====== Transdukce: Převod energie ======

**Transdukce** je fyzikální proces, při kterém dochází k přeměně jedné formy energie na jinou. V kontextu informačních technologií a senzoriky jde o klíčový krok, kdy se neelektrická veličina (teplo, tlak, světlo) převádí na signál elektrický, který je následně zpracovatelný obvody [[it:hw:adc|ADC]].

Zařízení, které tento převod provádí, se nazývá **transduktor** (převodník).



===== 1. Základní principy transdukce =====

Transdukce využívá specifických vlastností materiálů, které reagují na vnější podněty změnou svých elektrických parametrů:

  * **Odporový princip (Piezorezistivita):** Mechanické namáhání nebo změna teploty mění elektrický odpor materiálu.
    * *Využití:* Tenzometry pro váhy, termistory pro měření teploty.
  * **Kapacitní princip:** Změna vzdálenosti mezi elektrodami nebo změna dielektrika mění kapacitu kondenzátoru.
    * *Využití:* Akcelerometry v mobilech, kapacitní dotykové displeje.
  * **Indukční princip:** Pohyb vodiče v magnetickém poli indukuje elektrické napětí.
    * *Využití:* Dynamické mikrofony, snímače otáček (ABS).
  * **Piezoelektrický jev:** Deformace určitých krystalů (např. křemene) přímo generuje elektrický náboj.
    * *Využití:* Zapalovače, ultrazvukové měniče, snímače vibrací.
  * **Fotoelektrický jev:** Dopad fotonů uvolňuje elektrony v polovodiči.
    * *Využití:* CMOS snímače v kamerách, fotovoltika.

===== 2. Rozdělení transduktorů =====

Podle energetické bilance dělíme transduktory do dvou hlavních skupin:

==== A. Aktivní (Generátorové) ====
Nevyžadují vnější napájecí zdroj. Energii pro elektrický signál berou přímo z měřené veličiny.
* **Příklady:** Termočlánek (teplo -> napětí), fotovoltika (světlo -> proud), piezo krystal (tlak -> náboj).

==== B. Pasivní (Parametrické) ====
Vyžadují vnější napájení. Měřená veličina pouze mění (moduluje) vlastnosti obvodu, kterým protéká proud z externího zdroje.
* **Příklady:** Odporový teploměr (RTD), kapacitní senzor tlaku.



===== 3. Kvalita převodu (Statické charakteristiky) =====

Aby byl převod energie užitečný pro IT systémy, musí být definován několika parametry:

  * **Převodní funkce:** Matematický vztah mezi vstupní veličinou ($x$) a výstupním signálem ($y$). Ideálem je lineární vztah: $y = kx + q$.
  * **Citlivost:** Udává, jak velkou změnu elektrického signálu vyvolá jednotková změna fyzikální veličiny.
  * **Hystereze:** Nežádoucí jev, kdy výstup závisí na tom, zda vstupní hodnota stoupala nebo klesala.
  * **Doba odezvy:** Čas, který transduktor potřebuje k tomu, aby změna na vstupu plně projevila na výstupu.

===== 4. Inverzní transdukce (Aktuátory) =====

Proces funguje i opačně. Zatímco senzor převádí fyzikální děj na elektřinu, **aktuátor** převádí elektřinu na fyzikální akci:
  * **Reproduktor:** Elektrický signál -> mechanické vlnění (zvuk).
  * **Elektromotor:** Elektrická energie -> rotační mechanická energie.
  * **LED:** Elektrický proud -> světelné záření.

----
//Související články://
  * [[it:hw:sensors|Senzory a měření dat]]
  * [[it:hw:adc|Analogově-digitální převodníky (ADC)]]
  * [[it:hw:physics_of_computing|Fyzikální základy výpočetní techniky]]

//Tagy: {{tag>physics hardware sensors electronics energy_conversion}}//