Czujniki są integralną częścią współczesnego życia. Jeśli czytasz ten artykuł na komputerze, najprawdopodobniej używasz myszy, która zawiera czujnik optyczny. Jeśli korzystasz ze smartfona, używasz czujników dotykowych za każdym razem, gdy dotykasz ekranu. Ale czym dokładnie jest czujnik?

Czujnik to urządzenie, które mierzy fizyczne dane wejściowe ze swojego otoczenia i przekształca je w dane, które mogą być interpretowane przez człowieka lub maszynę. Większość czujników jest elektroniczna (dane są przekształcane w dane elektroniczne), ale niektóre są bardziej proste, takie jak termometr szklany, który przedstawia dane wizualne. Ludzie używają czujników do mierzenia temperatury, mierzenia odległości, wykrywania dymu, regulowania ciśnienia i niezliczonej ilości innych zastosowań.

Istnieją dwa rodzaje czujników elektronicznych: analogowe i cyfrowe. Czujniki analogowe przekształcają dane fizyczne w sygnał analogowy. Czujniki analogowe są znacznie bardziej precyzyjne niż czujniki cyfrowe, które są ograniczone do skończonego zestawu możliwych wartości. Poniżej znajduje się wykres przedstawiający różnicę między sygnałami analogowymi i cyfrowymi:

Ponieważ sygnały analogowe są ciągłe, mogą one uwzględniać najmniejsze zmiany w zmiennej fizycznej (takiej jak temperatura lub ciśnienie). Sygnały cyfrowe, choć podążają za ogólną tendencją zmian, są ograniczone do stałych danych (jedynek i zer).

Istnieje wiele rodzajów czujników. Tylko w przeciętnym samochodzie znajdują się dziesiątki różnych typów czujników. Czujniki ciśnienia w oponach informują, czy opona jest płaska lub czy potrzebuje więcej powietrza. Samochody samojezdne, takie jak Tesla, są wyposażone w czujniki ultradźwiękowe, które za pomocą fal dźwiękowych mierzą odległość między pojazdem a innymi obiektami w jego otoczeniu. Domowe systemy bezpieczeństwa wykorzystują czujniki ruchu, które wykrywają ruch przede wszystkim większych obiektów. Najczęściej używany czujnik ruchu do nadzoru domu nazywany jest systemem pasywnym PIR (Passive Infared), który wykrywa promieniowanie podczerwone w otoczeniu czujnika.

Technologia czujników jest również często wykorzystywana w urządzeniach medycznych. Czujniki wejściowe, takie jak mio-elektrody, są stosowane w technologii protetycznej. Mioelektrody wykrywają sygnał elektryczny pochodzący ze skurczów mięśni pacjenta. Czujniki bicia serca monitorują i wykrywają puls pacjenta, a termometry mierzą temperaturę.

Przyszłość technologii czujników

W miarę rozwoju technologii, zastosowanie czujników będzie się rozszerzać na każdy aspekt naszego życia. Inżynierowie i naukowcy na całym świecie będą używać czujników do ulepszania systemów transportowych, procedur medycznych, nanotechnologii, urządzeń mobilnych, rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej, a nawet sztucznej inteligencji (AI).