Obieg informacji w 

mikrosystemie i jego 

środowisku pracy

Łukasz Gaweł

 

 

Mikrosystem  może być rozpatrywany jako 

system kontrolny. Mikrosensory wykrywają 
zmiany parametrów, które mają być 
kontrolowane; układ elektroniczny na 
podstawie danych z sensorów steruje 
aktuatorami, tak by utrzymać parametry w 
zadanych granicach.

 

 

Mikrosystem można podzielić 

na:

- 

część mikromechaniczną,

- część analogową,
- część cyfrową.

 

 

W mikrosystemie podzespoły 

mikromechaniczne oraz analogowe 

i cyfrowe układy elektroniczne 

współpracują ze sobą, między nimi 

zaś występują sprzężenia 

funkcjonalne i kontrolne.

 

 

Podzespoły mikromechaniczne 

wykonują pracę/ruch; w tej części 

mikrosystemu powstaje pierwszy 

krok przetwarzania, czyli bodziec 

– wielkość fizyczna lub chemiczna, 

która zostaje przetworzona na 

sygnał elektryczny (wielkość 

mierzoną).

 

 

Mechaniczne (ciśnienie, 
przyspieszenie, wibracje)

Elektryczne (napięcie 
elektryczne, prąd)

Optyczne (długość fali, 
intensywność promieniowania)

Chemiczne (skład mieszanin)

Odkształcenia mechaniczne 
(membrany, belki); zmiana 
wielkości elektrycznej 
(rezystancja, pojemność)

Zmiana wielkości elektrycznych

Zmiana właściwości optycznych 
(fotodioda)

Zmiana właściwości 
chemicznych

Bodźce:

Przetwarzanie:

 

 

Układy mikroelektroniczne 

wzmacniają i przetwarzają sygnały 

elektryczne, sterują i kontrolują 

podzespoły mikromechaniczne.

Sygnał pomiędzy sensorem a 

układem analogowym ma postać 

najczęściej napięcia elektrycznego, 

prądu lub częstotliwości.

 

 

Układ analogowy  ma za zadanie wstępną obróbkę sygnału:

wzmocnienie, filtrację szumów. Tak przygotowany sygnał musi być
przekazany do układu cyfrowego.
Pierwszym etapem w tym bloku jest przetwarzanie A/C. Sygnał w 
tej postaci może być przetwarzany w zintegrowanym procesorze 

lub

transmitowany do dalszej obróbki w otoczeniu informatycznym
W jednym i drugim przypadku sygnał może zostać poddany filtracji,
przekształcony przez transformatę Fouriera, możliwe są wstępne
obliczenia i korekcja cyfrowa, zapis do pamięci i transmisja danych.
Transmisja danych może odbywać się przy użyciu takich protokołów 
jak: RS-232, LAN, X-10, EIB i innych.
 

 

 

Układ cyfrowy (procesor zintegrowany lub zewnętrzny) 

steruje dostępnymi elementami ruchomymi, czyli aktuatorami.
Sygnał (rozkaz) o wykonaniu pracy (działania), zostaje 
przetworzony na postać analogową w przetworniku C/A i 
wzmocniony w układach analogowych. Konieczne jest 
zapewnienie odpowiedniego zasilania do wykonywania pracy.
Może to być zasilanie elektryczne, pneumatyczne lub 

hydrauliczne.

Aktuacja następuje przez np.. Otwarcie zaworu lub wzbudzenie 
drgań. Powstałe w wyniku działania (pracy) zmiany są 
rejestrowane przez sensory, przechodzą przez cały układ
przetwarzania i ponownie układ cyfrowy (najczęściej) decyduje
o ich zakończeniu.  
 

 

 

 

 

Reasumując:

„Mikrosystem przypomina swą 

budową żywy organizm. Czujniki są 
odpowiednikami zmysłów, aktuatory 

to organy ruchu, układy
mikroelektroniczne i 

oprogramowanie odpowiadają 
układowi nerwowemu.”

J.Dziuban