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I sensori e gli attuatori svolgono un ruolo estremamente importante sia nella produzione industriale che nella casa intelligente. Seguono il classico principio di causa ed effetto: alcuni eventi innescano determinate azioni. È ovvio che deve esserci un collegamento affidabile tra i due componenti. In questo senso, l'accoppiamento via cavo è ancora superiore alla connessione radio, potenzialmente sensibile alle interferenze. A condizione che i connettori siano tecnicamente impeccabili. Leggete qui cosa fanno esattamente i sensori e gli attuatori e quale tecnologia di connessione è disponibile per loro.
I sensori sono paragonabili agli occhi, alle orecchie, alla pelle e alla lingua. Reagiscono alle impressioni esterne.
Ad esempio, esistono sensori ambientali per misurare la temperatura, l'umidità, la pressione e la composizione dell'aria.
I sensori di movimento reagiscono alle radiazioni infrarosse o alle vibrazioni o utilizzano gli ultrasuoni per misurare la distanza.
I sensori magnetici reagiscono come un relè di commutazione in presenza di un campo magnetico, mentre una barriera di luce laser misura l'interruzione del raggio anche a grandi distanze.
Vedete: Non esiste praticamente nessuna proprietà fisica o chimica che non possa essere rilevata dai sensori. E questo è vero sia dal punto di vista quantitativo che qualitativo.
Gli attuatori convertono in lavoro i segnali elettrici provenienti dai sensori.
Mentre i sensori corrispondono agli organi sensoriali umani, gli attuatori possono essere paragonati ai muscoli.
Ad esempio, l'attuatore può essere un motore che sposta automaticamente l'oscurante della serra verso l'esterno quando c'è il sole e verso l'interno quando piove.
I sensori corrispondenti sarebbero un sensore di luce e un sensore di pioggia. Oppure la sirena: non appena si apre una finestra, il sensore magnetico collegato al telaio invia un segnale e la sirena si attiva. Nel settore industriale, gli attuatori si trovano sotto forma di attuatori, cilindri idraulici o pneumatici e sistemi elettromeccanici di sollevamento e regolazione.
I sensori e gli attuatori di solito non sono collegati direttamente tra loro; nel caso più semplice, tra loro è collegato un relè. Questo attiva e mette in moto un attuatore, ad esempio, quando il segnale elettrico analogico fornito dal sensore raggiunge un determinato livello. Da decenni, tuttavia, i cosiddetti computer di processo collegano sensori e attuatori, nell'ambiente industriale soprattutto attraverso il controllore logico programmabile, o in breve PLC. Si tratta di computer con numerosi ingressi per sensori analogici e digitali e uscite per attuatori. I componenti esterni sono continuamente monitorati e controllati dal codice del programma nella memoria di lavoro.
Come elemento di comunicazione standardizzato viene spesso utilizzato il cosiddetto bus di campo. Si tratta di una famiglia di reti di computer industriali che fornisce un controllo distribuito in tempo reale. I profili dei bus di campo sono standardizzati dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale come IEC 61784/61158. Il bus di campo collega il PLC ai componenti dell'impianto a livello di campo. Si tratta di sensori, attuatori, motori elettrici, spie luminose, interruttori, valvole e contattori. Sostituisce i collegamenti diretti tramite anelli di corrente o segnali di ingresso e uscita digitali. Uno dei protocolli fieldbus più noti e utilizzati è Profibus DP per il controllo di sensori e attuatori nella tecnologia di produzione.
Nell'automazione degli edifici, invece, è molto diffuso il sistema KNX. Si tratta di uno standard aperto conforme alle norme EN 50090 o ISO/IEC 14543. I dispositivi KNX possono controllare componenti della tecnologia di riscaldamento, condizionamento e ventilazione, nonché illuminazione, sistemi di sicurezza e display. La comunicazione avviene, a scelta, tramite cavi di rete a doppino, powerline, RF o connessioni IP.
Una connessione tra componenti elettronici è buona solo quanto i suoi anelli più deboli, e l'esperienza insegna che questi sono spine e prese o giunzioni a saldare e connessioni a vite o a spina. A questo proposito, è estremamente importante prestare attenzione sia alla compatibilità dei contatti che alla loro robustezza meccanica ed elettrica. Altrimenti, il famoso contatto allentato potrebbe mettere in crisi anche i sistemi ad alta tecnologia.
Qui presentiamo i componenti più importanti della tecnologia di connessione. Poiché la stragrande maggioranza dei sistemi di connessione è conforme a determinati standard o modelli specificati dai produttori, questa panoramica può servire solo come guida.