Rastreamento de posição vs. sensores de posição? Questões de distinção em terminologia e tecnologia

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Para os engenheiros, questões de terminologia são tudo menos triviais.

Um exemplo marcante em que a terminologia é comumente usada incorretamente é com rastreadores de posição e sensores de posição. Embora esses termos se refiram a tecnologias fundamentalmente diferentes, os consumidores geralmente discutem os dois de forma intercambiável.

Para os engenheiros, porém, as distinções entre o hardware nos rastreadores de posição e nos sensores de posição é a diferença entre maçãs e laranjas. Embora às vezes possam ser usados ​​em conjunto, é essencial, do ponto de vista do projeto, discuti-los como um hardware totalmente separado.

Neste artigo, discutiremos essas diferenças – não apenas as definições de rastreamento de posição e sensores de posição, mas também nas principais tecnologias e aplicações.

Definindo o rastreamento de posição

A tecnologia de rastreamento de posição faz exatamente o que sugere: rastreia a localização de um objeto em um período específico de tempo. Você provavelmente conhece sistemas de posicionamento comuns como GPS, GNSS / Galileo da Europa e GLONASS.

GPS III

GPS III. Imagem (modificada) usada cortesia de GPS.gov

Os sistemas de rastreamento de posição dependem do hardware, mas a exposição desse hardware ao ambiente é limitada. Dito isto, o ambiente de um dispositivo desempenha um papel importante no rastreamento da posição com precisão. A eficácia do GPS nas principais cidades pode diminuir devido à densidade da construção ou ao movimento do dispositivo em ambientes fechados. Esses sistemas e outros rastreadores dependem de satélites, torres de celular ou cercas geográficas localizadas para funcionar corretamente.

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A força aérea dos EUA recentemente fez progressos na tecnologia GPS ao definir o veículo número 74 de satélite como “saudável e ativo”, o que significa que o satélite agora pode ser usado por GPS civil e militar em todo o mundo.

De acordo com Lockheed-Martin, o novo satélite, parte da família GPS III, foi projetado por engenheiros para ter “três vezes melhor precisão e até oito vezes melhor capacidade anti-interferência que seus antecessores, e uma vida útil prolongada em 25% do que os mais recentes satélites GPS em órbita. ”

número de veículo por satélite-74

O pessoal militar definiu o veículo satélite número 74, a primeira iteração dos veículos GPS Block III como “saudável e ativo” da Base Aérea Schriever, no Colorado. Imagem usada cortesia do sargento. Matthew Coleman-Foster, Força Aérea dos EUA

O rastreamento de posição geralmente envolve triangulação, um processo que identifica um local usando três pontos de referência. As frequências de rádio entre esses pontos de referência geográficos (torres ou satélites) são calculadas para um ponto específico – a localização do dispositivo de rastreamento de posição. Dessa forma, o rastreamento ajuda a estabelecer a posição de um objeto em um sistema maior.

Isso não quer dizer que o rastreamento interno localizado não seja possível. Muitos armazéns e instalações de fabricação usam essas mesmas redes para rastrear equipamentos ao longo do dia. Os sistemas de rastreamento de posição também são adequados para mapear salas, instalações e rotas de trânsito para diferentes eletrônicos.

Algumas empresas, como a Accuware, usam um sistema hibridizado para rastreamento e detecção. Esse método de mapeamento e posicionamento emprega uma câmera como sensor. A câmera também permite rastreamento contínuo em um espaço 3D.

Arquitetura do sistema do Sentinel

Arquitetura do sistema do Sentinel, um sistema de segurança de rastreamento e detecção Accuware. Imagem usada cortesia de (PDF) Accuware

Outros sistemas de rastreamento de posição requerem um chip GPS ou rádio celular. O GPS depende de sinais e, portanto, pega carona em componentes que podem enviar ou receber transmissões.

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Definindo sensores de posição

Os sensores de posição coletam dados sobre o ambiente imediato de um objeto. Eles podem trabalhar em uníssono com outros sensores ou de forma independente.

Sensor de posição magnetostritivo ASM

O sensor de posição magnetorrestritivo do ASM (que não deve ser confundido com os valores ams) é fornecido em um pacote “ultra plano” e pode medir até 5.750 mm de distância. Imagem usada cortesia de ASM

Os sensores fornecem leituras contextuais para os usuários ou podem suportar funções adicionais do dispositivo com base nas informações que eles coletam. Por exemplo, os sensores de posição podem dizer aos eletrônicos ou máquinas avançadas como vários componentes estão se movendo em relação um ao outro. Isso ajuda a regular o funcionamento adequado e pode até diagnosticar problemas eletromecânicos.

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Um exemplo disso é o sensor de posição de controle do motor indutivo de ams, o AS5715R. A ams afirma que este sensor foi construído especificamente para motores (até 480 000 rpm) com contagens de pares de pólos baixas e altas sem perder a resolução. Como se diz que o dispositivo reduz a oscilação do torque e aumenta a eficiência do controle do motor, a ams também sugere o sensor para aplicações automotivas e críticas à segurança.

Diagrama de blocos do AS5715R

Diagrama de blocos do AS5715R. Imagem usada cortesia de ams

Outro exemplo é o sensor de proximidade do seu celular. Durante uma chamada, a tela do seu dispositivo será desligada quando atingir uma certa distância do seu ouvido. Isso evita que você desligue ou ative acidentalmente outra função que possa atrapalhar sua conversa.

O popular aspirador Roomba usa sensores de proximidade para navegar pelos cantos e recantos da sua casa. Muitos robôs de manutenção comercial usam sensores de localização para avaliar seus ambientes e inspecionar adequadamente.

Sistemas e sensores de rastreamento comuns

As tecnologias fundamentais por trás dos rastreadores e sensores são diferentes. No entanto, há alguma sobreposição, pois os componentes elétricos podem desempenhar uma função dupla. aqui estão alguns exemplos:

Tecnologias e componentes de rastreamento comuns

  • GPS / GNSS / GLONASS / Galileo
  • Transmissores de RF
  • Rádios celulares
  • Mapeamento 3D usando visão computacional
  • Sistemas de câmera a bordo
  • Redes de banda ultra larga e 5G

Sensores e componentes de posição comum

  • Sensores de proximidade
  • Diodos IR
  • Sistemas de câmera a bordo
  • Sistemas de detecção baseados em luz, como LiDAR
  • Sensores de deslocamento
  • Sensores de extensão
  • Redes de banda ultra larga e 5G
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Observe a sobreposição da banda ultra-larga (UWB) entre a tecnologia de rastreamento de posição e os sensores de posição. O UWB está ganhando popularidade em espaços abertos e desobstruídos em ambientes fechados. Essa abordagem é adequada para reunir dados de posição e avaliar essa posição dentro de um espaço pré-mapeado.

O NXP oferece sua própria tecnologia UWB

O NXP oferece sua própria tecnologia UWB. Imagem usada cortesia de NXP

Essa leitura pode ser contínua desde que o dispositivo não seja impedido por outros objetos. O UWB depende da transmissão de luz entre dois pontos e, portanto, é um sistema de tempo de voo. O posicionamento é determinado pelo tempo de trânsito do feixe de luz entre dois sensores ou nós.

Sensores de deslocamento e sensores de extensão são usados ​​com máquinas. Eles medem o posicionamento em objetos como empilhadeiras, elevadores, sistemas sem motorista, guindastes de transporte, peças telescópicas e até mesas extensíveis. Você pode imaginar, então, que essa tecnologia é essencial para muitas aplicações industriais.

Ajustando a Gravação Direta

É perfeitamente possível que muitos confundam rastreamento e detecção porque ambas as tecnologias são essenciais no design de produtos com reconhecimento de contexto.

O rastreamento é uma ótima maneira de monitorar o equipamento, mas extrai grande parte de sua funcionalidade de componentes externos, como os de torres, satélites e sensores de rede. O rastreamento também depende do hardware. Requer cooperação entre mais partes móveis, o que torna o rastreamento mais sistemático por natureza. Os sensores permitem que os dispositivos sejam “mais inteligentes” enquanto complementam outras funções.

Usar a terminologia correta, especialmente entre esses dois termos, é absolutamente essencial. Ainda vale a pena notar que essas tecnologias são frequentemente complementares até certo ponto. Muitos componentes de hardware têm importância sobreposta, destacando o quão intrincados são nossos dispositivos modernos.


Que outros termos técnicos você vê usados ​​de maneira imprecisa ou até incorreta? Os mal-entendidos terminológicos atrapalham seu trabalho? Compartilhe suas experiências nos comentários abaixo.

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