包括的なガイド: さまざまなタイプのセンサーとインターフェイスプロトコルから選択する方法は?

さまざまな種類のセンサーとインターフェースプロトコル

テクノロジーは人間のさまざまな能力を拡張し、センサーは人間の知覚の範囲を拡張しました。現代テクノロジーの急速な発展に伴い。IoT、ビッグデータ、クラウドコンピューティング技術などへの需要は大きい。経済、国防科学技術、国民生活などあらゆる分野に広く応用されています。

センサーとその目的を理解する

そこは無数のセンサーの種類があるジャングルです。素朴な温度センサーから洗練された LiDAR システムまで、それらはすべてテクノロジー主導の世界において独自の役割を果たしています。したがって、適切なセンサーを選択するための最初のステップは、その機能を理解することです。

センサーはデバイスの目であり耳であり、物理世界から貴重なデータを提供します。これらは環境要因を監視し、変化を検出し、この情報をシステムの他の部分に伝えます。どのセンサーを選択するかは、測定したい内容によって大きく異なります。

センサーの種類

さまざまなセンサーに目がくらむかもしれません。最も一般的なもののいくつかのスナップショットを次に示します。

1. 温度センサー: 名前が示すように、これらは温度の変化を追跡します。これらは HVAC システムや多くの産業プロセスの基礎となります。

2. 近接センサー: ロボット工学やセキュリティシステムに便利なこれらのセンサーは、特定の範囲内の物体の有無を検出します。

3. 圧力センサー: 空気圧または流体圧力の監視は同社の強みです。これらは車両、医療機器、気象監視システムなどに使用されています。

4. 光センサー: これらは光レベルを検出し、自動照明システムやカメラで一般的に使用されます。

通常、センサーは無線センサーと従来の有線センサーに分けられます。

従来の有線センサーは入力を受ける機器と接続するため、精度が高く耐久性があり、何度も交換せずに使用できるという利点がありました。

ワイヤレスセンサーは、データ収集、データ管理、データ通信の機能を統合したワイヤレスデータ通信コレクターであり、低電力動作、ワイヤレスデータ転送、配線不要、柔軟な設置とデバッグなどの利点があります。

通信プロトコルは、無線通信プロトコルと有線通信プロトコルに分けられます。通信プロトコルは、決められた場所にデータをスムーズに転送するために、データユニットのフォーマット、情報ユニットに含めるべき情報や意味、接続形態、情報を送受信するタイミングなどを定めたものです。

通信プロトコルの種類には、RFID、赤外線、ZigBee、Bluetooth、GPRS、4G、Wifi、NB-IoT。通信プロトコルには、MBus、USB、RS232、RS485、およびイーサネット。

各プロトコルの詳細は次のとおりです。

A: 無線プロトコル

無線通信は現代のテクノロジーの重要な部分となっています。リモコン玩具から高度な産業機械に至るまで、無線プロトコルは重要な役割を果たします。一般的なものをいくつか示します。

1.RFID(無線周波数識別): RFID は非接触データ交換に使用され、最も一般的にはアクセス制御および資産追跡システムで使用されます。

2. 赤外線:赤外線通信は、テレビのリモコンやデバイス間の短距離データ転送などの短距離アプリケーションで使用されます。

3.ジグビー:ZigBee は、主に産業環境、スマートホーム、およびリモートコントロールシステムで使用される低電力、低データレートのワイヤレスネットワークです。

4.Bluetooth:おそらくこれを知っているでしょう！Bluetooth は、短距離、ポイントツーポイント、およびポイントツーマルチポイントの通信に使用されます。キーボード、マウス、ヘッドフォンなどの周辺機器の接続に最適です。

5.GPRS(一般パケット無線サービス): GPRS は、インターネットアクセス、マルチメディアメッセージング、および位置ベースのサービスのためのモバイル通信で使用されます。

6.4G:第 4 世代のセルラー技術である 4G は、携帯電話、ラップトップ、その他のモバイルデバイスにモバイルウルトラブロードバンドインターネットアクセスを提供します。

7.Wi-Fi:Wifi は、直接ケーブル接続せずにデバイスが通信できるようにするワイヤレスネットワークプロトコルです。ホームネットワーク、オフィスネットワーク、公共ホットスポットで広く使用されています。

8.NB-IoT(狭帯域モノのインターネット): NB-IoT は、到達困難なエリアにある長距離のデバイスを接続するために設計された低電力広域ネットワークプロトコルです。IoT アプリケーションに最適です。

B: 有線プロトコル

ワイヤレスの世界でも、特に産業用途や高速データレートのアプリケーションでは、有線プロトコルが依然として重要な役割を果たしています。

1. MBus (メーターバス):MBus は、熱量計やその他の消費量計を遠隔から読み取るための欧州標準です。

2. USB (ユニバーサルシリアルバス):USBは、コンピュータとその周辺機器間の接続、通信、電源供給に使用されます。

3.RS232:データをシリアル通信で送信するための規格です。これは伝統的にコンピュータのシリアルポートで使用されています。

4.RS485:RS232 と同様に、RS485 はネットワークごとにより多くのノードとより長いケーブル長をサポートします。産業用制御システムやビルディングオートメーションで使用されます。

5. イーサネット:イーサネットはローカルエリアネットワーク (LAN) で広く使用されています。デバイス間の高速かつ信頼性の高い通信を実現します。

適切なプロトコルの選択は、アプリケーションと環境に大きく依存します。選択するときは、通信範囲、消費電力、データ速度、接続されているデバイスの種類などの要素を常に考慮してください。

1983 年に、RS-422 産業用バス規格に基づいて、電子工業会は RS-485 産業用バス規格を策定および発行しました。RS-485 バス規格は、2 つの論理状態に対して定義されたバスインターフェイスの電気的特性の規格を指定します。正のレベルは +2V ～ +6V で、論理状態を示します。-2V と -6V の間の負のレベルは、別の論理状態を示します。デジタル信号は差動伝送モードを採用しており、ノイズ信号の干渉を効果的に低減できます。

複数のサブノード、通信距離、情報受信の高感度を効果的にサポートできます。産業用通信ネットワークでは、RS-485バスは主に一般および外部の情報伝送とデータ交換に使用され、ノイズ抑制機能、効率的なデータ転送速度、データ伝送の優れた信頼性、および拡張可能な通信ケーブル長に効果的なあらゆる種類の産業機器に使用されます。そのため、RS-485 は多くの分野で広く使用されています。

HENGKOの通信プロトコル温度と湿度センサーそしてガスセンサーRS-485です。温度、湿度、ガス検知器では、RS-485 バスが情報を送信し、センサーと直接データを交換して、データの即時応答と精度を保証します。

さらに、ガスセンサープローブ測定要素としてのセンサーはセンサーの測定精度に大きな影響を与えます。センサーのさまざまな測定環境に応じて、プローブハウジングを選択することが非常に重要です。ステンレス鋼のプローブハウジングなど、高温耐性の利点があり、防食、防水、除塵、高温多湿、大きな塵などの過酷な環境でも使用できます。