Оптические датчики: описание и особенности эксплуатации бесконтактных выключателей СЕНСОР

Оптические датчики: описание и особенности эксплуатации бесконтактных выключателей СЕНСОР

Оптический бесконтактный выключатель (ВБО) (оптический датчик) имеет собственный излучатель и приемник оптического излучения. В изделиях ВБО (оптические датчики) марки «СЕНСОР» используют кодированное излучение инфракрасного диапазона. Функциональная схема ВБО приведена ниже.

Функциональная схема оптического датчика ВБО

В данном разделе применяются следующие термины из ГОСТ Р 50030.5.2.

• Излучатель оптического датчика
  Устройство, состоящее из источника оптического излучения, линз и необходимой электрической схемы, создающее оптический луч.
• Приемник оптического датчика
  Устройство, состоящее из чувствительного элемента, линз и необходимой электрической схемы, воспринимающее оптический луч от излучающего устройства.
• Отражатель оптического датчика
  Специальное устройство, применяемое для отражения оптического луча к приемному устройству в оптических выключателях типа R.
• Зона чувствительности (S_d)
  Зона, в пределах которой может быть установлено расстояние срабатывания. Она ограничивается максимальным и минимальным расстоянием срабатывания.
• Минимальное расстояние срабатывания
  Нижний предел зоны чувствительности бесконтактного оптического выключателя.
• Максимальное расстояние срабатывания
  Верхний предел зоны чувствительности бесконтактного оптического выключателя.
• Слепая зона
  Зона от активной поверхности выключателя до минимального расстояния срабатывания. В слепой зоне объект воздействия не обнаруживается.
• Посторонняя подсветка для оптического выключателя
  Свет, поступающий в приемник оптического выключателя не от собственного излучателя.

Определение зоны чувствительности оптического датчика производится при перемещении стандартного объекта воздействия вдоль относительной оси.

Замеры с помощью оптического бесконтактного выключателя ВБО производятся при нормированной посторонней подсветке и без нее.

Передатчик

• Генератор вырабатывает последовательность электрических импульсов на излучатель.
• Излучатель — светодиод, создающий излучение оптического диапазона.
• Индикатор показывает наличие напряжения питания на передатчике.
• Оптическая система формирует диаграмму направленности излучения и при необходимости его поляризацию.
• Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды.
• Корпус обеспечивает монтаж передатчика, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.

Индуктивные датчики

Их применяют для измерения положения и скорости в неблагоприятных условиях эксплуатации оборудования – высокая температура, обилие влаги или наличие посторонних элементов (грязь, жир, пыль). Работают по принципу трансформатора и физического явления, основанного на электрических токах, создающих магнитное поле. Индуктивные датчики обычно генерируют электрический сигнал, который пропорционален смещению (приближению) проводящего или магнитопроницаемого объекта.

Благодаря тому, что связанные схемы обработки сигналов не нужно располагать близко к чувствительным катушкам, индуктивные датчики можно располагать в крайне тяжелых условиях эксплуатации, где другие виды датчиков не смогут нормально функционировать. Поэтому их часто применяют, если есть необходимость обеспечения безопасности или высокой надежности работы, например, военная, аэрокосмическая, железнодорожная и тяжелая промышленность.

Фотоэлектрические бесконтактные датчики

. Выключатели с 2 оптическими осями, простые в использовании (ширина лопатки 25 мм, глубина 35 мм), экономят место и сокращают количество проводов. Особенности Высоко видимые индикаторы (для включения питания и входящего света) .

фотоэлектрический концевой выключатель SPX133

. Бесконтактные датчики — это общие термины бесконтактных датчиков, заменяющие традиционные контактные концевые выключатели, которые могли бы обнаруживать информацию о движении объектов, а затем преобразовываться в электрические сигналы. .

фотоэлектрический концевой выключатель PSM8-T1E-H1V2+PSM8-T1P-A1V2

Диапазон измерений: 1 000 mm

. фотоэлектрический датчик М8 Металлический корпус ствола режим сквозного луча Диапазон чувствительности: 80мм, 150мм, 1000мм, 3000мм опционально Выходные данные: PNP или NPN, светлый или темный на Рабочее напряжение 10-30 В постоянного .

фотоэлектрический бесконтактный датчик PT430470

Диапазон измерений: 20 mm — 350 mm

. Оптические датчики работают бесконтактно. Они обнаруживают объекты независимо от их характеристик (например, формы, цвета, структуры поверхности, материала). Основной принцип работы основан на пропускании и приеме света. Существует три .

фотоэлектрический бесконтактный датчик

Диапазон измерений: 10 cm — 500 cm

. Существует три типа фотоэлектрических датчиков. Прямое отражение (Диффузия), излучатель и приемник расположены вместе и используют свет, отраженный непосредственно от объекта для обнаружения. В версии Reflection with Reflector (отражатель .

фотоэлектрический бесконтактный датчик LES 5

Диапазон измерений: 0 mm — 300 mm

. LES 5 производится компанией SAS Automation и представляет собой светоотражающий датчик деталей с большим расстоянием срабатывания. Он может использоваться со стандартными монтажными зажимами при установке на GGE 14-80 FB. Он также является .

фотоэлектрический бесконтактный датчик LTR-659PS-01

фотоэлектрический бесконтактный датчик SP1

Диапазон измерений: 0 mm — 20 mm
Температура процесса: -25 °C — 70 °C

. датчик PROXIMITY Простота установки, высокоскоростной импульсный генератор, высокоскоростное управление вращением и многое другое. Множество моделей, идеально подходящих для регулирования предельных значений, подсчета и других применений. ● .

Бесконтактный, оптический выключатель освещения со звуковым эффектом на Arduino

Сегодня статья про бесконтактный выключатель со звуковым эффектом, который был сделан мной 9 лет назад, а если быть точным, то в январе 2012 года.

С тех пор выключатель трудится у меня круглыми сутками на протяжении 9 лет. Что самое интересное, за все это время, он не вышел из строя и даже ни разу не подвис, а также у него никогда не было ложных срабатываний. В общем он хорошо себя зарекомендовал и я с уверенностью могу его Вам рекомендовать для самостоятельной сборки.
Если Вам интересны подробности, то прошу под кат.

У меня в коридоре смонтировано 7 светильников.

И для достижения красивого визуального эффекта, я использовал последовательное включение ламп, для этого мне нужно было протянуть к плате контроллера отдельный провод от каждой точки освещения.

Саму плату я спрятал в пространстве между гипсокартоном и потолком, благо места там больше чем достаточно.

ИК приемник и светодиод я разместил в подрозетнике. Во избежание ложных срабатываний их нужно изолировать между собой, для этого я использовал термоусадочный кембрик. Чтобы подключить этот оптический датчик к плате контроллера, я использовать заложенные в стену провода.

Для того чтобы дизайн выключателя не отличался от других установленных декоративных накладок в интерьере, я использовал из этой же серии телевизионную розетку, из которой выкинул все внутренности, а в отверстие вклеил круглое окошко, вырезанное из фиолетового акрила.

Все компоненты были размещены на одной плате, на которой так же установлены винтовые коннекторы для подключения проводов от светильников.

Запитал я эту плату обычным зарядным устройством от телефона.

Основой всего устройства является контроллер Arduino Nano V.3, но можно так же использовать любые другие платы, с микроконтроллером ATmega328.

ИК светодиод с фототранзистором можно взять от датчика препятствий, но не обязательно их выпаивать, достаточно перерезать лишние дорожки и припаять к ним 3 провода. Если у вас уже есть где-то ранее выпаянные детали, то перед использованием, лучше сначала проверить их на работоспособность. Инфракрасный светодиод нужно подключить к напряжению 5 В через токоограничивающий резистор 120 Ом и посмотреть на него через камеру телефона, он должен светиться фиолетовым светом. Для проверки фототранзистора понадобится любой тестер с функцией прозвонки проводников. Переводим тестер в режим прозвонки, а выводы фототранзистора подключаем к щупам тестера. После чего нужно к нему вплотную поднести любой пульт от бытовой техники и нажать любую кнопку. В ответ раздастся прерывистый пищащий звук.

9 лет назад я не нашел подходящих твердотельных реле и мне пришлось их собирать самому из радио-комплектующих. Но на данный момент проще купить 8-канальный модуль твердотельных реле как на изображении, чем заниматься тратой времени на поиск этих компонентов.

Работает выключатель следующим образом

Arduino с выхода D5 постоянно выдает ШИМ сигнал с частотой примерно 977 Гц. К этому выходу через токоограничивающий резистор 82 Ом подключен светодиод, излучающий сигнал в инфракрасном диапазоне. Фототранзистор, подключенный к входу D2 детектирует отраженный от руки ИК сигнал и проверяет его на достоверность. Если сигнал из 20-ти или больше идущих подряд периодов соответствует частоте 977 Гц, то тогда контроллер включает по очереди все 7 светильников и начинает воспроизводить звуковой эффект через ШИМ выход D11. Все то же самое происходит и при выключении.

Воспроизведение звуков

Для воспроизведения звуковых эффектов используется формат WAVE без сжатия, с частотой 16000 Гц и глубиной 8 бит, но при воспроизведении данного формата с использованием ШИМ, в аудио тракте наблюдается неприятный свист и шипение. Поэтому для улучшения качества воспроизведения, я в коде использовал линейную интерполяцию. При которой, выборка семплов происходит на частоте 62.5 кГц и между оригинальными выборками вставляются еще 3 дополнительных семпла, рассчитанных методом линейной интерполяции. Таким образом на выходе снижается шум квантования, пропадает свист, улучшается качество звука и для воспроизведения не обязательно использовать дополнительные RC фильтры.

Вместо динамика я использовал старую, маленькую компьютерную колонку без встроенного усилителя.

Для конвертирования Wave файлов в Си код, можно воспользоваться онлайн конвертером.

Схема

На схеме серыми прямоугольниками отметил твердотельные реле, а тем кто хочет заморочиться, то может собрать схему полностью, так же как сделал я в далеком прошлом.

Компоненты для сборки

1 — Arduino Nano V.3
2 — Датчик препятствий
3 — 8-канальный модуль реле
4 — Резисторы 82 Ом и 1 кОм
5 — Динамик 0,5-3 Вт
6 — Любой N-P-N транзистор с допустимым током не менее 500 мА

Код для Arduino

Скачать все файлы одним архивом
В этот раз я решил добавить все используемые библиотеки в папку со скетчем, а в самом скетче прописал их локальное использование. Теперь надеюсь у новичков будет меньше ко мне вопросов по поводу ошибок, возникающих у них при компилировании.

В коде вынесены несколько констант, которые можно изменить перед прошивкой.

Константа power_ir — отвечает за дистанцию срабатывания выключателя, может принимать значения от минимума 20 и до максимума 200. Требуемое Вам значение можно определить экспериментальным путем.

lamp_num — определяет количество используемых Вами ламп. Минимальное число лампочек не может быть меньше 1, а максимальное не более 7. Если подправить код, то можно увеличить до 15.
lamp_delay — это задержка между последовательными включениями ламп, которая выражена в миллисекундах и может начинаться от 0 и до 4 294 967 295 мс. Хотя я не думаю, что такие огромные задержки кому то понадобятся.

Видео

Для просмотра видеоролика кликните по изображению.

Заключение

В заключении хотелось бы добавить, что я очень удивлен, что микроконтроллер без WDT за 9 лет ни разу не подвис. По этой же причине я не стал править код и добавлять в него WDT, так как Arduino со старыми bootloader не умеют работать с ним.

Особенности выбора

Необходимость в приобретении выключателей возникает, когда требуется замена вышедшего из строя аналогичного устройства, а также при разработке или модернизации оборудования. Таблица замены позволяет легко подобрать устройство взамен сломанного и получить рекомендации специалистов.

Менеджеры нашей компании готовы прийти на помощь любому покупателю, чтобы выбрать и заказать выключатели из каталога по требуемым характеристикам. Выбор датчика должен основываться на следующих параметрах:

• условия эксплуатации и особенности конструкции оборудования;
• характеристики объекта, влияющего на чувствительный элемент устройства;
• запрашиваемые характеристики коммутационного элемента.

Выключатели бесконтактные ультразвуковые

Благодаря использованию ультразвука бесконтактные выключатели этого типа способны распознавать объекты любой структуры — жидкости, порошкообразные материалы, прозрачные объекты из стекла и пластика.
Ультразвуковые бесконтактные выключатели выполняют свои функции в условиях запыленности, задымленности, тумана. Оне не чувствительны к постороннему свету и звуку.
Наибольший эффект достигается при:

• определении уровня и высоты заполнения резервуаров;
• измерения расстояний;
• определении диаметра рулонов;
• контроле провиса, разрыва;
• использовании ультразвуковых барьеров для распознавания прозрачных объектов (стекло, пластиковые бутылки)

Ультразвуковые бесконтактные выключатели. Примеры применения.

Если Вас заинтересовала предлагаемая нами продукция (услуга) — Вы можете получить дополнительную информацию (цена, комплектация, срок поставки и т.п.), а также заказать выбранный товар, отправив нам запрос. После получения запроса, наш менеджер сможет связаться с Вами и ответить на вопросы или согласовать условия заказа.