الحساسات Sensors وأهم أنواعها؟ ووظيفة كل منها

تتطوّر الحياة الذكيّة يومًا بعد يوم، بفضل التطوّر في المكوّنات الإلكترونيّة الدقيقة، وتكنولوجيا الذكاء الصناعيّ جعلت أحلام ألف ليلة وليلة واقعًا ملموسًا، نعيشه بدون دهشة أو استغراب، وأصبحت الحياة الذكيّة من طبائع الأمور الحياتيّة العاديّة، فعندما نقترب من باب شقتنا، ونسمع صوت فتح قِفل الباب تلقائيًّا، فلا غرابة في ذلك، وعندما ندخل شقّتنا، فيضئ المصباح، ويعمل التكييف من تلقاء نفسه، فلا غرابة في ذلك أيضًا، وعندما نغادر المكان تنطفئ الأنوار، ويغلق الباب تلقائيًّا، وهكذا تدور عجلة الحياة الذكيّة، إذن ما السرّ وراء كلّ هذا، إنّها الحسّاسات، ذلك الاختراع العبقريّ، الذي جعل الحياة من حولنا فيلمًا من الخيال العلميّ، وأنواع الحسّاسات Sensors هي موضوع مقالنا، فتابعونا.

ماهيّ الحسّاسات Sensors

هي عبارة عن مكوّنات إلكترونيّة دقيقة، أو ذات خصائص إلكترونيّة، تقوم بتحويل ونقل الكميّات الفيزيائيّة، من درجة الحرارة، والأشعة غير المرئيّة، والأشعة المرئيّة، والضغط، والحركة في المكان، والشدّة الضوئيّة، وغيرها، إلى كميّات كهربائيّة، تتمثّل في حدوث فرقٍ في الجهد، أو شدّة التيار، أو انعكاس الشحنات، والتي يترتّب عليها غلق أو فتح دائرة كهربائيّة.

فكرة عمل الحسّاسات

تتعدّد آليّة عمل الحساسّات، وفقًا للكميّة، والنوعيّة الفيزيائيّة المراد الإحساس بها، أو التعامل معها من قِبل الحسّاس، فمثلًا لو كانت الكميّة الفيزيائيّة المراد التعامل معها كمّيّة ضوئيّة، فتكون فكرة الحسّاس عبارة عن مقاومة إلكترونيّة، تتأثّر مقاومتها عند تعرّضها للضوء بكمّيّة ضوئيّة معيّنة.

فعند سقوط الضوء على المقاومة بالكميّة المطلوبة، تنخفض قوّة المقاومة للتيار الكهربائيّ، فتسمح بمرور التيار الكهربائيّ بالدائرة الكهربائيّة إلى الجهاز المراد تشغيله، وبذلك يعمل الجهاز بمجرّد سقوط الضوء على المقاومة الضوئيّة.

تقسيم الحسّاسات

هناك أنواع عديدة من التقسيمات للحسّاسات، البعض منها يتّصف بالسهولة، والآخر يكون أكثر تعقيدًا، وعلى العموم يمكن تقسيمها على النحو التالي:

أوّلاً: حسّاسات فرق الجهد (الموجبة) Active Sensors

في هذه النوعيّة من الحسّاسات تقوم بتحويل الكميّة الفيزيائيّة المراد التعامل معها، إلى تيار كهربائيّ يكون متّصل بالجهاز المراد تشغيله، بمجرّد تواجد تلك الكميّة الفيزيائيّة، وتستطيع هذه الحسّاسات العمل حتى في ظلّ عدم وجود مصدر للتغذية الكهربائيّة، لتغذية تلك الحسّاسات.

ومثال ذلك الحسّاسات الكهروضوئيّة، والتي تقوم بتحويل الكميّة الضوئيّة إلى كميّة كهربائيّة، وبالتالي عمل الجهاز المراد تشغيله وفقًا لتوافر الكميّة الفيزيائيّة الضوئيّة.

ثانيًا: حسّاسات لا تولّد شحنات كهربيّة Passive Sensors

وهذه الحسّاسات تحتاج إلى مصدر كهربائيّ لتغذيتها، فهي تعمل كمقاومة كهربائيّة متغيّرة، فعند تعرضها لأي كميّة فيزيائيّة مثل الحركة، تقلّ مقاومتها للتيار الكهربائيّ؛ مما يتسبب في غلق- اتصال- دائرة الجهاز المراد تشغيله، فيعمل وفقًا لما هو مطلوب.

أنواع الحسّاسات Sensors

توجد أنواع كثيرة من الحسّاسات التي تغطي أكثر الاحتياجات المطلوبة، والتي تعكس الكميّات الفيزيائيّة المختلفة، نستطيع تناول البعض منها في الآتي:

1. الحسّاسات الموجات فوق الصوتيّة Ultrasonic Sensors: التي تحسّ بالموجات والذبذبات فوق الصوتيّة ككميّة فيزيائيّة، وتستعمل في الرادارات وغيرها.
2. الحسّاسات التقاربيّة Proximity Sensors: والتي تحسّ بالكميّات الفيزيائيّة المتعلّقة بالمسافة والمكان، مثل فتح باب السيارة عند الاقتراب منه، وكذلك تكنولوجيا الهواتف الذكيّة، وغيرها.
3. حسّاسات حراريّة Temperature Sensors: وهي حسّاسات تستجيب للكميّات الفيزيائيّة الحراريّة، مثل أجهزة إنذار الحريق، وتشغيل التكييف، والميكروويف، والترمومترات الإلكترونية وغيرها.
4. حسّاسات الضغط Pressure Sensors: وهي نوعيّة تستجيب للضغط ككميّة فيزيائيّة، وتُستخدم في الأعمال العسكريّة، وتشغيل محرّكات رفع المياه عند مستوى ضغط معيّن، وغيرها.
5. حسّاسات الرطوبة Humidity Sensors: وهي تتعامل مع الرطوبة ككميّة فيزيائيّة، وتُستخدم في الأعمال التي تتوقّف على مستوى الرطوبة في الجوّ مثلًا.
6. حسّاسات المستوى Level Sensors: وهي تتعامل مع المستويات المختلفة، كالتعامل مع مستوى الماء عند منسوب معين، وغيرها.
7. حسّاسات التسارع Acceleration Sensor:
   : وهي تتعامل مع السرعة ككميّة فيزيائيّة، وتُستخدم غالبًا في السيّارات، مثل كبح السيارة عند مستوى معيّن أوتوماتيكيًّا.

شاهد الفيديو التالي لمزيد من التوضيح:

يعدّ استخدام نظام الحسّاسات، أو الأتْمَتمة Automation نظامًا عصريًّا، جعل الحياة العمليّة أكثر دقّةً، وأيسر آداءً وأعمق رفاهيةً، وأكثر أمانًا، وما يضمره المستقبل من منتجات التكنولوجيا سيكون أغرب، وسيصبح ما هو موجود اليوم، عملًا رجعيًّا بالنسبةِ للغد.