Sensörler Hakkında Herşey

GİRİŞ
          Sensörler, belirli fiziksel eylemleri algılamak ve bunlara yanıt vermek için kullanılan cihazlardır. Sıcaklık, nem, dokunma, radyasyon, hız vb. fiziksel parametrelere yanıt verebilirler. Bu parametreleri, cihazlar aracılığıyla ölçülebilen elektrik sinyallerine dönüştürürler. Bağımsız bir cihaz değildir ve her zaman diğer cihazlarla birlikte kullanılır. İnsanlar gibi çevrelerini algılayabilir ve hızlı bir şekilde yanıt verebilirler. Hassasiyet ve yanıt verme konusunda insanlardan daha iyidirler. Bazı sensörler, ölçtükleri şeyi de etkiler; örneğin, oda sıcaklığındaki bir termometre sıcak bir maddeyi ölçerken onu soğutur ve daha sıcak hale getirir. Bununla birlikte, ölçtükleri parametreler üzerinde az veya hiç etki yaratmayacak şekilde tasarlanmışlardır. En Yeni Teknoloji Sensörleri mikroskobik ölçeklerde üretilir ve makroskobik sensörlerden çok daha hassastır. Bunlara MEMS (Mikro Elektromekanik Sistemler) Teknolojisi kullanılarak üretilen mikro sensörler denir. Makro sensörlere kıyasla çok daha hızlı ve verimlidirler. Mikromakine ve diğer mikroskobik platformlardaki gelişmelerle birlikte, mikro sensörlerin kullanımı bilimsel alanların ötesine, günlük kullanıma kadar genişlemiştir. Uygulama alanları arasında makineler, uçaklar, arabalar, akıllı telefonlar, robotik, acil durum alarmları, güvenlik cihazları vb. yer almaktadır...

SENSÖR TÜRLERİ
          Günlük hayatımızda birçok farklı sensör türü bulunmaktadır; bunlardan bazılarını kısaca ele alalım ve nasıl çalıştıklarına bakalım.

• SICAKLIK SENSÖRLERİ 

          Bu tip sensörler, nedenine bakılmaksızın her türlü sıcaklık değişimini algılar ve okunabilir bir forma dönüştürür. En iyi örnek, sıcaklık değişimleriyle büzülüp genleşen cıva içeren bir termometredir. Cıvanın konumu bir gözlemci tarafından izlenir ve cıva seviyesindeki sıcaklık, dış camındaki derecelendirmeler ve okumalar aracılığıyla gözlemlenir. Başka bir örnek ise yangın alarmlarında kullanılan termistördür. Termistörler, direnci sıcaklığa bağlı olan dirençli termometrelerdir. Modern termistörler, çoğunlukla metal oksit olan yarı iletken bir malzemeden oluşur. Sıcaklık arttığında, yarı iletken içindeki yük taşıyıcıları artar ve bunu izleyen bir cihaza sinyal gönderilir ve alarm çalarak yangın sonucu olabilecek ani bir sıcaklık artışını gösterir. Diğer örnekler arasında termokupl, dirençli sıcaklık dedektörü (RTD), entegre devre (IC) dedektörleri vb. bulunur. Bunlar genellikle yangın alarmlarında, akıllı telefonlarda, güvenlik cihazlarında, laboratuvarlarda vb. bulunur.

• YAKINLIK SENSÖRLERİ

          Yakınlık sensörü, herhangi bir temas olmadan yakındaki nesnelerin varlığını algılayan bir sensör türüdür. Çevreyle temas olmadığı için daha az mekanik parçaya sahiptir, uzun ömürlüdür ve yüksek güvenilirliğe sahiptir. Yakınlık sensörleri, ultrasonik, kızılötesi veya lazer, fotoelektrik, kapasitif vb. farklı teknikler kullanılarak uygulanabilir. Ultrasonik bir yakınlık sensörü, ultrasonik dalgalar yayarak bir nesneyi algılar ve ardından ilgili nesneden ultrasonik sinyal alır. Nesnelerin konumunu, varlığını ve hareketini algılayabilir. Ses dalgalarına dayandığı için çoğunlukla yer altı suyu tespitinde kullanılır. Benzer şekilde, fotoelektrik bir sensör, genellikle kızılötesi ışık dalgaları yayan bir ışık vericisi ve yakındaki nesnelerden sinyalleri geri alan bir alıcı kullanarak nesneleri algılar. Yakınlık sensörleri genellikle cep telefonlarında, arabalarda (park sensörleri), endüstrilerde, uçaklarda vb. kullanılır.

• DOKUNMATİK SENSÖRLER

          Dokunmatik sensörler, dokunmaya, kuvvete veya basınca duyarlı bir sensör türüdür. Çalışması için sadece dokunmaya ihtiyaç duyan en basit sensör türlerinden biridir. Bir anahtara kıyasla oldukça basittir; dokunmatik sensörün yüzeyinde temas olduğunda, sensörün içindeki devre kapanır ve akım akar. Temas kesildiğinde devre açılır ve akım akmaz. İki yaygın dokunmatik sensör türü vardır.

          Kapasitif Dokunmatik Sensörler: Kapasitif dokunmatik sensör, akım akışı için tek bir elektrot kullanarak çalışır. Bu elektrot, akım akışını durdurmak için cam, ahşap veya plastik bir çerçevenin arkasına yerleştirilir. İnsan vücudu gibi kapasitif bir nesne ekrana veya çerçeveye dokunduğunda, vücut elektrotun kapasitansını artırır ve akım buradan akar. Ölçüm devresi, kapasitanstaki değişimi algılar ve bunu bir tetikleme sinyaline dönüştürür. Bu tip sensörler çoğunlukla dokunmatik ekranlı cep telefonlarında ve basit bir dokunuşla kolayca kontrol edilebilen diğer cihazlarda kullanılır.

          Dayanıklı Dokunmatik Sensör:  Dayanıklı dokunmatik sensör, küçük ara noktalarla ayrılmış iki film katmanından oluşur. Parmağınızı üst katmana veya ekrana bastırdığınızda, esnek olduğu için alt ekrana temas eder ve elektrik akımındaki kesinti cihaz tarafından algılanır ve temas noktasının kesin konumu hesaplanır. Ardından cihaz, programlanmış işlemi gerçekleştirir. Bunları çıplak parmaklarla, eldivenlerle veya kapasitif dokunmatik sensörlerde olduğu gibi kapasitif olması gerekmeyen herhangi bir şeyle etkinleştirebilirsiniz, ancak elektrik akımı aynı anda yalnızca bir temas noktasını kaydedebildiği için kaydırma veya çoklu dokunma kullanamazsınız. Cep telefonlarında, buzdolaplarında, çamaşır makinelerinde, fırınlarda ve diğer cihazlarda kullanılırlar, ancak yavaş yavaş kapasitif dokunmatik sensörlerle değiştirilmektedirler.

• UV SENSÖRLERİ 

          Bu sensörler, gelen ultraviyole radyasyonun yoğunluğunu ölçer. Bu radyasyon türünün dalga boyları X ışınlarından daha uzundur. Bu sensörler, herhangi bir laboratuvar veya ortamın ultraviyole radyasyona maruz kalmasını veya bir nesneden gelen UV ışınlarını tespit etmek için kullanılır. Genellikle UV radyasyonuna tepki veren (Giriş) ve elektrik sinyallerini (Çıkış) bir ölçüm cihazına gönderen bir vericiye sahiptirler; bu sinyaller gözlem veya kayıt için kullanılır. Genellikle uzmanlar tarafından kullanılırlar çünkü kullanımı profesyonel beceriler gerektirir ve sadece özel işlerde kullanılırlar.

• IR SENSÖRLERİ

          Bu sensörler, çevreyi algılamak için kızılötesi radyasyon yayar veya algılar. Ayrıca herhangi bir nesnenin yaydığı ısıyı ölçebilir ve herhangi bir nesnenin hareketini algılayabilir. Kızılötesi sensör, insan gözüyle görülemeyen radyasyon türünü algılar. Genellikle, kızılötesi dalgaları nesneye gönderen bir IR LED'den ve nesneden yansıyan dalgaları algılayan aynı tipte başka bir IR diyottan oluşurlar. Bazen sadece gelen IR dalgalarını algılayan bir IR diyot bulunur; bu genellikle kızılötesi radyasyona maruz kalan ortamlarda kullanılır ve sadece algılama gereklidir. Dedektör daha sonra elektriksel sinyale dönüştürülmüş IR dalga sinyalini, gelen sinyalin frekansını ölçmek veya giden sinyalle karşılaştırmak ve gerekli bilgiyi sağlamak için bir cihaza gönderir. Bunlar çoğunlukla astronomi ve laboratuvarlarda kızılötesi dalgaları algılamak için kullanılır. Diğer uygulamalar arasında klimatoloji, gaz dedektörleri, petrol arama, su analizi vb. yer alır.

SENSÖRLERDEKİ HATALAR
          Sensörlerin oldukça doğru olduğuna inanılır, ancak bazen sensörün doğruluğunu sınırlayabilecek hatalar meydana gelebilir. Hata her türden olabilir; ölçülen değerler, mekanik parçadaki bir hata, kaba kullanım veya sensörün doğruluğunu etkileyebilecek herhangi bir tür girişim nedeniyle belirtilen değerlerden farklı olabilir. Bazen hareketli nesnelerle uğraşırken, gözlemlenen nesne sensörün menzilinden uzaklaşırsa, sonuç görüntülenirken hataya veya yanlış bir değere neden olabilir. Bu, yalnızca ivmeölçer veya hız göstergesi gibi hareketli nesnelerle uğraşan sensörlerde olur. Çevredeki herhangi bir olumsuzluk veya iklim değişikliği nedeniyle nesnenin veya ölçüm özelliğinin hızlı değişimlerinden de hatalar oluşabilir. Sensörler ayrıca ses girişimleri, manyetik alan vb. gibi çevresel etkenlerden de etkilenebilir. Bu hatalar, bu etkileyici faktörler büyük ölçekte olmadığı sürece ihmal edilebilir düzeydedir.

DOĞADAKİ SENSÖRLER
          Doğada da yukarıda açıklanan cihazlara benzer biyolojik sensörler bulunur. Canlı organizmalar, özellikle insanlar, sıcaklık, ışık, hareket, nem, ses, titreşim, elektrik alanları gibi birçok doğal parametreye duyarlı özelleşmiş hücrelere sahiptir. Sensörlerimiz bu parametreleri algılar ve bunlara tepki verir, ancak bu mekanik cihazlardan oldukça farklıdır. Acil durumlarda, bazen onu görmeden bile acil durumun türünü tespit edebiliriz ve beynimiz gözlemlemek ve sonuçları hesaplamak yerine kararlar alır ve bu durumlardan çıkmamıza yardımcı olur. Biyomedikalde, hücreler, dokular vb. gibi analitleri algılayabilen sensörlere Biyosensör denir. Ayrıca bitkilerin de çevreyi algılayan ve buna tepki veren sensörleri vardır; örneğin, dokunulduğunda yapraklarını kapatan "dokunma bana" bitkisi, temas ettiğinde böcekleri yiyen böcek yiyen bitki ve daha birçok örnek.

          Sensörler, modern dünyada ortaya çıkan ve trend olan teknolojilerden biridir. Gelişmekte ve piyasada güçlü bir yer edinmektedir. Daha da geliştirilmesi için araştırmalar ve çalışmalar devam etmektedir. Günlük yaşamın bir parçası haline gelmekte ve uygulamaları gün geçtikçe artmaktadır.  Nanoteknoloji  ve  Yapay Zeka gibi diğer teknolojilerden de faydalanmaktadırlar . Her zaman söylediğim gibi, daha çok şey gelecek ve sensör teknolojisi önümüzdeki yıllarda çok daha gelişmiş olacak.


Görüş ve önerilerinizi yorumlarda paylaşın :)