Dokunma Sensörleri:
Nasıl karanlıkta göremediğimizde ellerimizle dokunarak yön buluyorsak, kediler bıyıkları ile dokunarak yön buluyorlarsa, robotlarda hareketleri esnasında cisimlere temas ederek dokunarak yön bulabilirler. Robotun dokunma sensörü hiçbir şeye dokunmuyorsa önünün açık olduğunu, bir cisme temas ettiğinde sensörün cinsine göre bir engel, bir duvar, bir rakip önünde olduğunu veya sınırda olduğunu anlar ve yüklü programına göre davranır.
Dokunma sensörleri genel olarak lojik tip {0, 1, var, yok, kapalı, açık} bilgi veren devre açma/ kapama anahtarlarıdır. Bıyık tipi dokunma sensörlerinin en basiti ve hobi robotikte en yagın kullanılanıdır. Bu tip sensörün imalatında kullanılan mikro devre açma/ kapama anahtarının resimde üst tarafında görünen yaylı levye uzatılarak kedi bıyığı benzeri bir bıyık dokunma sensörü elde edilir. Bu uzatılan kol herhangi bir engele çarpınca bağlı olduğu devreyi açar veya kapar. Bunun sonucunda robotun tasarımına, ayarına veya programına göre robot durur, geri gider veya sağa - sola dönüş yaparak yön değiştirir, böylece robot engelden kaçar.
Aynı küçük açama/kapama anahtarı veya yaylı buton basma anahtar kullanılarak dokunma tampon sensörü, bir eksenin, bir mekanizmanın hareket alanının sonuna kadar hareket ettiğini belirleyen limit algılayıcı imal edilebilir. Örneğin bir robot kol kıskacının iç yüzeyine yerleştirilecek basit yaylı micro anahtarlar, kıskaç bir cisimi kavradığında, kıskaç mekanizmasını hareket ettiren akımı keserek mekanizmayı durduracak ve kıskacın hassas bir nesneyi bile kırmadan kavraması ve tutması sağlanacaktır.
Resim dokunma sensörlerinin arayüz şeklini göstermektedir.
Basınç sensörleri:
Basınç sensörleri bir engel veya çarpma algılamak için kullanılan diğer araçlardan biridir. CMOS entegre devrelerin ambalajlanması, taşınması esnasında kullanılan iletken köpükten basitçe imal edilebilir. Bu basınç sensörünü imal etmek için 2 iletken ince plaka (alüminyum veya bakır levha) arasına bu iletken köpükten bir bant koyup, metal plakalardan bağlantı telleri alıp, arabirim devresine bağladığımızda, bir basınç sensörü elde etmiş oluruz. Bir ambalajdan alınan iletken köpüğün hassasiyeti, öteki tip bir ambalajdan aldığımızdan farklıdır. Deneme yanılma metodu ile işimize en uygun tip köpük bulunabilir.
Bu sensörü kullanabilmek için basıncı elektrik sinyaline dönüştüren (çeviren) bir devre gerekir. Bu sensörde ölçülen değer dirençtir, 1 ilâ 30 kW arasında değişebilir. Bu sensörü (varyable direnç gibi), seri olarak başka bir dirence bağlayarak bir gerilim bölücü köprü elde ederiz. Sensörden gelen gerilimi ve ayarladığımız varyabl dirençten gelen referans gerilimi, LM339'da kıyaslarız. Kıyaslayıcıdan çıkan gerilim, sensörün durumuna göre 0 V'tan doyuma ulaşacaktır.
Bu tip sensörler bir robotun tüm çevresine bir kuşak gibi yerleştirilebilir. Çarpma anında robot gövde şasi etrafında oluşan basınç anında ölçülebilir.
Bu tip sensörün diğer bir kullanım alanı ise bir robot kol kıskacıdır. Kıskacın kavradığı nesne üzerinde, kavrama esnasında uyguladığı basınçlar ölçülebilir. Bu basınç varyasyonları, gerilim varyasyonlarına çevrilerek elde edilen bilgiler işlenerek, kıskacın kavradığı nesne üzerine uyguladığı kuvvet hesaplanır.
Eğim yada denge sensörleri:
Bir robotun veya bir parçasının dikey veya yatay doğrultuya göre pozisyonunu yada dengesini bilmek önemli olabilir. Yokuş yukarı veya yokuş aşağı eğimli durumlarda, gerekli bir eylemin başlatılması gerekebilir.
Bunun için yerçekimine göre kumanda edilen basit tersleyiciler vardır. Bu terleyiciler, içinde bir civa damlası veya metal bir misket bilye olan bir kapsül, bir veya birden fazla kablo tel çıkışından oluşmaktadır. Yatay veya dikey doğrultuya göre açı değiştiğinde, civa damlası veya bilye hareket ederek, bir veya birçok anahtarı kapatır. Robot açılıp kapanan anahtarlara göre davranır. Aşağıdaki resimler bir eğim denge sensörünün çalışma prensiplerini göstermektedir.
Metal bilyeli eğim sensörü, plexilas kapsül içinde metal bilye olan, uzayın üç yönüne doğru bir çok çift anahtar çıkışları olan bir sensördür. Şeffaf kapsül bilyenin pozisyonunu gözetlememizi sağlar. Robot engebeli bir yerde hareket ettiğinde, bilye yerçekiminin etkisiyle hareket ederek bir anahtarın kapanmasını diğer bir anahtarın açılmasını sağlar
Bu tip bir sensörün bir benzerini kendinizde imal edebilirsiniz. Bunun için atık bir rulmandan çıkaracağınız, sıcak su ve sabunla yağlarından arındaracağınız bir metal misket bilye, plastik bir kapsül ve kontak uçları için paslanmaz çelik tel (ataş teli gibi) kafidir. Tüm malzemeler yağlardan arı olmalıdır. Elle tutulmamalıdır. El izi gibi basit yağlar bile sistemin çalışmamasına, iletkenliğin azalmasına ve korozyona sebep olabilir. Kontak uçları tellerde zamanla paslanmayan, oksitlenmeyen, eğilmeyen, aşınmayan, korrozif olmayan paslanmaz metallerden olmalıdır. Aksi halde iletkenleğin azalmasına ve sensörün çalışmamasına sebep olur.
IŞIK SENSÖRLERİ:
Işık, ilginç bir etki-tepki unsurudur. Sıkça robot kontrolünde ve güdümünde kullanılır. Çünkü ışık enerjisi bir çok elektronik komponent üzerinde etki yapar: LDR, fototransistör, fotodiyot, fotovoltaik hücreler (güneş pilleri) gibi. Görünen veya görünmeyen ışık bilgilerini kullanan tüm sensörler bu kategoride yer alır: Fotodirençler, fototransistörler, fotodiyotlar, pyro-elektrik detektörler, kameralar...
Bir modelin veya ötekinin seçimi, dalga boyuna veya okuma hızı gibi birçok parametreye bağlıdır. Dalga boyu, mor ötesinden kızıl ötesine (görünen ışık dahil) ışık kaynağının rengini belirler. Yukarıdaki grafik bilinen ışık kaynaklarının (güneş, tungsten ampul,) insan gözü algılama özelliklerine göre durumunu gösteriyor.
Bir sensörün etkiye cevap zamanı, bu bilgiyi geçerli kılmak için gerekli hesaplama zamanı üzerinde çok önemli bir faktördür. Fotodiyotlar ve fototransistörler çok hızlı iken, fotodirençler ve kameralar yavaştırlar. Fototransistörler, baz, kollektör bacaklar ters kutuplandığında, fotodiyot gibi davranan transistörlerdir. Bu tip "fotodiyotun" akımı, transistörün yükseltici etkisinden faydalanır.
Fotodirençler:
Fotodirençler veya LDR (light dependent resistor)'ler, ışık ortamına göre değeri değişen dirençlerdir. (Yaygın halk deyimi ile "fotosel") LDR'ler genellikle kadmiyum sülfidden (CdS) yapılmış, maruz kaldığı ışık yoğunluğuna göre değeri değişen bir dirençtir. Işık yoğunluğu düşünce direnç değeri yükselir. Karanlıkta 100 kW olan değer, gün ışığında 10 kW’a kadar düşebilir.
Bu elemanın bir kontrol kartının analojik girişine arayüz bağlantısı çok kolaydır. LDR ile seri olarak bağlanan bir direnç yeterlidir. Her iki elemanın arasından bir gerilim çıkışı alınır. Böylece, değeri ışıkla değişen bir gerilim bölücü bir köprü elde ederiz. Bu devre ile direnç varyasyonlarını, gerilim varyasyonlarına çevirme imkanına sahip oluruz. Transistörlü basit devrelerlede, alınan bu farklı sinyaller operasyonel amplifikatörler tarafından işlenebilir. LDR'ye seri bağlanan direncin, ayarlanabilir değişken bir direnç olması, fotodirencin hasaslık ayarında bizlere yardımcı olur.
Bu sensörün çalışmasını iyileştirmek, parazit ışınlardan korumak için, LDR'yi küçük bir siyah tüpün içine yerleştirebiliriz. Böylece, sensör daha direktif olacaktır. Sadece, üstüne doğrudan yönlendirilen ışığı algılayacaktır
