Fonte: Unsplash
Um sensor é a visão que um robô tem do mundo exterior. Os robôs usam sensores para compreender e medir as características geométricas e físicas dos objetos ao seu redor. Os robôs, especialmente os robôs autônomos, exigem a capacidade de sentir o que os rodeia.
Sensores internos e externos são os dois tipos de sensores comumente usados. Sensores internos em robótica fornecem informações sobre o robô, como onde ele está, a que velocidade está indo e como acelera, entre outras coisas. Sensores externos em robótica coletam dados do mundo exterior, incluindo informações como o ponto de contato entre um braço robótico hidráulico e o produto em que está trabalhando.
Existem diferentes tipos de sensores em robótica para escolher, e abordaremos as propriedades de vários deles, bem como por que e onde são empregados.
Sensores de luz
Fonte: Unsplash
A sensor de luz em robótica é usado para detectar luz e criar um diferencial de tensão. Uma câmera controlada por computador no visão robótica sistema permite que o robô visualize e adapte suas ações de acordo. Fotorresistores e células fotovoltaicas são os dois sensores de luz mais utilizados em robôs. Fototubos, fototransistores, CCDs e outros sensores de luz raramente são empregados.
Um fotorresistor é um tipo de resistor cuja resistência muda conforme a quantidade de luz que incide sobre ele; mais luz significa menos resistência, e menos luz significa mais resistência. Eles são simples de integrar em robótica dependente de luz.
Células fotovoltaicas solares transformam luz solar em eletricidade. Isso é particularmente útil para desenvolver um robô solar. Embora uma célula fotovoltaica possa ser considerada uma fonte de energia, ela também pode ser convertida em um sensor com o uso de transistores e capacitores.
Visão 2D e 3D: uma imagem bidimensional de visão computacional é plana, dimensionada para calcular comprimento e largura, mas não altura. Embora a localização e a posição dos elementos variem, a visão tridimensional permite que um robô determine a orientação de uma peça que precisa ser manuseada de forma mais eficaz. Um braço robótico pode ser guiado com precisão por um sistema de visão 3D durante a montagem, e um braço robótico pode fornecer vários ângulos de visão para importantes inspeções de montagem.
Sensores de som
Fonte: Unsplash
Sensores de som em robótica funcionam de maneira semelhante aos microfones, mas geralmente estão conectados a circuitos que avaliam a amplitude dos sons até um valor limite e relatam o resultado ao robô. O ruído fica mais alto à medida que a amplitude aumenta.
Isto poderia ser útil para um robô que estuda a vida selvagem; detectar e seguir ruídos altos pode ser um dos pontos de dados usados para localizar a vida selvagem. Um sensor de som para reconhecimento de voz, que responde a comandos falados por um usuário, é uma aplicação mais complicada.
Um robô básico pode ser programado para viajar ouvindo sons. Considere um robô que bate palmas para a direita e duas para a esquerda. O reconhecimento de fala e de voz pode ser feito usando o mesmo microfone em robôs complexos. Os sensores de som são mais difíceis de implementar do que os sensores de luz, pois produzem uma diferença de tensão muito pequena que deve ser amplificada para produzir uma mudança de tensão discernível.
Sensores de proximidade
Fonte: Unsplash
A sensor de proximidade em robótica pode detectar um objeto próximo sem exigir toque físico. O transmissor envia radiação eletromagnética para o sensor próximo a ele e o receptor recebe e analisa o sinal de feedback de interrupção. Como resultado, a quantidade de luz recebida na área pode ser utilizada para determinar se objetos vizinhos estão ou não presentes. Para o robô, os sensores fornecem uma abordagem para evitar colisões.
Existem muitos tipos diferentes de sensores de proximidade, mas apenas alguns são comumente empregados em robôs.
Transceptor infravermelho (IR): quando um obstáculo é detectado, um LED IR envia um feixe de luz IR que reflete a luz recebida por um receptor IR.
Sensor de Ultrassom: Esses sensores produzem ondas sonoras de alta frequência, e o eco registrado indica que um objeto foi rompido. Sensores de ultrassom podem ser usados para medir distâncias também.
Fotoresistor: Embora um fotoresistor seja um sensor de luz, ele também pode ser usado como um sensor de proximidade. Quando um objeto se aproxima do sensor, a quantidade de luz muda, fazendo com que a resistência do Fotoresistor se altere. Isso é algo que pode ser detectado e tratado.
Sensores táteis
Fonte: Unsplash
Um sensor tátil é um dispositivo que determina se um objeto está ou não em contato. Um sensor tátil permite que o robô “toque e sinta” objetos comuns, como corrimões de escadas e iluminação, que diminuem ou aumentam ao pressionar a base. Esses sensores são usados para monitorar aplicações e interagir com o ambiente de maneira suave. Está dividido em duas categorias: Sensores de Toque e de Força.
Sensores de toque
Sensores de toque em robótica, também conhecidos como sensores de contato, são dispositivos que podem detectar e sentir o toque de um sensor ou objeto. Microinterruptores, interruptores de limite e outros dispositivos pequenos são frequentemente utilizados. A maioria desses sensores é empregada por robôs para evitar obstáculos. Quando esses sensores detectam uma obstrução, o robô recebe uma tarefa que pode ser revertida, ligada, ligada, parada e assim por diante.
Sensor de força
Os sensores de força na robótica são usados para calcular as forças envolvidas nas diversas funções de um robô, como carga e descarga de máquinas, gerenciamento de materiais e assim por diante. Este sensor também melhorará o processo de montagem para solução de problemas. Um sensor de força e torque fornece a braços robóticos a sensação de completar uma tarefa de montagem; sensores de estado interno são usados para medindo o efetor final.
Sensores de temperatura
Fonte: Pinterest
Sensores de temperatura em robótica medir mudanças de calor/temperatura no ambiente onde são empregados. Trabalha com o conceito de mudança diferencial de tensão para uma mudança de temperatura; esta mudança de tensão fornece a temperatura equivalente da área circundante. Temperatura do ar, temperatura da superfície e temperatura de imersão são aplicações para detecção de temperatura.
Sensores de navegação e posicionamento
Fonte: Pinterest
Sensores de posicionamento em robótica são usados para estimar o posicionamento do robô. Um GPS é o sensor de posicionamento mais comum (Sistema de Posicionamento Global). Os satélites que orbitam o nosso planeta enviam sinais, que são captados e processados por um receptor robô. Calcule a posição e velocidade aproximadas de um robô usando os dados analisados. Os três sensores de navegação mais comuns incluem;
GPS
O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é o sensor de posicionamento mais utilizado. Os satélites que orbitam o nosso planeta enviam sinais, que são captados e processados pelo receptor de um robô. Os dados processados podem ser utilizados para calcular a posição e velocidade aproximadas de um robô.
Estes Sistemas GPS são incrivelmente úteis para robôs ao ar livre, mas são ineficazes em ambientes fechados. Eles também são um pouco caros no momento, mas se os preços caírem, em breve você verá a maioria dos robôs equipados com um módulo GPS.
Bússola Magnética Digital
Semelhante a uma bússola magnética portátil, a Bússola Magnética Digital utiliza o campo magnético da Terra para produzir medições direcionais, guiando seu robô na direção apropriada para atingir seu alvo. Esses sensores são mais baratos que os módulos GPS; no entanto, se você precisar de feedback posicional e de navegação, uma bússola deverá ser usada em conjunto com um módulo GPS.
Localização
A tarefa de determinar autonomamente a localização de um robô em um ambiente complexo é conhecida como localização. Elementos externos chamados pontos de referência, que podem ser colocados propositalmente ou pontos de referência naturais, são usados para determinar a localização. Marcadores artificiais ou faróis são colocados ao redor do robô na primeira fase, e o sensor do robô registra esses sinais para identificar sua localização exata.
Sensores de aceleração
Fonte: Pinterest
Sensores de aceleração em robótica são dispositivos que medem a aceleração e inclinação do robô. Um acelerômetro é afetado por dois tipos de forças:
A Força Estática – a força que existe entre quaisquer dois objetos. Podemos determinar o quanto o robô se inclina detectando sua gravidade. Este parâmetro é útil para equilibrar robôs ou avaliar se um robô está subindo ou descendo.
Força Dinâmica – A velocidade com que um objeto deve ser movido. A velocidade/velocidade na qual um robô se desloca é determinada medindo a força dinâmica com um acelerômetro.
Outros sensores robóticos
Fonte: Unsplash
Existem centenas de sensores disponíveis atualmente que podem detectar praticamente qualquer coisa que você possa imaginar, e é quase difícil listá-los todos. Além dos listados acima, há uma variedade de outros sensores que são utilizados para aplicações específicas. Considere as seguintes condições:
Sensores de umidade são usados para determinar a quantidade de umidade no ar. Teor de umidade
Sensores de gás são feitos para detectar gases específicos.
Os potenciômetros são extremamente versáteis e podem ser utilizados em uma ampla gama de aplicações.
Sensores de campo magnético medem a força do campo magnético que os rodeia
Conclusão
Alguns fotorresistores ou um sensor infravermelho podem ser usados para fazer um robô simples para evitar obstáculos. Quanto mais complicado o seu robô se tornar, mais sensores ele terá. Uma única operação pode exigir o uso de vários sensores, ou vários trabalhos podem ser realizados com um único sensor.
Às vezes, uma tarefa pode ser concluída usando qualquer um dos vários sensores disponíveis. Com base na disponibilidade, preço acessível e conveniência de uso, escolha o sensor ideal. No entanto, também existe a opção de comprar um braço robótico com sensor anexado a ele pelo fabricante. Idealmente, isso economiza o custo de comprar cada um independentemente do outro.