通行料の障壁を自動化する方法

論理的な電気信号は、2つの値しか取ることができない電気信号です. これらの2つの値には名前が付けられています ハイステート そして 低状態.

情報の取得 – さまざまなセンサー

さまざまな種類のセンサーを知り、区別します.

• センサーには3つのファミリーがあります：TOR（オールオリア）センサー、アナログセンサー、デジタルセンサー.
• 製品信号は、使用するセンサーのタイプによって異なります：アナログ信号、論理信号、またはコード化された論理信号.
• センサーは、動作するために回路に統合する必要があるかどうかに応じて、アクティブまたはパッシブにすることができます.
• センサーは、ローカルで測定を達成するかグローバルな方法で達成するかに応じて、固有受容または外部受容性になる可能性があります.

1. センサー出力信号の性質

センサーは、物理的な量から、異なる性質の別の物理的量（一般的に電気）を発達させる情報撤退のコンポーネントです.

センサーは、出力信号の性質に応じて特徴づけることができます.

もっている. TORセンサー（オールオリア）

a TORセンサー （外側）は、物理現象を論理的な電気信号に変換するセンサーです.

論理的な電気信号は、2つの値しか取ることができない電気信号です. これらの2つの値には名前が付けられています ハイステート そして 低状態.

多くの場合、高条件は信号が取ることができる最高の電圧、一般に3.3 Vまたは5 Vに対応し、低状態は最低電圧に対応します。.

• 論理信号には、バイナリ信号とも呼ばれます.
• TORセンサーは、検出器、バイナリセンサー、または論理センサーとも呼ばれます.

原理
しきい値が定義されています. 入力数量がしきい値を下回る場合、センサーの出力は0です。入力サイズがしきい値より大きい場合、センサー出力は1です。.

実際には、TORセンサーには、入力がしきい値に非常に近いときに出口が不安定になるのを防ぐための2つの別々のしきい値があります.

• センサーの出口が上部状態に通過するように、入力サイズは高いしきい値を通過する必要があります.
• センサーアウトレットが低状態に移動するには、入力サイズが低いしきい値を下回る必要があります.

高いしきい値と低いしきい値の間のギャップは、ヒステリシスと呼ばれます.

例
赤外線運動検出器は、部屋の動きの存在または不足を検出する可能性があります.

マイクロコントローラーとマイクロプロセッサは、バイナリ信号であるため、TORセンサーが提供する信号を直接使用できます。.

b. アナログセンサー

a アナログセンサー 測定された物理的な大きさに比例するアナログ電気信号を提供します.

アナログ電気信号は、最小値と最大値の間にすべての可能な値をとることができる電気信号です.

変換操作はと呼ばれます 導入. 信号の張力は、捕獲された物理現象の価値に直接リンクされます.

例
アナログ温度センサーは、それが測定する温度に比例した電圧を提供する場合があります. 0°Cから1°Cの増加ごとに、張力は0.1 V増加します.

気づいた
張力が現象の値に単に比例することはまれですが、一般に、一方から他方への通過の式がセンサーの技術シートに示されています.

アナログセンサーは、デジタル脳によって直接使用できないアナログテンションを提供します。 マイクロコントローラー または1つ マイクロプロセッサ.

気づいた
Arduino、Microphoneカード：BITおよびESP8266に基づくものにはマイクロコントローラーがあります。 Raspberry PIカード、コンピューター、スマートフォンにはマイクロプロセッサがあります.

マイクロコントローラーまたはマイクロプロセッサがアナログセンサーの情報を使用できるようにすると、信号は事前になります。 デジタル化 aと呼ばれるコンポーネントによって できる.

気づいた
マイクロコントローラーを備えたほとんどのカードには、統合缶があります. これは通常、マイクロプロセッサを備えた製品には当てはまりません.

vs. デジタルセンサー
デジタルセンサーは、測定するサイズに比例するデジタル信号を提供します.

a デジタルセンサー 連続して作成するセンサーです。

• 物理現象のアナログ電気信号への変換。
• 論理信号でのアナログ信号のデジタル化.

製品の論理信号は、TORセンサーによって生成されたような単純なバイナリ信号ではありません。 コード化されたロジック信号. これは、彼が標準と呼ばれる言語または 通信プロトコル, 複雑な情報を数字、文字、単語、全文などとしてバイナリ形式で送信する。.

気づいた
デジタルセンサーはコーダーとも呼ばれます.

例
デジタル温度センサーは、UARTプロトコルを使用して、16.9°Cの値をマイクロコントローラーに測定し、送信します。. これがコード化された論理信号のように見えるもので、この値を送信できます.

気づいた
ここに、コーダーが使用するいくつかの一般的な通信標準またはプロトコルがあります：uart、i2c、spi、onewire.

したがって、デジタルセンサーが送信する各データは、いくつかのバイナリ値で構成される論理信号です（高い状態または低状態で）：これらのバイナリ値は呼ばれます ビット. データを送信することを可能にするすべてのビットは、 フレーム.

例
デジタル温度センサーがUARTによってマイクロコントローラーに送信されるフレームには11ビットがあります.

• ビット1は開始ビットで、フレームが始まることを示します.
• ビット10と11は、フレームが終了することを示すストップビットです.
• ビット2から9は、データを送信できるデータビットです. ここで、バイナリ値は価値があります（ 1 0 1 0 1 0 0 01 ）））₂, これは（169）に10進数に対応します₁₀ これは、センサーが16.9°Cで送信する値です.
  気づいた ： 1 ×2 0 + 0 ×2 1 + 0 ×2 2 + 1 ×2 3 + 0 ×2 4 + 1 ×2 5 + 0 ×2 6 + 1 ×2 7 = 169

デジタルセンサーがマイクロコントローラーまたはマイクロプロセッサに値を送信したいときはいつでも、フルフレームを送信する必要があります.

例
次の信号は、4秒ごとに新しい温度値を送信した場合に、デジタルセンサーによって約14秒間の温度伝達がどのように発生するかを示しています。.

マイクロコントローラーとマイクロプロセッサは、バイナリ信号であるため、デジタルセンサーが提供する信号を直接使用できます。.

気づいた
それにもかかわらず、使用される通信プロトコルを指定し、マイクロコントローラーまたはマイクロプロセッサで読み取る方法を示す必要があります。. これは、ソフトウェアライブラリを使用して行われます.

2. アクティブセンサーとパッシブセンサー
もっている. パッシブセンサー

パッシブセンサー ダイエットでサーキットに統合する必要があります.

パッシブセンサーの例をいくつか紹介します.

抵抗センサーの内部抵抗は、物理サイズによって異なります.

• プラチナワイヤまたはサーミスタへの抵抗による温度測定.
• 応力計による応力測定.
• 光耐性による光強度測定.

インダクタンスとは、電流が電流によって交差するときに磁気エネルギーを保存する電子双極子の能力です.

インダクタンスの値 l 誘導センサーは、物理的なサイズによって異なります. 帰納的センサーは、金属オブジェクトのみを検出します.

誘導センサーは磁場を発します. 金属オブジェクトはこの磁場を破壊します. センサーによって検出されるのはこの妨害です.

• 金属オブジェクトの検出.
• 可変インダクタンスによる変位測定.
• マグネット弾性センサーによる努力.

容量は、電子双極子が緊張によって交差するときにエネルギーを蓄える能力に対応します.

容量値 vs 容量性センサーは、物理的なサイズによって異なります.

• その性質が何であれ、オブジェクトの存在の検出.
• タンク内の液体のレベルの検出.
• 移動および位置の測定（コンデンサの補強材の1つは、変位を測定したいオブジェクトにあります）.

b. アクティブセンサー

の場合 アクティブセンサー, 入力量、またはその変動は、エネルギーを直接生成します（電圧、電流、電気負荷）.

このエネルギーは一般的に低いため、これらのセンサーはアンプの使用を必要とします. パッシブセンサーの例をいくつか紹介します.

光電または太陽光発電センサー

光電気（または太陽光発電）センサーは、光放射またはより一般的には電磁波の影響下での材料の電気負荷の放出に基づいています.

圧電センサー

特定のSO -Colcaled Piezoelectric材料（たとえばクォーツ）に機械的制約を適用すると、反対側の顔の間に緊張が現れます。.

ホールエフェクトセンサー

磁場 b そして電流 私 半導体材料で、に比例した電圧を作成します b そして 私 .

例
アンプメトリックペンチを使用した現在の測定.
3. 固有受容および外部受容センサー

モバイルロボット工学では、固有受容センサーと外部受容センサーを区別することが重要です.

もっている. 固有受容センサー

センサー 固有受容 ロボットの動きから地元で知覚するものに関して測定を実行する.

例
ロボットの車輪の角度の動きを測定できます。これにより、ホイールが滑らない（滑り、スケート）が滑らない場合、軌道を再構築できます。. 固有受容センサーです.

b. エクステロインセプティブセンサー

センサー Exteroceptive グローバル環境から取られた措置に基づいています（絶対ベンチマーク）.

例
ロボット運動環境に固定された光学タグのレーザータレットによる位置は、絶対的な測定を可能にします. これは外部受容センサーです.

通行料の障壁を自動化する方法 ?

VSESの一部として、学生は彼をの状況に置く個人的な仕事をしています 責任. このアクティビティはトレーニングです 科学的手順 および/または 技術的アプローチ. VSEは、エンジニアの職業の現実は本質的に問題を解決し、それらを明確に掲載するためであるため、具体的な状況の知性を呼び出す必要があります.

VSESの目的は、学生が特に次の品質と能力を開発できるようにすることです。

• オープン – 気性,
• 個人的なイニシアチブ,
• 特に分野の分解により、いくつかのロジックを近づけることの学部,
• 批判的精神、要件の能力、深化と厳密さ,
• 実験的な想像力への能力,
• 情報を収集し、分析し、伝える能力.

このアクティビティは、知的好奇心を高め、スピードではなく、深い仕事を強化することを目指しています,
また、懲戒的知識の獲得の制御の枠組みの中で評価されました.

したがって、非常に中小企業の目的は、教育プログラムの枠組みの中でも実施される追加の懲戒知識の獲得ではありません.

新しい作業方法の実装と研究対象の多様化のおかげで、非常に中小企業はさまざまな科学的プロファイルを強化するのに役立ちます.

これらの目的を達成し、競争テストの準備をするために、学生は監督されています
教師によって、さまざまな活動やアプローチを開発します。

• 問題の強調と策定,
• 現象または産業システムの観察と分析,
• ドキュメントの研究と搾取,
• ファイルとプレゼンテーションの準備と制作,
• 科学的インタビュー中の議論の発展,
• 選択の解決策と正当化の調査と議論.

学生の科学的アプローチへの開始

VSESの間、学生は彼を責任の状況に置く個人的な仕事をしています. このアクティビティはです
特に、開始、科学研究プロセスのトレーニングを行い、回答しようとする前に彼に質問をさせます. 確かに、解決策の開発や研究の前の質問は、科学者とエンジニアが実践する一般的な態度です. 科学的研究につながる 実際のオブジェクトと実際のオブジェクトの開発 構築のプロセスに参加します
職場での科学と科学的技術的発見と革新の名前を担います.

上記の視点で断固として登録することにより、必然的に学際的な視点では、学生の仕事は、課されたテーマに準拠している上記の思考または現実の物体の構築を強調し、研究プロセスの重要な部分を適切にします
関係者：問題、モデリング、科学的批判、実現. これらの側面のいくつかを通して、学生は個人的な貢献をします。これは、経験、表現、説明、概念化、製造、科学的対話など、扱われた主題に最適な形式を取ります。.

TPEコンテンツ

したがって、提供される作業にはaが含まれます 学生の個人的な制作 （天然または人工物の観察と説明、データの収集、ソートと処理、現象の強調表示、実験、コンピューターツールの搾取、モデリング、アプリケーションの新しい分野の調査. ）テーマに固着している主題の一部として実行される. この生産は、収集された情報の単純な統合に限定されることはありませんが、 “付加価値” 学生によってもたらされました.

学生はこの仕事を個別にまたは小グループで実行します（グループあたり最大5人の学生）. 各生徒は提示されたすべての作業に個人的に関与する必要があります.

彼のTPEの実現に関するアドバイス

主題の選択

インテリジェントな主題を選択するためには、彼に近づくことをお勧めします 情熱 そして 趣味 そして、あなたの教師と積極的にあなたの今年のテーマで彼らを縛るためにそれについて話すこと. お好みでオリジナルになることをheしないでください !

あなたの選択を検証します

主題を選択したら、セットアップする必要があります 問題があります あなたのプロジェクトの背骨として機能します. 確かに、プロジェクトの科学的レベルを確信している必要があります。. 彼らは今年のプログラムを知っているので、あなたの教師があなたをサポートし、したがって、提供され使用するツールと知識の選択についてあなたを導くことができるでしょう. だからあなたはあなたのアイデアが時間を無駄にしないように実行可能かどうかを知るでしょう.

主題が定義されている、問題が提起された、あなたは被験者の約束の熱意をサーフィンすることによって、できるだけ早く仕事をする必要があります. TPEで成功し始めるもの ? ここにいくつかのトラックがあります.

プロジェクトを開始します

最初の経験

最初の操作の良い選択をするために、躊躇しないでください あなたの物理的な先生に電話してください または、かなり完全なプロトコルをアドバイスできる準備者. インターネットに近づくこともできます.

古いコンテストにサービスを提供していますか

彼らはあなたがあなたのプロジェクトを提示しなければならない年の終わりにあなたに期待されるレベルに対応するので、あなたがあなたの心の中でアイデアと反省を産むことを可能にします. その後、を使用できます 法律, しかし、 デモンストレーション あるいは 学名 あなたに似たテーマに取り組んだ.

本を使用してください !

もちろん、書誌参照を拡大するために、科学雑誌や論文や博士号を使用することをお勧めします. 次に考えてください アーカイブリンク または PDFをダウンロードします あなたに役立つ文書.

主題を継続するか変更するかを知る

オールセインツの休日の後、あなたはあなたの仕事を在庫して選択する必要があります：

• あなたがあなたの主題が好きで、あなたが結果を得るようになるなら それは完全な開発につながる可能性があるため、件名の選択を確認し、既に得られた結果をメモして統合しながら問題を深めます.
• あなたがあなたの主題が好きであるが、あなたがあなたの経験を失ったとき、あなたはより興味深いトラックを発見しました したがって、このテーマを維持しますが、問題を変更してより関連性を高めます. いずれにせよ、作業が開始されたことは、あなたが主題についてもっと知ることができるので失われていないことを知ってください.
• あなたが主題が気に入らないか、達成するのが難しすぎると思われる場合 だから、あなたはまだ主題を変える時です. 決める前に、教師にアドバイスを求めることを躊躇しないでください.

理論と経験

とりわけ、TPEの理論的部分を無視してはいけません それは完全にマスターされている必要があるからです. これが、科学的野心を下に修正することが時々関連する理由です. 確かに、あなたは論文全体を復元するように求められていませんが、あなたの主題の心を理解し、これをすべて再開する方法を知るように求められます.

あなたのプロジェクトに経験が使用され、あなたの仮説を確認したり、質問を提起したりしなければならないので、あなたは経験があると言う経験がありません. 不確実性を考え、さまざまな取り扱い危険に注意してください, それらを隠さずに、それらを悪用してください ：あなたはロボットではなく、間違いを犯す権利があり、それらを認識しなければなりません.

操作のために機器が必要な場合は、実験室の作業を促進するために適切に書面で行います. そして、あなたの経験が計画どおりに起こらず、あなたが期待したものとはまったく異なる結果を与えても、それを使用するために隅でメモを取ってください。.

TPEの取り扱いと実用的な部分のためのヒント

操作プロトコルの開発

迅速に重要です あなたの操作の道について考え始めてください. 確かに、あなたはどこに行きたいか、そして使用する手段を検討し始めるために何を実証しなければならないかを知る必要があります. これは、実験プロトコルの執筆と呼ばれます.

それはあなたの作業計画です. で 下書き, あなたのアイデアに注意してください. それらを1つずつ持ち、経験を実装して実行する方法を考えてください.

• この経験は問題で尋ねられる質問に答えますか ? ;
• この体験を実行することができますか？ ? ;
• 私の経験の結果を解釈するために必要な知識はありますか ?

このチェックリストが検証されたら、実験プロトコルを自分で書き込むことができます.

そのために, 書き出す そして 読みやすい 短い文と明確な単語を使用します. あまりにも高度な説明にownれする必要はありません. 経験中に実行する行為のみを反映するアクション動詞を使用する必要があります.

実験プロトコルの作成の最後に、あなたの経験を実現するために取られるセキュリティ対策に言及することを忘れないでください. 必要な安全装置について言及してください：メガネ、手袋、ブラウス、吸引フードなど。.

また、使用されている素材を正確に詳述し、絵を扱うことにより、エクスペリエンススキームのプロトコルを強化することもできます。.

仮説を立ててください

それらを書き留めてください 仮説 あなたが望むこと デモンストレーション あなたの経験の後. どの場合が検証され、どの場合に反論されるかを示します.

要求された体験を実行します

今 プロトコル そしてその 仮説 インストールされ、確立されています、あなたは自分自身を置くことができます 実用的. エクスペリエンスを実行するのに役立つ保護装置を使用してください. 穏やかで厳密さを進めてください. 実験プロトコルのステップに段階的に従ってください. 経験中にメモを取ることを躊躇しないでください、あなたはそれを説明することができるでしょう. 遭遇した問題や、エクスペリエンスを実行可能にするためにプロトコルに加えなければならなかった変更をサブスクライブする.

レポートを書いてください

レポートでは、報告する必要があります 結果 あなたの経験の間 検証 またはで 反論 あなたの仮定. あなたの経験のコースとあなたがそれから引き出された結論に注意してください. エクスペリエンスの実現に関するコメントを追加できます.

追加することもできます ドキュメント のような 写真 経験や スケッチ そして グラフィックス.

操作を結論付けます

最後に、結論を書く必要があります. 後者では、あなたの経験を使ってそれを正当化して、声明を取り、答えを提供します. この部分の世話をしてください、あなたの取り扱いをもたらすのは彼女です、そしてあなたのメモは大きく依存します.

別のアドバイス：グラフィックス

を示すことを忘れないでください タイトル, 量 対応する アブシッサ そして 叙階 彼らと ユニット そして スケール 使用済み.

「ポイント」は優先的に「まっすぐな」十字架になります：水平線 +はっきり目に見える垂直線!

曲線が正しいと思われる場合は、ポイントのアラインメントを確認し（レポートで指定します）、「平均」行をトレースします. 彼の係数（彼の勾配）を計算します。, 不確実性を表します !

件名の例：さまざまなタイプのTPE 2010センサー：通行料の障壁を自動化する方法 ?

さまざまな種類のセンサー

私たちの周りの世界は無数のセンサーで構成されています. 彼らは非常に多様な形をとって、非常に多様な用途のために設計することができます. したがって、モデルにいくつかのセンサーを提供する必要がありました

センサー（ファミリ、特異性などの小さな紹介.）））

この情報は、TPEの最初の4週間をカバーした研究の成果です.

センサーはaです デバイス 誰が 状態を変換します 使用可能なサイズで観察される物理的量の. 言い換えれば、センサーは手術部品の動作に関する情報を取得し、 使用可能な情報 コマンドパーツによって（したがって電気形式）. 目標は、外部環境の特性にシステムを開発することです.

順次自動化されたシステムでは、制御部分は論理変数またはデジタル変数を扱います. センサーによって提供される情報はそうかもしれません 論理 （2つの州）, デジタル （控えめな値）または アナログ.

2つの基準に従ってセンサーを特徴付けることができます。

• に依存します 測定 ;私たちは、位置、温度、速度、強度、圧力などについて話しています。.
• による 配信された情報の特徴 ;次に、すべてまたはNothingセンサー（TOR）、アナログ、またはデジタルセンサーとも呼ばれる論理センサーについて話します.

その後、センサーを分類できます 2つのカテゴリ, でセンサー 接触 検出するオブジェクトとの直接接触と 近接. 各カテゴリは、機械的、電気、空気圧センサーの3つのカテゴリのセンサーに細分化できます。. 特定のセンサーを選択するには、添付したい主な特性を区切る必要があります. 全体として、ここに私たちが区切ろうとした特徴があります。

• l ‘測定の範囲 ：それは多かれ少なかれ、検出された最小信号と最大の顕著なものの違いです.
• そこには 感度 ：センサーが検出できる物理量の最小の変動です.
• そこには スピード ：これは、測定する物理量の変動とコマンドパーツによって情報が考慮される瞬間の間のセンサーの反応時間です.

すべてのセンサーには2つの異なる部分があります. イベントの検出または測定の役割の最初の部分と、イベントをPCコントロールシステムで理解できる信号に変換することが役割がある2番目の部分です. したがって、センサーを適切に選択するには、（3番目の数学コース）を定義することが重要です。

• 検出するイベントの種類
• イベントの性質.
• イベントの偉大さ.

これらのパラメーターに応じて、1つ以上の選択肢を検出の種類にすることができます. 他の要素は、センサーをターゲットにして正確に使用できるようにすることができます.

• そのパフォーマンス.
• その混雑.
• その信頼性.
• センサーによって発行された信号の性質（電気、空気圧など. ）））
• 彼の価格.

これらの基準の分析は時間内に高価でしたが、センサーの選択は私たちにとって重要だと思われました.

また、存在したさまざまな種類のセンサーの性質についても文書化しました. 私たちはそれらをよく区別するためにそれらの特異性に従ってテーブルにそれらを提示することを好みます.

オンライン数学のヘルプを求める方法 ?

最も一般的なタイプのセンサー

センサータイプ	説明、使用、操作、および例
帰納的	センサー軸内で磁場が振動する磁場を生成します. このフィールドは、自己と並列に取り付けられた容量で構成されるシステムによって生成されます. 金属オブジェクトがこのフィールドに入ると、このフィールドの妨害、振動フィールドの減衰があります.
容量性	金属または断熱オブジェクトを検出することを可能にするローカルセンサー. オブジェクトが機密電極検出場に分類されると、コンデンサのコンデンサの容量容量と同時に振​​動の頻度が変更されます.
光電または光学センサー	受信機に関連付けられた光送信機で構成されています. オブジェクトの検出は、ライトビームを切断することによって行われます
位置センサー	これらはコンタクトセンサーです. ローラー、柔軟な茎、ボールを装備することができます. このタイプのセンサーによって提供される情報は、すべてまたは何もありません、そして電気または空気圧になる可能性があります.
彼ら（柔軟なブレードスイッチ）	センサーは、モバイル磁場の存在に敏感な柔軟なブレードで構成されるローカルセンサーです. フィールドが刃の下にあるとき、それは回路の接触を閉じてセンサーの切り替えを引き起こします. このセンサーはシリンダーに直接送られ、極端な位置以外の位置を検出することが可能になります. このタイプのセンサーを使用するには、ピストンに磁石を備えたシリンダーを使用する必要があります.
飛行中のセンサー	長いセンサーはコンタクトセンサーです. 検出されるオブジェクトとの接触は、柔軟なロッド、またはボールで行うことができます. 適切に機能できるようにするには、これらのセンサーをリークでセンサー用のリレーと結合する必要があります. センサーはリレーを搭載しています. 空気は、この目的のために提供されたオリフィスによってこのセンサーから逃げることができます. ボールまたはフレキシブルブレードがその宿泊施設に移動すると、空気排水口が取得され、漏れセンサーがトリガーされ、圧力への圧力への信号が発生します.
温度センサー	ピロメーター、温度計、PT100プローブ、熱電対、サーミスタ.
圧力センサー	Bourdonチューブ、アネロイドカプセル、ピエゾ電気、活気のあるロープ、バロメーター、ハプソメーター.
光センサー	フォトダイオードまたはフォトトランジスタ、写真センサー、フォトセル.
フローセンサー	タービンフローメーター、楕円形ホイール、オリフィスプレート、ピトーチューブ、渦効果フローメーター、フローメーター、電磁、ベンチュリフローメーター、超音波フローメーター、イオンフローメーター、質量流量計.
現在のセンサー	ホール効果電流センサー、シャント.
サウンドセンサー	マイク、ハイドロフォン.

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