الكترونيات

انواع الحساسات الكهربائية

انواع الحساسات الكهربائية متعددة ولها وظائف وخصائص مختلفة في هذا المقالة سوف نتحدث عن الحساسات الكهربائية وانواعها المختلفة وكيف يعمل الحساس  الكهربائي وكيف يمكن اسخدام الحساسات الكهربائية في بناء اجهزة ومشاريع الكترونية باستخدام المتحكمات الالكترونية مثل الاردوينو او الدوائر المتكاملة IC او الدوائرة الكهربائية.

ما هو الحساس الكهربائي

الحساس او المجس وباللغة الانجليزية Sensor ويسمى ايضًا بالمستشعر وهو قطعة الكترونية او كهروميكانيكية تستطيع قياس نسبة او احصاء كمية فيزيائية او حيوية مثل حساس الاكسجين او حساس درجة الحرارة والرطوبة ونبض القلب والضغط الجوي, يستطيع تحويل هذه الكمية الُمقاسة الى اشارة كهربائية يمكن كشفها ويمكن من الاشارة المأخوذة من الحساس معرفة القيمة التي قمنا في قياسها. على سبيل المثال اليكم هذا المثال التوضيحي لطريقة عمل الحساسات الكهربائية عند استخدام حساس لقياس المسافة يكون قيمة الجهد عند مخرجه 10 ملي فولط لكل 1سم فعندما تكون قراءة الجهد 50 ملي فولط فهذا يعني ان المسافة 5سم وعند قيمة الجهد 65 ملي فولط تكون المسافة 6.5 سم وهذا مبدأ الكثير من انواع الحساسات الكهربائية.

كيف يعمل الحساس الكهربائي

يعتمد المبدأ الداخلي لطريقة عمل الحساسات الكهربائية على تغيير قيمة احد العناصر الالكترونية مثل المقاومة او المكثف او الملف وغيرها من العناصر التي يمكن ان تستخدم لبناء حساسات كهربائية. لتوضيح فكرة الحساس سوف نقوم في شرح مبدأ حساس قياس نسبة الغاز في الجو يكون هذا الحساس بشكل من مكثف (مواسع) كهربائي مفرغ من الداخل ذو ابعاد ثابتة وعند دخول الغاز الى داخل اللوحين تتغير قيمة سعة المكثف وهذا يعطي تغير في الاشارة الكهربائية للحساس وفقا للغاز.

انواع الحساسات الكهربائية

الحساسات مختلفة ولكل منها استخدامها وتركيبها الخاص سوف نقوم بذكر عدة انواع للحساسات الكهربائية وهي على النحو التالي: 

1 – حساس الاكسجين Oxygen

يستطيع حاس الاكسجين قراءة نسبة الاكجسجين في الجو ويستخدم هذا الحساس في الكثير من التطبيقات البيئية والمصانع اضافة الى المحركات الميكانيكية في السيارات والطائرات. وفي الصورة التالية صورة الحساس ME3-O2 وابرز ميزاته هي استهلاك منخفض ، حجم صغير ، حساسية عالية ، والاستقرار و ميزة الموثوقية. يعتبر هذا الحساس مستشعر كهروكيميائي يناسب مجال التعدين والصناعة وحماية البيئة وغيرها من الاستخدامات. ويستطيع العمل في درجات الحرارة التي تتراوح من -20 الى +50 درجة مئوية (سلسيوس).

2 – حساس الضوء LDR

يستيطيع هذا الحساس والذي هو باعتبار مقاومة ضوئية الكشف عن الضوء وهو اخصتارا للجملة Light Dependent Resistor بحيث تنخفض قيمة المقاومة بازدياد شدة الضوء ويسخدم في الكاميرات واجهزة قياس الكثافة والمصابيح التلقائية مثل مصابيح التحكم في ضوء الشوارع والسيارات وفي الصورة التالية صورة الحساس LDR 10MM.

3 – حساس درجة الحرارة LM35

واحد من اكثر الحساسات استخداما لقياس درجة الحرارة بالسلسيوس ويعتبر من الحساسات الدقيقة وسريع الاستجابة ولا يتطلب معايرة خارجية ويعمل على فولطية تتراوح من 4 الى 30 فولط ويستطيع قياس درجات الحرارة من -55 الى +150 سلسيوس ويوجد منه انواع مختلفة مثل C و D ويستخدم في الكثير من التطبيقات مثل اجهزة التكييف ودوائر التغذية الكهربائية والبطاريات وهو من الحاسات الخطية سهل استخدامه وفي الصورة التالية صورة الحساس LM35.

4 – حساس الامواج فوق الصوتية Ultrasonic

يقوم حساس الامواج فوق الصوتية بارسال موجات فوق الصوتية وعند ارتداد الموجات يقوم بالتقاطها مرة اخرى وبناءا على الزمن وعوامل فيزيائية اخرى يقوم في قياس المسافة, اذ ان الوظيفة الاساسية لهذا الحساس قياس المسافات عن بعد ويستخدم في الرادار والكشف عن الاجسام ويوجد عدة انواع من هذا الحساس منها يستخدم في الماء او الهواء والبعض يستخدم لقياس مسافات محددة. وفي الصورة التالية صورة الحساس Ultrasonic HC-SR 04.

5 – حساس استشعار معدل ضربات القلب Heart rate sensor

من احد الحساسات الطبية هو حساس استشعار معدل ضربات القلب يمكن استخدامه من قبل الطلاب والهواة والرياضيين ومطوري الألعاب والهواتف المحمولة الذين يرغبون في دمج بيانات معدل ضربات القلب بسهولة في مشاريعهم الابداعية ، فهو يجمع بشكل أساسي بين مستشعر معدل ضربات القلب البسيط مع دوائر التضخيم وخالي من الضوضاء مما يجعله سريعًا وسهلاً للحصول على قراءات موثوقة للنبض وفي الصورة التالية صورة الحساس.

6 – حساس الحركة PIR

تتيح لك مستشعرات PIR كشف الحركة ، والتي تُستخدم دائمًا لاكتشاف ما إذا كان الإنسان قد تحرك داخل نطاق المستشعرات أو خارجه. فهي صغيرة وغير مكلفة ومنخفضة الطاقة وسهلة الاستخدام ويمكن معايرتها. لهذا السبب توجد عادة في الأجهزة والأدوات المستخدمة في المنازل أو الشركات. غالبًا ما يشار إليها باسم أجهزة استشعار PIR أو “الأشعة تحت الحمراء” أو “الطاقة الكهروحرارية” أو أجهزة استشعار “الحركة بالأشعة تحت الحمراء” وفي الصورة التالية صورة الحساس PIR.