מהו חיישן פסיבי?

מחבר: לי איי
מקור: Ulink Media

מהו חיישן פסיבי?

חיישן פסיבי נקרא גם חיישן המרת אנרגיה. כמו האינטרנט של הדברים, הוא אינו זקוק לספק כוח חיצוני, כלומר, זהו חיישן שאינו זקוק לספק כוח חיצוני, אך יכול גם להשיג אנרגיה באמצעות חיישן חיצוני.

כולנו יודעים שניתן לחלק חיישנים לחיישני מגע, חיישני תמונה, חיישני טמפרטורה, חיישני תנועה, חיישני מיקום, חיישני גז, חיישני אור וחיישני לחץ בהתאם לכמויות פיזיות שונות של תפיסה וזיהוי. עבור חיישנים פסיביים, אנרגיית האור, קרינה אלקטרומגנטית, טמפרטורה, אנרגיית תנועה אנושית ומקור הרטט המזוהים על ידי חיישנים הם מקורות אנרגיה פוטנציאליים.

מובן כי ניתן לחלק חיישנים פסיביים לשלוש קטגוריות הבאות: חיישן פסיבי של סיב אופטי, חיישן פסיבי של גל אקוסטי פני השטח וחיישן פסיבי המבוסס על חומרי אנרגיה.

• חיישן סיב אופטי

חיישן סיב אופטי הוא סוג של חיישן המבוסס על כמה מאפיינים של סיב אופטי שפותח באמצע שנות ה-70. זהו מכשיר הממיר מצב נמדד לאות אור מדיד. הוא מורכב ממקור אור, חיישן, גלאי אור, מעגל עיבוד אותות וסיב אופטי.

יש לו מאפיינים של רגישות גבוהה, עמידות חזקה להפרעות אלקטרומגנטיות, בידוד חשמלי טוב, התאמה חזקה לסביבה, מדידה מרחוק, צריכת חשמל נמוכה, והוא מתבגר יותר ויותר ביישום האינטרנט של הדברים. לדוגמה, הידרופון סיב אופטי הוא סוג של חיישן קול שלוקח את הסיב האופטי כאלמנט רגיש, וחיישן טמפרטורה סיב אופטי.

• חיישן גלים אקוסטיים משטחיים

חיישן גל אקוסטי פני שטח (SAW) הוא חיישן המשתמש במכשיר גל אקוסטי פני שטח כאלמנט חישה. המידע הנמדד משתקף על ידי שינוי המהירות או התדירות של גל אקוסטי פני השטח במכשיר גל האקוסטי SURFACE, ומומר לחיישן פלט אות חשמלי. זהו חיישן מורכב עם מגוון רחב של חיישנים. הוא כולל בעיקר חיישן לחץ של גל אקוסטי פני שטח, חיישן טמפרטורה של גל אקוסטי פני שטח, חיישן גנים ביולוגיים של גל אקוסטי פני שטח, חיישן גז כימי של גל אקוסטי פני שטח וחיישן חכם, ועוד.

מלבד חיישן סיב אופטי פסיבי בעל רגישות גבוהה, שיכול למדוד מרחק וצריכת חשמל נמוכה, חיישני גל אקוסטיים פסיביים משתמשים בשינוי תדר Hui כדי לנחש את שינוי המהירות, כך שהשינוי של המדידה החיצונית יכול להיות מדויק מאוד. יחד עם זאת, המאפיינים של נפח קטן, משקל קל וצריכת חשמל נמוכה מאפשרים לו תכונות תרמיות ומכניות טובות, ובושרים עידן חדש של חיישנים אלחוטיים וקטנים. הם נמצאים בשימוש נרחב בתחנות משנה, רכבות, תעופה וחלל ותחומים אחרים.

• חיישן פסיבי המבוסס על חומרי אנרגיה

חיישנים פסיביים המבוססים על חומרי אנרגיה, כפי שמרמז השם, משתמשים באנרגיה נפוצה בחיים כדי להמיר אנרגיה חשמלית, כגון אנרגיית אור, אנרגיית חום, אנרגיה מכנית וכן הלאה. לחיישן הפסיבי המבוסס על חומרי אנרגיה יש יתרונות של פס רחב, יכולת חזקה נגד הפרעות, הפרעה מינימלית לאובייקט הנמדד, רגישות גבוהה, והוא נמצא בשימוש נרחב בתחומי מדידה אלקטרומגנטיים כגון מתח גבוה, ברקים, עוצמת שדה קרינה חזקה, מיקרוגל בהספק גבוה וכן הלאה.

שילוב של חיישנים פסיביים עם טכנולוגיות אחרות

בתחום האינטרנט של הדברים, חיישנים פסיביים נמצאים בשימוש נרחב יותר ויותר, וסוגים שונים של חיישנים פסיביים פורסמו. לדוגמה, נולדו חיישנים בשילוב עם NFC, RFID ואפילו wifi, Bluetooth, UWB, 5G וטכנולוגיות אלחוטיות אחרות. במצב פסיבי, החיישן מקבל אנרגיה מאותות רדיו בסביבה דרך האנטנה, ונתוני החיישן מאוחסנים בזיכרון לא נדיף, אשר נשמרים כאשר אין אספקת חשמל.

וחיישני מתח טקסטיל פסיביים אלחוטיים המבוססים על טכנולוגיית RFID, משלבים טכנולוגיית RFID עם חומרי טקסטיל ליצירת ציוד בעל פונקציית חישת מתח. חיישן מתח טקסטיל RFID מאמץ מצב תקשורת ואינדוקציה של טכנולוגיית תג RFID פסיבית UHF, מסתמך על אנרגיה אלקטרומגנטית כדי לפעול, בעל פוטנציאל מזעור וגמישות, והופך לבחירה פוטנציאלית של מכשירים לבישים.

בסוף

האינטרנט הפסיבי של הדברים הוא כיוון הפיתוח העתידי של האינטרנט של הדברים. כחלק מהאינטרנט הפסיבי של הדברים, הדרישות לחיישנים אינן מוגבלות עוד למיניאטורות ולצריכת חשמל נמוכה. האינטרנט הפסיבי של הדברים יהיה גם כיוון פיתוח שכדאי לפתח. עם הבשלות והחדשנות המתמשכות של טכנולוגיית החיישנים הפסיביים, היישום של טכנולוגיית החיישנים הפסיביים יהיה נרחב יותר.