Senzorji za bližino in nadzor. Senzor prehoda infrardečega žarka (LM567) Infrardeči senzor za prečkanje žarka 2 kHz

Infrardeči senzorji se pogosto uporabljajo v številnih varnostnih napravah, v avtomatizaciji, njihove prednosti pred optičnimi, ki reagirajo na vidno svetlobo in kapacitivnimi, so očitne.

Infrardeči žarki so nevidni, nikogar in nič ne motijo, v primeru varnostnega sistema pa zagotavljajo potrebno tajnost za postavitev senzorja. Pomemben dejavnik je visoka stabilnost, skoraj neodvisna od stanja okolja (IR sevanje dobro prehaja skozi vodo). Podobne sheme IR senzorjev so bile že večkrat objavljene na spletnem mestu, ta shema je preprosta in ne velik znesek podrobnosti.

Slika prikazuje diagram IR senzorja, ki lahko deluje na odboj ali prečkanje žarka. Zaradi uporabe sevalne modulacije in frekvenčne izbire prejetega sevanja je senzor dobro zaščiten pred motnjami infrardečega sevanja različnih termičnih naprav in konzol. daljinec opremo.

Senzorsko vezje

Vezje temelji na čipu dekodirnika tonov LM567 (L.1). Ima multivibrator, katerega frekvenca je odvisna od RC vezja na nožicah 5 in 6, in selektivni PLL ojačevalnik (v katerem ta multivibrator deluje).

riž. 1. Shematski diagram infrardečega senzorja za navzkrižno setev.

Če se frekvenca iz izhoda multivibratorja uporabi za IR LED in je fototranzistor vklopljen na vhodu mikrovezja, se bo mikrovezje odzvalo (z logično ničlo na izhodu) izključno na svetlobo te LED .

Ključ na tranzistorjih VT1 in VT2 ojača moč impulzov, ki prihajajo iz nožice 5 A1, tako da je svetlost IR LED HL1 zadostna za sprejem sevanja fototranzistorja FT1 z razdalje nekaj metrov. Občutljivost fototranzistorja nastavi obrezovalni upor R1, tako da se doseže zahtevani razpon.

Takoj ko je ovira, ki se nahaja pred senzorjem te plošče (senzor sestoji iz fototranzistorja FT1 in IR LED HL1) na zadostni razdalji, se IR svetloba, ki jo oddaja IR LED HL1, odbije od nje in zadene v fotoobčutljiva površina fototranzistorja FT 1. To vodi do dejstva, da se na zatiču 8 čipa A1 pojavi logična ničla. Odpiralni tok se dovaja na bazo tranzistorja VTZ skozi upor R7.

Tranzistor VТЗ odpre in odpre tranzistor VT4, v kolektorskem vezju katerega je vklopljeno navitje releja K1. Navitje tega releja je zasnovano za napetost 5V. Dioda VD1 ščiti tranzistor pred poškodbami zaradi EMF emisij samoindukcije navitja releja.

Deli in vezje

Če se ovira odmakne na razdaljo, ki je večja od meje občutljivosti, se rele izklopi. Fototranzistor je bil vzet iz okvarjenega mehanizma Računalniška miška. Ima zadostno občutljivost. Lahko se nadomesti s katerim koli drugim fototranzistorjem.

Vendar je nemogoče uporabljati integrirane fotodetektorje iz sistemov za daljinsko upravljanje, saj so nastavljeni na določeno frekvenco in imajo vgrajen logični oblikovalnik impulzov.

riž. 2. PCB za vezje senzorja.

IR LED - katera koli infrardeča LED, ki se uporablja v daljinskih upravljalnikih. Slika prikazuje ožičenje tiskano vezje za odsevni senzor.

IR LED na plošči se nahaja na strani tiskanih vodnikov, plošča pa služi kot neprozorna pregrada, ki izključuje neposredno svetlobo iz nje na fototranzistor. Da bi zagotovili motnost plošče, je na tem mestu veliko nerezljano območje folije.

To območje je zaželeno pobarvati s črnim markerjem, tako da je črno. Za delo na presečišču žarka je IR LED nameščena daleč izven plošče in nameščena nasproti, usmerjena proti fototranzistorju.

Praktična uporaba senzorja, - varnostnih sistemov, gospodinjskih in industrijskih naprav za avtomatizacijo, pa tudi kot senzor požarnega dima. V tem primeru, ko se pojavi dim, postane okolje okoli senzorja zaradi dimnih delcev rahlo prozorno in optična povezava je prekinjena.

Naumov A. I. RK-2017-01.

Literatura:

1. Imenik. - Tonski dekoder LM567. RK-06-2006.
2. Naumov A.I. - Infrardeči senzor. RK-09-2006.

Za zaščito oboda, pa tudi vrat, oken in nezaščitenih prehodov se pogosto uporabljajo aktivni infrardeči detektorji, ki delujejo na presečišču žarka. Detektor je sestavljen iz dveh glavnih komponent: oddajnika in sprejemnika, ki morata biti v območju neposredne medsebojne vidljivosti. Senzor ustvari alarm, ko vsiljivec prekine žarek, ki vstopa v sprejemno napravo. Skoraj vsi varnostni detektorji IR žarkov združujejo več žarkov v enem ohišju v sinhroni sistem. Lahko sta dva, štirje ali več žarkov. To se naredi za povečanje višine pregrade žarka, pa tudi za izboljšanje zanesljivosti delovanja, saj so lažni pozitivni rezultati ena glavnih težav pri uporabi takšnih senzorjev. Sistem z več žarki pomaga rešiti problem lažnih alarmov, ko v območje žarka vstopijo relativno majhni tuji predmeti, kot so ptice, padajoče listje itd. Druga velika težava IR varnostnih senzorjev so lažni alarmi v neugodnih atmosferskih razmerah (dež, sneženje, megla), ki zmanjšujejo preglednost medija. Zanesljivost v takih primerih je zagotovljena z večkratnim preseganjem energije žarka nad minimalno mejno vrednostjo, ki je potrebna za delovanje senzorja. Vir motenj je lahko tudi neposredna izpostavljenost sprejemnika sončni svetlobi. Najpogosteje se to zgodi ob sončnem zahodu ali zori, ko je sonce nizko na obzorju. Po ruskih standardih mora senzor delovati pri naravni svetlobi najmanj 10.000 luksov in najmanj 500 luksov pri električnih svetlobnih napravah. Večina sodobnih detektorjev žarka ima posebna sredstva za filtriranje sevanja ozadja in se na splošno spopada z osvetlitvijo. Vendar pa je za zagotovitev visoke odpornosti proti hrupu pred osvetlitvijo ozadja zelo pomembno, da senzor pri nastavitvi pravilno poravnate. Kar zadeva našo nalogo, je uporaba varnostnih detektorjev IR žarka lahko težavna zaradi konstrukcijskih značilnosti namestitve v objektu. Oddajnik in sprejemnik morata biti nameščena na steno znotraj prehoda. V skladu s tem bo oprema delovala v pogojih stalne visoke vlažnosti. Poleg tega ni izključen fizični stik plovila v ključavnici s stenami. Jasno je, da bo senzor preprosto zdrobljen. Pri iskanju primernega dizajna smo pozornost usmerili na podobne naprave, ki se uporabljajo v industrijski avtomatizaciji.

Brezkontaktni senzorji položaja predmeta. Svet avtomatizacije je veliko bogatejši in raznolikejši od varnostnih sistemov, če jih primerjamo po naboru različnih senzorjev in aktuatorjev. Naša izbira je padla na optične senzorje položaja. Zasnovani so za brezkontaktno ugotavljanje prisotnosti/odsotnosti predmeta v nadzorovanem prostoru.
Uporabljajo se za avtomatizacijo vseh industrijskih procesov, v robotiki, krmilnih sistemih, obdelavi in ​​montaži. Fotoelektrični senzor se lahko uporablja za zaznavanje predmetov na razdaljah od nekaj milimetrov do nekaj deset ali celo sto metrov. Registracija kakršnih koli predmetov in dolg razpon delovanja razlikujejo foto senzor od drugih vrst podobne naprave: na primer induktivna, kapacitivna ali ultrazvočna. Optični senzor je sestavljen iz vira (oddajnika) in sprejemnika optičnega sevanja, ki sta lahko nameščena v istem ohišju (monoblok senzorji) ali v različnih ohišjih (dvoblok senzorji). Vir senzorja ustvarja optično sevanje v določenem prostoru, sprejemnik reagira na svetlobni tok, ki se odbije od predmeta ali na njegovo prekinitev.

!
V tem članku vam bo avtor kanala "Naredite svojo kreacijo" pokazal, kako narediti aktivni infrardeči senzor, ki reagira na presečišče pogojne črte. Na primer, ko greste skozi vrata ali na kratki razdalji od njih.

Ta senzor bo koristen na primer za lastnike trgovin, saj vam bo omogočil, da boste pravočasno slišali o prečkanju določenega območja s strani kupca. Je brezžična in avtonomna. Lahko se namesti na katero koli želeno lokacijo. Prav tako ne zahteva namestitve ogledal, kot so laserski sistemi. Načelo delovanja je, da krmilnik oddaja in sprejema odbit signal od objekta. Za to ima na plošči nameščeno oddajno infrardečo LED in sprejemno fotodiodo.

Domet žarka je nastavljiv.
Po branju tega članka bo skoraj vsak mojster, ki zna vsaj malo uporabljati spajkalnik, lahko ponovil to napravo.

Število potrebnih delov je minimalno.

Od orodij in potrošnega materiala boste potrebovali:
1. Spajkalnik in spajkalnik.
2. Stranski rezalniki.
3. Phillips izvijač, majhen samorezni vijak.
4. Dvostranski trak.
5. Majhen kos penaste plastike.

Torej postopek gradnje.
Skrajša nogo upora, ga spajka na OUT (izhodni) zatič na plošči in odreže presežek.

Senzorji bližine so razdeljeni po vrsti dela:
— indukcija RSTI senzorji
— kapacitivni PCTE senzorji
— magnetno RSTM senzorji
— laser senzorji za prehod žarka RSTL
to je analog dragih senzorjev XUB LAPCN M12R in drugih iz Telemecanique
— optični Senzorji za odboj žarka RSTO (odlično priporočljivi namesto indukcijskih in kapacitivnih)

Ponujamo indukcijske senzorje bližine, magnetne senzorje bližine, kapacitivne senzorje bližine. Izdelujemo tudi laserske in optične senzorje. Vsi senzorji se uporabljajo za delovanje industrijske opreme. Izdelujemo več tipov senzorjev, ki pokrivajo 95 % vseh potreb podjetij.

Še posebej je treba omeniti, da so najboljša zamenjava za senzorje XUBLAPCNM12R naši laserski senzorji RSTL. Delujejo veliko bolj zanesljivo tako glede električnih lastnosti kot mehanskih parametrov; naši senzorji so kovinski.

Strokovnjaki, ki poznajo obseg senzorjev opreme, morajo izbrati senzor glede na svoje parametre:
— tip senzorja (induktivni, magnetni, kapacitivni, laserski, optični)
- PNP ali NPN izhodni kanal in izhodni status: zaprt ali odprt
- premer in zasnova senzorja (navojni ali ploski)

Naj podrobneje predstavimo vse vrste proizvedenih senzorjev:

Indukcijski senzorji RSTI, ki jih sproži približevanje kovine:
Cena = 1416 rubljev z DDV
Vhodna napetost: 10-30V
Zaščita pred obrnjeno polarnostjo

Področje uporabe: transporterji, strojna orodja, transporterji, stroji za peskanje, tračne žage, prekucni in potisni mehanizmi, podajalniki, nadzor razpoložljivosti delov

Kapacitivni senzorji, ki jih sproži približevanje katerega koli predmeta:
Vhodna napetost: 10-30V
Zaščita pred obrnjeno polarnostjo
Izvedba: z navojem v kovinskem ohišju, premeri 8 mm, 12 mm, 18 mm
Področje uporabe: transporterji, orodni stroji, transporterji, peskalni stroji, tračne žage, nagibni mehanizmi,
mehanizmi napajalnih enot, nadzor prisotnosti delov

RSTM magnetni senzorji, ki jih sproži približevanje magneta:
Vhodna napetost: 10-30V
Zaščita pred obrnjeno polarnostjo
Različica: žlebljena ali zgornja montaža
Področje uporabe: pnevmatski cilindri, pnevmatska oprema, hidravlični cilindri z mehanizacijskimi enotami, palica z magnetnim obročem
Senzor je popolnoma zaprt. Ima vgrajeno statusno LED.

RSTL laserski senzorji, ki jih sproži prečkanje žarka: Cena = 5.310 rubljev z DDV

Parametri senzorja:
– premer 12 mm ali 18 mm v kovinskem ohišju
- napajalna napetost 10 ... 30V
- poraba toka 50mA ... 100mA
– razpon žarka od 5 do 20 metrov
— Kot sprejema žarka s sprejemnikom = 20 stopinj od osi. (prevzame žarek pod kotom)
- Izhodni tok = 150mA
- Zaščita pred obrnjeno polarnostjo

Oddajnik je napajan. tiste. 2 žici.
Napajalna napetost se dovaja na sprejemnik in vzame se izhodni signal. tiste. 3 žice.
Področje uporabe laserskih senzorjev: transporterji, trosilniki, mobilni mehanizmi, rotacijski mehanizmi, omejevalniki gibanja mehanizmov, nadzor prisotnosti delov.
Prihaja z oddajnikom in sprejemnikom.
Senzor se sproži s presečiščem žarka med oddajnikom in sprejemnikom.
Senzor ima vgrajen LED indikator stanja.
Poleg tega se senzor M18 lahko vklopi tako v načinu PNP kot v NPN, t.j. uporabljajo v vseh vrstah krmilnikov in opreme.

Optični senzorji RSTO, ki jih sproži odboj svetlobe s površine:
Cena = 4.484 rubljev z DDV
Vhodna napetost: 10-30V
Zaščita pred obrnjeno polarnostjo
Izvedba: Navojna v kovinskem ohišju s premerom M18

Uporablja se v primeru, ko je treba nadzorovati presečišče pogojne črte s predmetom ali približevanje predmeta senzorju bližje od nastavljenega.
Področje uporabe: Nadzor položaja predmetov, nadzor mehanizmov, nadzor prisotnosti delov

Optični senzor se sproži z odbojom žarka od površine dela, predmeta.
Eden najbolj praktičnih in priročnih senzorjev, ker. sam senzor je mogoče skriti pred izpostavljenostjo
mehanizme, ki bi lahko poškodovali ohišje senzorja.
Obseg delovanja je nastavljiv glede na vrsto površine:
Odsevni, srebrni, ogledalo: od 10cm do 100cm
Siva mat, črna mat: od 3 cm do 50 cm
Ohišje senzorja ima vgrajen regulator razdalje zaznavanja in statusno LED.
Poleg tega se senzor lahko vklopi tako v načinu PNP kot v NPN, t.j. uporabljajo v vseh vrstah krmilnikov in opreme.

Priporočamo uporabo optičnih senzorjev namesto induktivnih in kapacitivnih in vaš sistem bo postal bolj stabilen.
Razlog je naslednji: pri induktivnih in kapacitivnih senzorjih je pomembna razdalja do predmeta, in ker zaradi
mobilno mehanizacijo in zračnostjo v opremi, včasih je težko zagotoviti stabilno gibanje 2-5 mm, potem so časi, ko senzor ne deluje zaradi nedostopne razdalje do predmeta ali zastave.
Optični senzor se ne boji zračnosti in tresljajev mehanizmov, deluje za kakršen koli nastavljen odmik.

Izhodne žice imajo različne barve, zato se je zelo težko zmotiti:
Modra (modra) - minus moč
Rdeča (rjava) - Plus
Črna (črna) - Izhod
Bela (Bela) - Način PNP - NPN

Priključni diagrami senzorja, odvisno od vrste PNP ali NPN:

Senzorji se uporabljajo v industriji za nadzor predmetov in mehanizmov.
Signali iz senzorjev se pošljejo krmilnikom, ki te podatke obdelujejo in delajo v skladu s signalom senzorja.
Kakovost in nemoteno delovanje opreme je za 90 % odvisno od kakovosti senzorjev.
Vsi električarji in elektroinženirji vedo za to.

Včasih lahko nestabilno delovanje senzorja povzroči okvaro mehanizma opreme, kar pa vodi do okvare elektromotorjev, ki krmilijo mehanizme, ali poškodbe pnevmatskega ali hidravličnega sistema. Poleg tega je treba upoštevati, da lahko trpijo tudi sami izdelki, obdelani na opremi. tiste. prav senzorji so v 80 % primerov krivi za okvaro opreme. In tam, kjer pride do okvare, se samodejno začnejo izpadi opreme in včasih njena draga popravila.

POMEMBNO da senzorje izbere izkušeno, odgovorno osebje. V nasprotnem primeru lahko zaradi napačno izbranega senzorja tudi oprema ne deluje in se pokvari. Tukaj je preprost primer okvare tekočega traku:
električar je izbral indukcijski senzor za nadzor premikanja vozička, ki naj bi ga sprožila prisotnost kovinske zastave. Nameščeno. En mesec je delovalo dobro. V procesu servisiranja mehanizmov je nekdo iz malomarnosti nataknil rokavico na zastavo gibanja, posledično, ko se je transporter pripeljal do omejevalne pregrade, senzor ni prepoznal prisotnosti kovine. razdalja do kovine je bila približno 20 mm. V skladu s tem senzor ni dal signala, da se je kočija približala začetnemu položaju.
Posledično napetost iz motorja vozička ni bila odstranjena in mehanizem je naslonjen na kovinsko predelno steno. Motor je stal na "stopu" približno 5 minut in se začel kaditi. Skupaj imamo:
1. Pregorel motor
2. Izpadi opreme
3. Izguba časa in denarja za povrnitev opreme v delovno stanje

Zaključek je, da je bilo v tem primeru treba uporabiti eno od naslednjih možnosti:
- ali preprosto mehansko končno stikalo
- ali kapacitivni senzor
- ali senzor za prečkanje laserskega žarka

Pomembno je, da izberete pravi tip senzorja, če želite doseči nemoteno delovanje opreme.