🚀Какие “органы чувств” есть у системы автоматизации?

Когда мы говорим про автоматизацию, то речь часто идёт не только о программных продуктах и упрощении учёта бухгалтерии или прочих рутинных процедур, но и о реальном управлении некоторыми физическими процессом посредством специальной программы.

Намудрили в этой фразе мы уже очень много. Возьмем, например, для упрощения понимания, систему организации умного дома или полноценную систему автоматизацию склада с автоматическими погрузчиками, которые управляются системой автоматизации. Кстати говоря, и то, и другое вполне можно организовать на базе платформы 1С.

Система “умный дом” позволяет программному коду взаимодействовать с окружением. Если температура понизилась, то система пришлёт уведомление или сама включит нагреватель и будет поддерживать заданную температуру. Если стало темно, то она сама включит свет.

Но как это происходит на аппаратном уровне? Ведь если рассматривать программный код, то это набор некоторых неясных большинству читателей процедур и странные фразы из серии php echo. Для того, чтобы программа могла взаимодействовать с внешним миром, нужно использовать дополнительную электронику или дополнительные “органы чувств”, с помощью которых программа сможет реализовать свои функции уже в реальном мире. Давайте в этой публикации обсудим несколько основных элементов роботизации, которые повсеместно используются как для автоматизации бизнеса (скажем, автоматизация склада), так и для возможности управления хозяйственно-бытовыми устройствами.

Реле или автоматический включатель

Так уж повелось, что одной из главных функций, которые требуются от системы автоматизации – это включение некоторого мощного устройства удаленным образом. Можно хоть 100 раз прописать в коде программы включение некоторого агрегата по таймауту, но компьютеру нужно как-то осуществить это на практике.

Поэтому, программный код формирует некоторое прерывание, которое “отправляет электричество по заданному пути”. Но вот беда! Все системы, с которыми работают высокие технологии, слаботочные. Например, USB порт способен выдавать что-то около 5 Вольт при 2 Амперах. Этого достаточно, чтобы включить светильник, но явно мало для запуска двигателя подъемного крана. Поэтому, на практике используется реле.

Реле – это такое устройство, которое позволяет посредством подачи небольшого тока на управляющие контакты замыкать силовые цепи. Вот и выходит, что программа подала сигнал своими 5 Вольтами, который вызвал замыкание силовой цепи, в которой находится двигатель. Так с помощью сенсорной кнопки на экране можно заставить включаться силовые агрегаты.

Фоторезисторы

Ещё одна из самых распространенных функций любой системы автоматизации – это использование компьютерного зрения. Сегодня всё строится на алгоритмах распознавания картинок посредством нейросетей. Но есть и более простой механизм, который, например, позволит легко включать и выключать свет, если освещенность ниже чем. Чувствуете…Уже прослеживается программный код. Остается получить показания.

Показания можно генерировать фоторезистором. Это деталь, которая умеет изменять сопротивление в зависимости от освещенности. Проходящий через специальный слой свет выбивает электроны из этого слоя и меняет его параметры. Так можно построить самые интересные схемы, а логику фоторезистора включать, например, в схемы проверки наличия объекта перед съемником.

Механические счётчики на базе герконов

Есть и ещё одна интересная деталь, необходимая для работы системы автоматизации. Это геркон или радиодеталь, которая умеет замыкать или размыкать цепь в результате попадания в магнитное поле.

Прошёл мимо геркона магнитик – контакты замкнулись. Магнитик убрали и цепь разомкнулась. На базе такого простенького коннектора возможно создание самых разных счётчиков или простейших датчиков контроля целостности цепи. Скажем, старая добрая сигнализация тоже использовала именно геркон. Помните магнитики у двери? Пока магнитик рядом, сигнала нет. Магнитик убрали и подалось напряжение на цепь оповещения. Герконы используются, например, и в велокомпьютерах, считая количество оборотов колеса. Остаётся только применить фантазию и придумать, как именно можно применять геркон на практике. Ну а интегрировать работу с такой штукой в программный код – задача простенькая и даже с общими знаниями программирования с ней можно легко справиться.

Лазерный луч

Ещё одним простейшим способом построить систему контроля доступа является использование лазерного луча. Логика программиста тут простая – луч пересекли, значит нужно выполнить некоторое действие. Условная логика прекрасно работает.

Сам датчик работает очень просто. Есть датчик, который фиксирует попадание лазерного луча и, собственно говоря, сам лазерный луч. Когда луч вдруг пропадает из видимости датчика, срабатывает программный алгоритм, который запускает нужное действие.

Терморезисторы

Эти устройства стали одним из первых примеров простой автоматизации. Специальная проволока меняет своё электрическое сопротивление при изменении окружающей температуры. Этот эффект прекрасно коррелирует с любым программным кодом. И, например, в умном доме можно поставить датчик с терморезистором, который позволит программно определять показания и выполнять нужное действие будь-то включение кондиционера или запуск системы отопления.

Такую штуку можно использовать и для организации работы системы пожаротушения или использовать в автоматическом цикле управления самых разных устройств.

Терморезисторы применяются уже долгое время и хорошо себя зарекомендовали. Несмотря на относительно устаревшую логику заменять их пока не имеет смысла.

Вместо заключения

Комбинация описываемых технологий позволяет построить самые интересные и разнообразные схемы автоматического управления. На первый взгляд эти детали и датчики очень простые, но правильная и грамотная работа с ними и немного фантазии позволяют построить целых роботизированных гигантов.

Простота – это не всегда сильно плохо. Ведь если рассмотреть самые обычные транзисторы, на базе которых функционируют все современные устройства, то это тоже простейшее устройство, где нужный эффект достигается количеством. В общем-то, и любой программный код состоит в итоге из 0001010101, что демонстрирует возможность использовать простые подходы для построения сложнейших систем. Поэтому, и рассматриваемые “органы чувств” для автоматических систем не должны пугать излишней простотой конструкции.

Не забывайте подписываться на нашу телегу!