توسعه اینترنت اشیا، روند حسگرها را هدایت می کند

توسعه مداوم IoT و IIoT ترندها را در طراحی و پیاده سازی حسگرها شکل می دهد. ترندهای اتوماسیون گسترده‌تر مانند دیجیتالی شدن مداوم داده‌ها و استفاده از آن در کنترل کارآمدتر فرآیندها و سیستم‌ها تا استفاده از داده‌ها برای اهداف تعمیر و نگهداری پیش‌بینی، محرک‌های بزرگی هستند. سنسورها عملکردهای اضافه‌تری دارند، برنامه‌نویسی آسان‌تری دارند و اتصال بهتری را ارائه می‌دهند و آنها را به اجزای جدایی‌ناپذیر در معماری‌های محاسباتی IIoT و لبه و مه تبدیل می‌کنند.

TE Connectivity یکی از شرکت‌هایی است که اخیراً حسگرهایی را توسعه داده است که محاسبات لبه را در بر می‌گیرد. پیتر اسمیت، مدیر دانش و آموزش محصول حسگر در TE Connectivity می‌گوید: «ما یک شتاب‌سنج جدید در حال حاضر در آزمایش‌های میدانی در تعدادی از برنامه‌ها داریم و به طور خاص برای نظارت بر وضعیت ماشین در یک محیط کارخانه هوشمند طراحی شده است. این شتاب سنج دارای پاسخ فرکانسی گسترده، محدوده دینامیکی بزرگ و بسته بندی ناهموار مناسب برای استفاده در تجهیزات سنگین کارخانه است. علاوه بر این، شتاب‌سنج دارای پردازش سیگنال و تجزیه و تحلیل سیگنال FFT برای ارزیابی علائم صوتی و لرزشی دستگاهی است که به آن متصل است.

با بهره گیری از حضور روزافزون شبکه های بی سیم در کاربردهای صنعتی، U5600 یک مبدل فشار بی سیم از TE Connectivity است. مبدل در بدنه ای از جنس استنلس استیل و پلی کربنات قرار گرفته است، نیاز به سیم کشی سخت را از بین می برد و کنترل و نظارت از راه دور را با استفاده از بلوتوث 4.0 فراهم می کند.

سنسورهای این شرکت در طیف وسیعی از صنایع و مصارف مورد استفاده قرار می گیرند. اسمیت خاطرنشان می کند: «برنامه های IoT، IIoT و IoMT از حسگرهای ما به عنوان ابزار جمع آوری داده های حیاتی برای نظارت بر عملکرد و سلامت سیستم استفاده می کنند. به عنوان مثال می توان به سنسورهای لرزش و دما برای نظارت بر وضعیت ماشین آلات کارخانه و سنسورهای نیرو و فشار در تجهیزات قالب گیری تزریق پلاستیک برای بهینه سازی کیفیت قطعه اشاره کرد.

مثال دیگر می تواند راه حل سنسور صنعتی متصل بوش (CISS) باشد. رادنی راسک، رهبر تجاری i4.0 در Bosch Rexroth ، خاطرنشان می کند که CISS یک دستگاه چند سنسوری است که شتاب و لرزش و همچنین شرایط محیطی را تشخیص می دهد. محفظه محکم و طرح کوچک آن را برای کاربردهای مقاوم سازی صنعتی مانند نظارت بر وضعیت و تعمیر و نگهداری پیش بینی مناسب می کند. پیکربندی دستگاه، مشتری را قادر می‌سازد تا با تفسیر داده‌های حسگر توسط الگوریتم‌های هوشمند، به طیف وسیعی از موارد استفاده بپردازد. این سنسور می تواند هشت ورودی ممکن شامل شتاب، دما، لرزش و رطوبت را حس کند.

شبکه های حساس به زمان (TSN) یکی دیگر از مسائلی است که برای سازندگان حسگر مطرح می شود. تأخیر، یا تأخیر زمانی از زمانی که حسگر چیزی را شناسایی می کند تا زمانی که اقداماتی انجام شود، یک نگرانی جدی برای برنامه های کاربردی کارخانه هوشمند است. سیستم‌هایی که از محاسبات ابری و تجزیه و تحلیل استفاده می‌کنند، ممکن است چندین ثانیه طول بکشد تا به برخی شرایط نامطلوب که در لبه حس می‌شوند واکنش نشان دهند. اسمیت خاطرنشان می‌کند: «بسیاری از سنسورهای اتصال TE با قابلیت‌های خروجی مناسب طراحی شده‌اند که می‌توانند فوراً سیگنال‌های محلی را به تجهیزات برای کنترل عملکرد آن ارائه دهند و در صورت تشخیص وضعیت خطرناک یا مخرب، آن را خاموش کنند. امروزه، برخی از دستگاه‌های تجمیع و دروازه‌ها ویژگی‌هایی را ارائه می‌کنند که می‌توانند تجهیزات را به صورت محلی کنترل کنند تا مشکلات TSN را به حداقل برسانند.

راه حل سنسور صنعتی متصل (CISS) بوش که برای نظارت بر وضعیت ماشین مناسب است، یک دستگاه چند سنسور کوچک و قوی برای محیط‌های سخت صنعتی است. حسگرهای اینرسی و محیطی داخلی به CISS امکان تشخیص شتاب، لرزش، چرخش و همچنین شرایط محیطی را می‌دهند.

سازندگان حسگر همچنین علاقه مند به حسگرهای بی سیم، به ویژه برای برنامه های کاربردی کارخانه های هوشمند هستند. این علاقه عمدتاً ناشی از صرفه جویی در هزینه است که حسگرهای بی سیم نسبت به سنسورهای سیم کشی سخت به ماشین ها ارائه می دهند. به طور خاص، پیتر اسمیت از TE Connectivity خاطرنشان می‌کند که LPWAN برای ماژول‌های حسگر رایج شده است زیرا اندازه کوچک‌تر و عمر باتری طولانی‌تر را می‌دهند. اسمیت خاطرنشان می‌کند: «با سیستم‌های کارخانه‌ای و ثابت، انتظار داریم که شاهد رشد مداوم در پروتکل‌های LoRa، بلوتوث مش، Zigbee، Thread و پروتکل‌های اختصاصی 802.15.4 باشیم. با راه اندازی و تحقق وعده شبکه های کم تاخیر در زمان واقعی، می توانیم شاهد تغییر بیشتر به سمت 5G باشیم.

طراحان علاوه بر مواردی مانند طراحی های سفارشی که می تواند از تغییرات ساده تا طرح های بسیار پیچیده متغیر باشد، از تامین کنندگان خود نیز انتظار حمایت بیشتری دارند. و سازندگان حسگر به این فراخوان کمک می کنند. به عنوان مثال، TE Connectivity از ابزارهای توسعه Digilent، Arduino، Grove، PIC و XplainedPro پشتیبانی می کند. اسمیت خاطرنشان می‌کند: «این بردهای توسعه از طریق شرکای توزیع ما در دسترس هستند و ما همچنین درایورهای نرم‌افزار را در قالب‌های کد C و لینوکس ارائه می‌دهیم که می‌توانند از وب‌سایت ما دانلود شوند. برنامه های او در 30 دقیقه آماده و اجرا می شوند.