W naszym codziennym życiu przyzwyczailiśmy się wdrażać różne rodzaje obwodów czujników przy użyciu różnych typów czujników, np Czujnik podczerwieni , czujnik temperatury, czujnik ciśnienia, czujnik PIR i tak dalej. Często obserwujemy automatyczny system otwierania drzwi oparty na obwodzie czujnika PIR, automatyczny system oświetlenia ulicznego oparty na obwodzie czujnika LDR, obwód czujnika piezoelektrycznego system wytwarzania energii , System sygnalizacji ruchu oparty na obwodzie czujnika podczerwieni, system wykrywania przeszkód oparty na obwodzie czujnika ultradźwiękowego i tak dalej.
W tym artykule omówimy prosty obwód czujnika zbliżeniowego i jego działanie. Ale zanim szczegółowo omówimy czujniki zbliżeniowe, przede wszystkim musimy wiedzieć, co właściwie oznacza czujnik zbliżeniowy?
Czujnik zbliżeniowy
Czujnik, który może być używany do wykrywania obecności otaczających go obiektów bez fizycznego kontaktu, nazywany jest czujnikiem zbliżeniowym. Można to zrobić za pomocą pole elektromagnetyczne lub wiązka promieniowania elektromagnetycznego, w której pole lub sygnał zwrotny zmienia się w przypadku obecności jakiegokolwiek obiektu w jego otoczeniu. Ten obiekt wykrywany przez czujnik zbliżeniowy jest określany jako cel.
Czujnik zbliżeniowy
Tak więc, jeśli mówimy o różnych typach celów, takich jak tarcza plastikowa, tarcza metalowa i tak dalej, potrzebne są różne typy czujników zbliżeniowych, takich jak pojemnościowy czujnik zbliżeniowy lub fotoelektryczny czujnik zbliżeniowy, indukcyjny czujnik zbliżeniowy, magnetyczny czujnik zbliżeniowy i tak dalej. Zakres, w którym czujnik zbliżeniowy jest w stanie wykryć obiekt, określa się jako zakres nominalny. W przeciwieństwie do innych czujników, czujniki zbliżeniowe mogą trwać przez długi czas i mieć bardzo wysoką niezawodność, ponieważ nie ma żadnych części mechanicznych ani fizycznego kontaktu między czujnikiem a wykrywanym obiektem.
Schemat obwodu czujnika zbliżeniowego
Schemat blokowy obwodu czujnika zbliżeniowego
Omówmy najczęściej stosowany w wielu zastosowaniach indukcyjny obwód czujnika zbliżeniowego. Schemat obwodu czujnika zbliżeniowego pokazano na powyższym rysunku, który składa się z różnych bloków, takich jak blok oscylatora, elektryczna cewka indukcyjna , zasilacz, regulator napięcia itp.
Zasada działania czujnika zbliżeniowego
Indukcyjny obwód czujnika zbliżeniowego służy do wykrywania obiektów metalowych, a obwód nie wykrywa żadnych obiektów innych niż metale. Powyższy schemat obwodu czujnika zbliżeniowego przedstawia pole wytwarzane przez cewkę, które jest generowane przez zapewnienie zasilacz . Ilekroć to pole zostanie zakłócone przez wykrycie dowolnego metalowego obiektu (gdy metalowy przedmiot wejdzie w to pole), wówczas zostanie wygenerowany prąd wirowy, który krąży w celu.
Schemat obwodu czujnika zbliżeniowego po wykryciu celu
Z tego powodu na czujnik będzie działało obciążenie, które zmniejsza amplitudę pola elektromagnetycznego. Jeśli metalowy obiekt (nazywany celem, jak omówiliśmy wcześniej w tym artykule) zostanie przesunięty w kierunku czujnik zbliżeniowy , wówczas prąd wirowy odpowiednio wzrośnie. W ten sposób obciążenie oscylatora wzrośnie, co zmniejszy amplitudę pola.
Blokada spustu w pobliżu obwód czujnika służy do monitorowania amplitudy oscylatora i na określonych poziomach (z góry określonych poziomach) obwód wyzwalający włącza lub wyłącza czujnik (który jest w normalnym stanie). Jeśli metalowy przedmiot lub cel zostanie odsunięty od czujnika zbliżeniowego, amplituda oscylatora wzrośnie.
Kształt fali oscylatora czujnika zbliżeniowego
Przebieg dla indukcyjnego czujnika zbliżeniowego oscylatora w obecności celu i przy braku celu można przedstawić, jak pokazano na powyższym rysunku.
Napięcia robocze obwodu czujnika zbliżeniowego
Obecnie indukcyjne czujniki zbliżeniowe są dostępne z różnymi napięciami roboczymi. Te indukcyjne czujniki zbliżeniowe są dostępne w trybach AC, DC i AC / DC (tryby uniwersalne). Zakres działania obwodów czujników zbliżeniowych wynosi od 10 V do 320 V DC i od 20 V do 265 V AC.
Okablowanie obwodu czujnika zbliżeniowego
Okablowanie obwodu czujnika zbliżeniowego wykonuje się w sposób pokazany na poniższym rysunku. W zależności od stan tranzystora w oparciu o brak celu, wyjścia czujników zbliżeniowych są traktowane jako NC (normalnie zamknięte) lub NO (normalnie otwarte).
Okablowanie obwodu czujnika zbliżeniowego
Jeśli wyjście PNP jest niskie lub wyłączone, gdy cel jest nieobecny, możemy uznać urządzenie za normalnie otwarte. Podobnie, jeśli wyjście PNP jest wysokie lub włączone, gdy cel jest nieobecny, możemy uznać urządzenie za normalnie zamknięte.
Obwód czujnika zbliżeniowego - docelowy rozmiar
Za standardowy cel można uznać płaską i gładką powierzchnię o grubości 1 mm, wykonaną ze stali miękkiej. Istnieją różne gatunki stali, w których dostępna jest stal, a stal miękka składa się z kompozycji węgla i żelaza (o wyższej zawartości). Standardowy cel z ekranowanymi czujnikami będzie miał boki równe średnicy czoła czujnika. Boki celu z nieekranowanymi czujnikami są równe większemu z nich, tj. Średnicy czoła czujnikowego lub trzykrotności znamionowego zakresu działania.
Obwód czujnika zbliżeniowego - docelowy rozmiar
Mimo że rozmiar celu jest większy niż standardowy cel, nie będzie zmiany zasięgu wykrywania. Jeśli jednak rozmiar celu stanie się mniejszy niż cel standardowy lub nieregularny, odległość wykrywania zmniejszy się. Zatem możemy powiedzieć, że tak mały jak rozmiar celu, cel musi zostać przesunięty bliżej wykrywającej twarzy, aby został wykryty.
Zastosowania obwodów czujnika zbliżeniowego
Obwód czujnika zbliżeniowego może być używany do różnych zastosowań, kilka zastosowań obwodu czujnika zbliżeniowego opisano poniżej:
Prosty obwód wykrywacza metali
Prosty wykrywacz metali można zaprojektować za pomocą czujnika zbliżeniowego, brzęczyka i obwodu LC (cewka połączona równolegle z kondensatorem), które są połączone zgodnie z powyższym schematem obwodu. Ten obwód sprawi, że dioda LED będzie świecić i brzęczyk będzie wydawał dźwięk, gdy wykryje metalowe przedmioty lub cele.
Czujnik zbliżeniowy w telefonach komórkowych
Ten obwód czujnika zbliżeniowego jest często używany w telefony komórkowe (smartfony lub telefony z ekranem dotykowym), z których korzystamy na co dzień. Jeśli czujnik zbliży się do ucha lub padnie cień lub zostanie dotknięty, wówczas podświetlenie wyświetlacza telefonu komórkowego zostanie wyłączone, tak aby uniknąć dotykania ekranu telefonu komórkowego (unikanie kontaktu ekranu z twarzą lub palcami) podczas połączeń ( na podstawie wymagań). Przełączniki czułe na dotyk można zaimplementować za pomocą obwodów czujników zbliżeniowych, a obwód czujnika zbliżeniowego można wykorzystać do projektowania projektów robotów z wykrywaczami metali.
Chcesz zaprojektować w oparciu o czujnik projekty elektroniczne swoimi innowacyjnymi pomysłami? Następnie zamieść swoje pomysły na pomoc techniczną w samodzielnym projektowaniu projektów.
