10
6 月
感測器全解析：2025 年技術分類、實務應用與未來趨勢總整理
感測器（Sensor）是一種能即時偵測物理或化學變化並轉換成電訊號的元件，讓電子裝置得以「感知」周遭環境。就像人類的五官，感測器負責收集光線、溫度、聲音、氣體等資訊，並作為機器控制、資料記錄與自動化反應的基礎。在 AI、IoT 與邊緣運算快速成長的今天，感測器已成為萬物聯網的關鍵入口。
感測器的主要功能
- 物理量轉換：將光、熱、壓力等轉換為可供處理的電訊號
- 資料偵測與即時回應：提供系統即時環境感知與判斷依據
- 作為自動化或安全控制的觸發機制：例：氣體洩漏警報、無人機自動避障
感測器的分類方式
依感知對象分類
- 溫度感測器（如 DS18B20、NTC、熱電偶）
- 濕度感測器（如 DHT22、SHT40）
- 氣體與空氣品質感測器（如 MQ-2、SCD41、PM2.5 模組）
- 光照感測器（如 BH1750、TSL2561）
- 壓力感測器（如 BMP280、MPX5010）
- 距離與位置感測器（如超音波 HC-SR04、ToF VL53L0X、VL53L5CX）
依技術原理分類
- 光電感測器（反射式紅外線、遮斷式）
- 超音波感測器（空氣中距離偵測）
- 霍爾效應感測器（磁場偵測）
- 電容式 / 電阻式觸控感測器
- 熱電感測器（例如熱電偶、PT100）
依應用功能分類（含新興技術）
- 影像感測器（如 ESP32-CAM、AI Vision 模組）
- 聲音與語音感測器（KY-038、VAD 模組、麥克風陣列）
- 手勢與近接感測器（如 APDS-9960、PAJ7620）
- 毫米波雷達感測器（24GHz / 60GHz 人體偵測與動作追蹤）
- 姿態與運動感測器（如 MPU6050、九軸 IMU、加速度/陀螺儀）
- 生理訊號感測器（心率、血氧、肌電、EEG）
感測器的真實應用場景
- 工廠現場：透過壓力與磁場感測器監測設備健康，配合自動控制系統防止異常
- 農業科技：利用濕度、光照與 CO₂ 感測器進行智慧溫室監控與自動灌溉
- 智慧學校與教室：以空氣品質、距離與人感模組建立即時環境感知儀表板
- 醫療與日常健康照護：整合心率、血氧與語音辨識模組，打造居家健康監控系統
- 零售與公共空間：透過語音、手勢、距離模組改善人機互動介面，提升智慧化程度
- 機器人與無人車輛：結合 IMU、ToF、攝影模組與超音波實現避障、導航與地圖建構
感測器技術新趨勢：2025 年觀察
- 複合式模組整合：單一模組同時具備多感測功能，如 SCD41 集合 CO₂、溫度與濕度
- AI 邊緣運算能力上升：如 ESP32-S3 結合語音或圖像模型，可在地端進行初步辨識
- 毫米波普及率提升：相較紅外線，毫米波具非接觸、高靈敏、抗干擾特性，應用擴展迅速
- 介面模組化與即插即用：Grove、Qwiic 等介面簡化開發流程，加速感測器整合速度
- 電池續航與低功耗設計：LoRa、BLE 感測節點逐漸普及，支援月級以上續航時間
