تفاوت سنسورهای دیجیتال و آنالوگ

تفاوت سنسورهای دیجیتال و آنالوگ

برای دانستن تفاوت این دو نوع سنسور پیش از هرچیز بهتر است تا با مفاهیم سنسور، آنالوگ و دیجیتال به صورت جداگانه آشنا شویم.

سنسور مبدلی است که کار آن حس کردن مشخصه های محیطی است. این وسیله تغییرات یا اتفاقات را تشخیص داده و خروجی متناظر آن را عموما به صورت سیگنال های الکترونیکی یا اپتیکال فراهم می کند.
سنسورها در زندگی روزمره کاربردهای فراوانی دارند، از صنایع خودروسازی گرفته تا صنایع دریایی و حتی لامپ هایی که با لمس کردن نور آن تنظیم می شود، همه این ها با سنسورها سر و کار دارند.

استفاده از سنسورها به ویژه در صنعت و برای فرایند کنترل مساله ای حیاتی محسوب می شود. سیگنال آنالوگ و دیجیتال دنیایی که در آن زندگی می کنیم دنیای آنالوگ است.

بدین معنا که اغلب مفاهیمی که با آن سر و کار داریم از قبیل طیف های رنگی، صداها، بوها و … مفاهیمی پیوسته هستند. هر کدام از آن ها می تواند بی نهایت مقدار مختلف را در بر گیرند به طور مثال در میان دو رنگ متفاوت در دایره رنگ، بی نهایت رنگ مختلف وجود دارد، حتی اگر اختلاف میان این رنگ ها از نظر بصری قابل تشخیص نباشد.

تفاوت سنسور آنالوگ و دیجیتال

بر این اساس یک سیگنال آنالوگ مقداری پیوسته در زمان است که نوعی از اطلاعات را منتقل می کند. سیگنال های دیجیتال برخلاف سیگنال های آنالوگ سیگنال های گسسته هستند و مقادیر محدودی را چه از نظر زمان و چه از نظر مقدار در بر می گیرند. از نظر ریاضی می توان گفت که این سیگنال ها تنها از صفر و یک تشکیل شده اند.

کار کردن با ابزارهای الکترونیک به معنی سر و کار داشتن با هر دو سیگنال آنالوگ و دیجیتال است، چرا که ورودی و خروجی آن ها به نوعی با دنیای طبیعی و آنالوگ در تعامل بوده اما اغلب ریزپردازنده ها، کامپیوترها و … دیجیتال هستند.

 

سنسورها در گذشته از نوع آنالوگ بودند، اما امروزه هر چه بیشتر از سنسورهای دیجیتال استفاده می شود.
سنسورهای دیجیتال جایگزین مدرنی برای سنسورهای آنالوگ هستند. حال این سوال مطرح است که چرا با وجودی که سنسورهای آنالوگ به اطمینان و دقت بالا شناخته می شوند، روز به روز بر تعداد سنسورهای دیجیتال معرفی شده در بازار افزوده می شود. برای پاسخ دادن به این سوال لازم است تا هر دو سیستم آنالوگ و دیجیتال را به خوبی شناخته و با مزایا و معایب آن ها آشنا شویم.

سنسورها معمولا بخشی از یک زنجیره هستند. این زنجیره شامل خود سنسور، یک کابل و یک فرستنده است. در سیستم های آنالوگ سنتی سنسور مقادیر اندازه گیری شده را به سیگنال های آنالوگ تبدیل می کند. این سیگنال ها توسط کابل به فرستنده متصل شده اند و فرستنده آن ها را در فرمتی که قابل خواندن باشد ارسال می کند.
سنسورهای دیجیتال نیز همچون سنسورهای آنالوگ بخشی از زنجیره کابل، فرستنده و خود سنسور هستند. اما آنچه این سنسورها را با سنسورهای آنالوگ متفاوت می سازد وجود یک تراشه الکترونیکی است که مقادیر اندازه گیری شده را مستقیما به سیگنال های دیجیتال تبدیل می کند. انتقال داده ها توسط کابل نیز به صورت دیجیتال انجام می گیرد.

سنسورهای آنالوگ و دیجیتال

در واقع سنسورهای دیجیتال دارای خروجی های دیجیتال می باشند و سنسورهای آنالوگ خروجی آنالوگ دارند.

با وجود تعریفی که از سنسورهای آنالوگ و دیجیتال ارائه کردیم، این نکته را باید مد نظر داشت که در بازار ایران و در اصطلاح عام این تقسیم بندی نه براساس روش ارسال داده در سنسورها، بلکه با توجه به نوع داده ای که انتقال می یابد انجام می گیرد. یعنی سنسورهایی که کمیت های پیوسته ای همچون دما را آنالیز می کنند به سنسورهای آنالوگ و آن هایی که کمیت های گسسته و در اصطلاح صفر و یک _ مانند مگنت های در که حالت باز یا بسته دارند_ را آنالیز می کنند سنسورهای دیجیتال می نامند.

بر این اساس بخش زیادی از سنسورهایی که در بازار به عنوان سنسور آنالوگ موجود هستند، در حقیقت و با توجه به روش ارسال داده دیجیتال می باشند.

مزایا و معایب

همانطور که پیش از این اشاره شد، به دلیل ماهیت پیوسته سیگنال های آنالوگ سنسورهای آنالوگ از دقت و درجه اطمینان بالایی برخوردارند اما به جز این مزیت ها، این سیستم دارای چهار اشکال عمده می باشد.

سنسور دیجیتال

رطوبت و خوردگی اتصال دهنده ها در این سیستم به سادگی می تواند محتوای سیگنال ارسالی را تحت تاثیر قرار داده و آن را تحریف کند.

نوع کابل مورد استفاده در این سیستم بسیار با اهمیت بوده و این کابل ها باید دارای کیفیت بالایی باشند تا بتوانند سیگنال ها را از تغییر در اثر تداخل های الکترومغناطیسی حفظ کنند.

در این روش سنسورها تنها زمانی می توانند سنجش و تنظیم شوند که به طور کامل نصب شده باشند چرا که تاثیرات کابل از قبیل طول و مقاومت آن حتما باید مد نظر قرار گیرد. طول کابلی که در این سیستم می تواند مورد استفاده قرار گیرد محدود می باشد. سنسورهای دیجیتال دارای مزایای بسیاری می باشند.

از جمله کاهش هزینه های سیم کشی و امکان استفاده از کابل های طولانی، همچنین در این سیستم چند سنسور می توانند به طور همزمان از یک کابل استفاده کنند. تداخل الکترومغناطیسی دیگر بر آن موثر نیست و از کابل های استاندارد معمولی می توان استفاده نمود. در این سیستم سنسورها جدا از سیستم هم می توانند سنجش شوند. امکان قطع و وصل کردن ناگهانی سنسور از سیستم بدون اینکه کل مجموعه را تحت تاثیر قرار دهد وجود دارد.

همچنین می توان سنسورها را بدون نیاز به تغییر برنامه ریزی سیستم با سنسورهای دیگری جایگزین کرد. تکنولوژی دیجیتال همچنین امکان نظارت بر سنسور ها و آگاهی از خرابی های احتمالی را را فراهم کرده است.