机器人了解外界的“另一只眼”——数字传感器

寂静回声

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。 而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，同样它们也构成了机器人的五官。



与模拟传感器类似，数字传感器也是由敏感元器件、转换元器件、变换电路和辅助电源4部分组成。其分类也完全相同，根据其基本感知功能分为热敏传感器、光敏传感器、气敏传感器、力敏传感器、磁敏传感器、湿敏传感器、声敏传感器、放射线敏感传感器、色敏传感器和味敏传感器等十大类。而数字传感器相对于模拟传感器就要简单得多，它没有那些复杂的带有公式的特性曲线，转而代替的是高电平与低电平信号。而相对控制器读取的是0与1的信号，这就是数字传感器。



下面我们就按照在机器人身上应用的功能来说说这些数字传感器，相信应用了下面介绍的这些传感器后，你的机器人一定会更有生机。

制作机器人的第一个问题就是机器人的开启与关闭，相信你一定离不开下面这些传感器。没错，它们扮演着开启和关闭机器人的角色。

1、机械按钮传感器

按钮开关（见图1）利用推动传动机构，使动触点与静触点接通或断开，从而实现电路换接的开关。它是一种结构简单、应用广泛的主令电器。按钮可以分为常开式按钮、常闭式按钮和复合式按钮，根据连接方式的不同，按下按钮时可对应不同的电平信号。


图1机械按钮传感器

还有一种在机器人比赛、生活中应用更为广泛的按钮传感器。虽然与普通按钮的原理相同，但外形却很奇特，它就是碰撞开关（见图2）。


图2碰撞开关

在机器人比赛中，碰撞开关经常被用在碰撞壁障小车上（见图3）。小车前端的碰撞开关在碰撞到障碍物时就会给控制器反馈一个信号，告诉控制器前方左侧或右侧有障碍物，程序再控制小车转弯避开障碍物。


图3碰撞避障小车

2、电容触摸传感器

触摸传感器的原理是：当人体（手指）接触金属感应片时，由于人体相当于1个大电容，因此会在感应片和人体间形成一个电容，感应电容量通常有几皮法到几十皮法。利用这个最基本的原理，在外部搭建相关电路（把引脚配置为输入，电容充电，那么触摸时充当电容的人体会改变原有电容值和充电时间），就可以根据这个电容量的变化，检测是否有人体接触金属感应片。


图4电容触摸传感器

触摸式电容传感器（见图4）是在PCB上覆盖一层绝缘层制作而成，所以坚固、耐磨、绝缘、隔尘、隔水，而且外观美观新颖，已在广泛应用在诸多领域。此外它并非传统机械结构，避免了机械按钮中存在的机械故障与机械磨损等问题。

3、电磁继电器

下面介绍的开关就更高大上了，它就是电磁继电器（见图5）。电磁继电器是一种电控制元器件，当输入量的变化达到规定要求时，就会被触发导通。它关系到控制系统和被控制系统之间的互动。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。


图5电磁继电器

因为电磁继电器具有这种弱电控制强电的特性，所以它多应用于大型机器人，特别是需要较高电压驱动的机器人和大部分工业机器人身上。控制电路与驱动电路的分离也可以防止两者互相干扰，保证了控制部分的安全。

皮卡丘不会打乒乓球

其实你们都被那双类似萌萌的大眼睛骗了，哪个是超声波传感器，不是什么高科技玩意，这个机器人淘宝都有 ，当年为了课程设计搞了一个，没啥难度。按钮是最简单的控件，懂点电路就没问题了。现在的驱动输出信号已经广泛使用光电耦合模块了，那个隔离性更好的。

coolcyd

谢谢楼主科普