Tìm hiểu bộ chấp hành IoT qua một ví dụ

• Tín hiệu điều khiển trong hệ thống có điều khiển
• Nguồn năng lượng
• Cơ cấu tạo chuyển động

Bạn sẽ học được gì

• Dùng một ví dụ để tìm hiểu hệ thống điều khiển, nguồn năng lượng và chuyển động của bộ chấp hành.
• Mô tả bộ chấp hành lấy năng lượng từ đâu.
• Giải thích vị trí của bộ chấp hành bên cạnh cảm biến trong hệ thống IoT.

Cần biết trước

Nên đọc bài "IoT là gì?" trước. Biết rằng đồ vật kết nối có thể gửi và nhận thông tin là đủ.

Tín hiệu điều khiển làm gì?

Trong hệ thống có điều khiển, tín hiệu điều khiển cho bộ chấp hành biết khi nào và làm thế nào để hành động. NIST mô tả bộ chấp hành là cơ cấu mà qua đó một hệ thống điều khiển tác động lên môi trường. Một số bộ chấp hành thụ động có thể phản ứng trực tiếp với nhiệt hoặc năng lượng tích trong lò xo, không cần lệnh riêng.

Hệ thống điều khiển có nhiều dạng. Nó có thể là phần mềm, ví dụ trình điều khiển máy in hoặc hệ thống điều khiển robot. Nó cũng có thể là một con người hay một tác nhân khác.

• Phần mềm
• Hệ thống cơ khí hoặc điện tử cố định
• Con người
• Bộ chấp hành

Năng lượng đến từ đâu?

Bộ chấp hành hoạt động nhờ một nguồn năng lượng. NIST nêu dòng điện, áp suất chất lỏng thủy lực và áp suất khí nén là các ví dụ thường gặp. Áp suất khí nén là áp suất của không khí bị nén.

Một bài tổng quan trên PubMed Central dùng cách phân loại thành bộ chấp hành chủ động và thụ động: theo cách dùng thuật ngữ của bài đó, loại chủ động cần nguồn điện, còn loại thụ động dựa vào năng lượng tự nhiên hoặc tích trữ, như vật liệu giãn nở vì nhiệt hay lò xo. NIST cũng nêu áp suất chất lỏng thủy lực và áp suất khí nén bên cạnh dòng điện như các nguồn năng lượng thường gặp.

• Dòng điện
• Chất lỏng thủy lực có áp suất
• Khí nén
• Bộ chấp hành
• Lò xo tích năng lượng

Năng lượng biến thành chuyển động thế nào?

Bộ chấp hành biến năng lượng thành chuyển động. Trong một số bộ chấp hành điện, động cơ tạo chuyển động quay, còn các phần tử truyền động truyền hoặc đổi chuyển động đó.

Cũng bài tổng quan đó cho biết bộ chấp hành điện kiểu quay-sang-thẳng gồm động cơ điện và các phần tử truyền động cơ khí. Ví dụ về các phần tử này là cơ cấu vít bi, vít me, thanh răng và bánh răng, dây đai và puli.

Trong ví dụ bộ chấp hành quay-sang-thẳng, bài tổng quan cho biết các phần tử truyền động làm chậm vòng quay của động cơ và tăng mô-men xoắn. Bộ chấp hành sau đó đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng; mô-men xoắn ở phần truyền động không phải là đầu ra chuyển động của cả bộ chấp hành.

• Động cơ điện
• Phần tử truyền động
• Chuyển động thẳng

Bộ chấp hành nằm ở đâu trong IoT?

Bộ chấp hành có thể tạo thay đổi vật lý trong môi trường, chẳng hạn mở hoặc đóng một van hay bật một động cơ. Trong một ví dụ thường gặp, cảm biến phát hiện, hệ thống điều khiển quyết định rồi bộ chấp hành hành động; không phải mọi hệ thống đều có một chuỗi cố định như vậy.

Trong một hệ thống tự động thường gặp, cảm biến phát hiện, hệ thống điều khiển quyết định và bộ chấp hành hành động. IBM cho biết có thể tự động hóa khi cảm biến và bộ chấp hành cùng giải quyết vấn đề mà không cần con người can thiệp.

• Cảm biến
• Hệ thống điều khiển
• Bộ chấp hành dạng van

Ví dụ trong đời sống

Hãy nghĩ tới một món đồ tự chuyển động, như xe đồ chơi hay quạt, và có người lớn ở bên. Hỏi: cái gì ra lệnh cho nó chuyển động, năng lượng đến từ đâu, và bộ phận nào thật sự chuyển động? Những câu hỏi này giúp tìm hiểu ví dụ, chứ không mô tả cấu tạo bắt buộc của mọi bộ chấp hành.

Hiểu lầm thường gặp

Bộ chấp hành là một loại cảm biến. Cảm biến phát hiện thay đổi của môi trường. Bộ chấp hành gây ra thay đổi vật lý trong môi trường.

Mọi bộ chấp hành đều theo cùng một cách phân loại năng lượng. Một bài tổng quan dùng nhóm chủ động cần điện và nhóm thụ động dùng năng lượng tự nhiên hoặc tích trữ; NIST cũng liệt kê năng lượng thủy lực và khí nén.

Chỉ máy tính mới ra lệnh được cho bộ chấp hành. Hệ thống điều khiển cũng có thể là một con người hay một tác nhân khác.

Câu hỏi thường gặp

Bộ chấp hành trong IoT là gì?

Bộ chấp hành là thiết bị có thể gây ra thay đổi vật lý trong môi trường. Trong hệ thống IoT có điều khiển, nó có thể được điều khiển bởi một hệ thống điều khiển; một số bộ chấp hành thụ động phản ứng trực tiếp với nhiệt hoặc năng lượng tích trữ.

Cảm biến và bộ chấp hành khác nhau thế nào?

Cảm biến phát hiện thay đổi của môi trường, còn bộ chấp hành gây ra thay đổi trong đó. IBM cho biết có thể tự động hóa khi cả hai cùng làm việc.

Con người có điều khiển được bộ chấp hành không?

Có. NIST cho biết hệ thống điều khiển có thể là phần mềm, hoặc một con người hay tác nhân khác.

Tóm tắt

• Khi có hệ thống điều khiển, tín hiệu của nó có thể chỉ dẫn bộ chấp hành; NIST mô tả bộ chấp hành là cơ cấu mà qua đó hệ thống điều khiển tác động lên môi trường.
• Bộ chấp hành hoạt động nhờ một nguồn năng lượng, như dòng điện, áp suất chất lỏng thủy lực hoặc áp suất khí nén.
• Bộ chấp hành biến năng lượng thành chuyển động; một số ví dụ dùng động cơ và phần tử truyền động. Trong một luồng IoT thường gặp, cảm biến phát hiện, hệ thống điều khiển quyết định và bộ chấp hành hành động.