifică temperatura, pulsul, ritmul cardiac și al respirațiilor, monitorizează somnul și calitatea acestuia, nivelul de oxigen din sânge, numără calorii și contorizează activitatea fizică. 

Datele culese de acești senzori specifici sunt analizate de aplicații, iar rezultatele se reflectă într-o imagine a stării de sănătate. Unele dintre aceste analize sunt chiar omologate și reflectă realitatea din organismul celui care le folosește, însă altele pot da indicații eronate. Cert este că reprezintă o modalitate din ce în ce mai des utilizată, fie doar și pentru faptul că te poate determina să ajungi la medic, pentru un control de rutină preventiv.

Tehnologia la capitolul senzori înaintează cu viteză și face din acest domeniu unul de avangardă, cu un potențial de dezvoltare major. Există o multitudine de senzori disponibili, cu funcții dintre cele mai diverse și cu reale beneficii pentru viața de zi cu zi. 

Sursă foto: Shutterstock