it:hw:sensors
Obsah
Senzory a měření dat
Senzor (snímač) je zařízení, které měří fyzikální nebo chemickou veličinu a převádí ji na signál, který lze číst pozorovatelem nebo (v moderní elektronice) přístrojem. V digitálních systémech je tento signál následně převeden na data pro další zpracování.
1. Princip převodu: Od analogu k digitálu
Většina fyzikálních jevů je analogová (spojitá). Počítače však pracují v binární soustavě. Proces měření tedy probíhá v těchto krocích:
1. **Detekce:** Fyzikální změna (např. deformace materiálu při tlaku). 2. **Transdukce:** Převod změny na elektrický signál (změna odporu, napětí nebo kapacity). 3. **Úprava signálu:** Zesílení a filtrace šumu. 4. **Digitalizace (ADC):** **Analogově-digitální převodník** (Analog-to-Digital Converter) vzorkuje signál a vytvoří z něj řadu čísel.
2. Typy senzorů podle měřené veličiny
| Kategorie | Příklady | Využití |
|---|---|---|
| Mechanické | Akcelerometr, gyroskop, tlakoměr. | Mobilní telefony (otočení displeje), airbagy. |
| Tepelné | Termistor, termočlánek, IR senzor. | Digitální teploměry, klimatizace, ochrana CPU. |
| Optické | Fotodioda, CMOS snímač, Lidar. | Digitální fotoaparáty, autonomní vozidla. |
| Chemické | Senzor pH, detektor plynů (CO2), vlhkoměr. | Chytré domácnosti, ekologie, průmysl. |
| Magnetické | Hallova sonda, kompas. | Detekce polohy, navigace. |
3. Klíčové parametry senzorů
Při výběru senzoru pro IT systém jsou rozhodující tyto vlastnosti:
- Citlivost: Nejmenší změna veličiny, kterou je senzor schopen detekovat.
- Rozlišení: Počet bitů ADC převodníku (např. 10-bitové rozlišení dělí rozsah na 1024 úrovní).
- Přesnost vs. Preciznost: Přesnost je shoda s reálnou hodnotou, preciznost je schopnost měřit opakovaně stejný výsledek.
- Vzorkovací frekvence: Jak často senzor posílá data (udává se v Hz).
4. Inteligentní senzory a IoT
Moderním trendem jsou Smart Sensors. Ty neposílají pouze surový signál, ale obsahují vlastní mikroprocesor, který:
- Provádí autokalibraci.
- Komunikuje digitálně (přes sběrnice jako I2C, SPI nebo bezdrátově přes Wi-Fi/LoRa).
- Dokáže předzpracovat data (např. poslat upozornění až při překročení limitu).
5. Senzory v počítačové architektuře
I uvnitř vašeho PC jsou desítky senzorů, které monitorují zdraví systému:
- Teplotní čidla: V jádrech CPU a GPU pro řízení otáček ventilátorů.
- Senzory napětí: Kontrolují stabilitu napájecí kaskády (VRM) na základní desce.
- S.M.A.R.T.: Systém senzorů uvnitř pevných disků, který předpovídá jejich selhání.
Související články:
Tagy: hw sensors electronics adc automation iot
it/hw/sensors.txt · Poslední úprava: autor: admin
