Minyatürleştirme
Sensör minyatürleştirmedeki hızlı ilerleme olmasaydı, tüm bu iletişim teknolojileri pratik olmazdı. Minyatürleştirme, sensör üreticilerinin onları bir kum tanesi boyutuna indirebilecekleri bir aşamaya geldi. Bu, sensörlerin artık giydiğimiz giysiler, yediğimiz yiyeceklerin ambalajları ve hatta bedenlerimiz gibi herhangi bir yere ve her şeye yerleştirilebileceği anlamına geliyor.
Sensöre zekayı yerleştirmek, sıcaklık ve nem gibi çoklu işlevlerin tasarıma entegre edilmesi gibi minyatürleştirmeye giden yolu da hızlandırdı. Örneğin, tamamen kalibre edilmiş, sıcaklık kompanzasyonu yapılmış ve amplifiye edilmiş sensörler üreten üreticiler, PCB üzerinde ihtiyaç duyulan bileşen sayısını azaltarak boyut ve ağırlığın yanı sıra maliyeti de düşürmeye yardımcı olur.
Minyatürleştirme ölçeğine ve Endüstriyel İnternetin kullanım durumlarını nasıl sağladığına dair bazı örnekler, tıp ve sağlık sektöründedir. Böyle bir cihaz, mütevazi kamış anahtarıdır. Kamış anahtarı, çalışması için hiçbir güç veya ek bileşen gerektirmeyen, göreceğimiz gibi, en büyük avantajlarından biri olan pasif bir bileşendir.
Bir manyetik anahtar, bir mıknatıs yakında olduğunda bir manyetik alanın varlığını algılar ve bağlantılarını kapatır. Mıknatıs uzaklaştığında bağlantıları açar. Sorun şu ki, pasif bileşenleri küçültüp yine de onları çalıştırmanın zor olması.
Sonuç olarak, manyetik anahtarlar tipik olarak minimum 25 mm uzunluğundaydı, ancak minyatürleştirmeden sonra, yaklaşık 3 mm’ye kadar küçüldüler. Bu kulağa çok fazla gelmeyebilir, ancak endüstride kullanımları üzerinde çarpıcı bir etkisi oldu. Reed anahtarlar, diğerleri arasında endüstriyel, tıbbi ve havacılık tasarımlarında kullanılır.
Minyatürleştirme için en kritik alanlardan ikisi, elektronik/yarı iletken ekipman test pazarı ve tıbbi cihazlardır. Dijital darbeleri saniyede milyarlarca kez değiştirmeleri gerektiğinden yarı iletkenlerde manyetik anahtarlar çok önemlidir ve manyetik anahtarlar bunu mükemmel bir şekilde yapar.
Ek olarak, tıbbi implantlarda da bir yeri vardır ve hap kameraları, defibrilatörler, glikoz izleme cihazları, sinir stimülasyon cihazları ile donatılırlar ve daha birçok vücut içi uygulamaya sahiptirler. Reed sensörler, güç kullanmadıkları için bu uygulamalar için mükemmeldir. Pil gerektiren yarı iletken tabanlı sensörlerin aksine reed sensörler vücutta uzun yıllar sökülme ihtiyacı duymadan kalabilir.
Çoklu sensör sistemlerindeki bir başka ilerleme, tamamlayıcı teknolojilerin başarısı ve bunların yaygınlaşması yoluyla gerçekleşti. Bunun nedeni akıllı telefonlar, yerleşik sistemler ve hatta çip üzerindeki sistemler (SoC) gibi teknolojilerin popülaritesi ve kabulüydü.
Bu cihazlar, çoklu sensörler ve onları çalıştıracak yazılımla birlikte gelir. Örneğin, bir Apple iPhone, Raspberry Pi ve uzatma korumalı Arduino’nun tümü, dijital dünya ile etkileşimleri yoluyla analog ortamlarını algılayabilen ve etkileyebilen çok sensörlü cihazlar oluşturmak için gerekli araçları sağlar.
Bu geliştirme kitlerinin mevcudiyeti, kavram kanıtı (PoC) modellerinin üretilmesine izin vererek tasarım sürecini hızlandırmıştır. Çok sensörlü cihazları endüstriyel sistem otomasyonuna yerleştirme ve Endüstriyel Nesnelerin İnterneti ortamları oluşturmak için M2M’yi siber-fiziksel sistemlerle entegre etme şeklimizde inovasyonu yönlendirdiler.
Siber fiziksel Sistemler
Siber fiziksel Sistemler örnek
Nesnelerin interneti
Siber fiziksel sistemler PDF
Endustri40
Nesnelerin İnterneti Nedir
Fiziksel sistem nedir
Hizmetlerin İnterneti Nedir
Siber Fiziksel Sistemler (CPS)
Endüstriyel İnternet, tüm formatlarında dijital bilgisayarlardaki hızlı gelişmeler ve dijital iletişimdeki büyük gelişmeler nedeniyle ortaya çıkmıştır. Bu disiplinler, birinde veya diğerinde uzmanlaşma eğilimi olan ayrı bilgi ve uzmanlık alanları olarak kabul edilir.
Bu, bilgi işleme ve ağ oluşturma gerektiren ürünleri tasarlamak ve oluşturmak için gerekli olan disiplinler arası bilgiyle sonuçlanır; örneğin, Raspberry Pi veya akıllı telefon gibi yerleşik mikroişlemci ve ZigBee içeren bir cihaz. Bununla birlikte, fiziksel dünyayla etkileşime girmeye başladığımızda, uğraşacak bir fiziksel alanımız olur ve bu, bir makine mühendisininki gibi, o fiziksel ve mekanik alan hakkında özel bilgi gerektirir.
Bu nedenle, ürünün bir BT, ağ veya fiziksel sistem mi, yoksa fiziksel, ağ ve dijital işleme özelliklerinin üçüne birden sahip bir sistem mi olacağını tasarım sürecinde erken belirlemek gerekir. Varsa, siber-fiziksel bir sistem olduğu söylenir. Bazı tanımlarda, ağ oluşturma ve iletişim özelliği isteğe bağlı olarak kabul edilir, ancak bu, bir CPS’nin gömülü bir sistemden nasıl farklı olduğu sorusunu gündeme getirir.
Fiziksel cihazlara gömülü olan bilgi sistemlerine “gömülü sistemler” denir. Bu gömülü sistemler, diğerleri arasında telekomünikasyon, otomasyon ve ulaşım sistemlerinde bulunur. Son zamanlarda, siber-fiziksel sistemler (CPS) olarak adlandırılan yeni bir terim ortaya çıktı.
Bu, mikroişlemci tabanlı gömülü sistemler ile çevreleriyle fiilen bütünleşen daha karmaşık bilgi işleme sistemleri arasında ayrım yapar. Siber-fiziksel sistemlerin (CPS) kesin bir tanımı, bunların hesaplama, ağ oluşturma ve fiziksel süreçlerin entegrasyonları olmalarıdır. Gömülü bilgisayarlar ve ağlar, fiziksel süreçlerin hesaplamaları etkilediği ve bunun tersi olduğu durumlarda geri bildirim döngüleriyle fiziksel süreçleri izler ve kontrol eder.
Bu nedenle, bir siber-fiziksel sistem, hesaplama, ağ oluşturma ve fiziksel süreçleri entegre eden hemen hemen her şey olabilir. Bir insan operatör siber-fiziksel bir sistemdir ve akıllı bir fabrika da öyle.
Örneğin, bir insan operatörün fiziksel ve siber bileşenleri vardır. Bu örnekte, operatörün bir hesaplama tesisi vardır – beyni ve diğer insanlarla ve sistemle HMI (insan makine arayüzü) aracılığıyla iletişim kurar ve çevrelerini etkilemek için elleriyle mekanik arayüzler aracılığıyla etkileşime girerler.
Siber-fiziksel sistemler, bilgisayarların ve yazılımların sanal dijital dünyasının, etkileşim süreci yönetimi ve fiziksel analog dünya ile geri bildirim kontrolü yoluyla birleşmesini sağlar ve böylece Nesnelerin İnterneti, veriler ve hizmetlere yol açar.
CPS’nin bir örneği, makinenin bileşenlerle ve hatta bazen yapım sürecinde oldukları ürünlerle iletişim kurarak birçok iş sürecini gerçekleştirebildiği akıllı bir üretim hattıdır.
Gömülü sistem, fiziksel bir sistem içinde gömülü bir hesaplama sistemidir; vurgu hesaplama bileşeni üzerindedir. Bu nedenle, tüm CPS’nin gömülü sistemler içerdiğini düşünebiliriz, ancak CPS’nin vurgusu iletişim ve fiziksel olduğu kadar hesaplama alanları üzerindedir.