Giới thiệu chung về nguyên lý của cảm biến quang

Cảm Biến Quang điện (Photoelectric Sensor, PES)có thể phát hiện nhiều dạng vật thể khác nhau: từ việc phát hiện 1 chai nhựa trên băng chuyền hoặc kiểm tra xem tay robot đã gắp linh kiện ô tô để lắp đặt hay chưa

Nếu không có cảm biến quang thì khó mà có được tự động hóa công nghiệp, giống như làm việc mà không nhìn được vậy.

Chương đầu tiên sẽ mô tả nguyên lý cơ bản của cảm biến quang. Bạn sẽ tìm hiểu về ưu việt của cảm biến quang so với các loại cảm biến khác và cấu trúc cơ bản của cảm biến.

 

Cơ bản về Cảm biến quang

Cảm biến quang có ưu việt gì so với các loại cảm biến khác như cảm biến tiệm cận hay cảm biến tiếp xúc ??? Hãy dành 1 phút suy nghĩ trước khi sang trang tiếp theo nhé !

……….

Cảm biến quang

  • … không tiếp xúc với vật thể cần phát hiện
  • … có thể phát hiện vật từ khoảng cách xa
  • … không bị hao mòn / có tuổi thọ cao
  • … có thời gian đáp ứng nhanh (ví dụ 1 ms)
  • … có thể phát hiện mọi loại vật thể / vật chất

Cảm biến quang là một trong những công nghệ chủ chốt của OMRON và là nhóm sản phẩm phong phú nhất trong các loại thiết bị tự động của Omron.

Cấu trúc thiết kế

Cấu trúc của cảm biến quang khá đơn giản, bao gồm 3 thành phần chính:

1. Bộ Phát sáng

2. Bộ Thu sáng

3. Mạch xử lý tín hiệu ra

 

 

Cấu trúc trong

Bộ phát sáng

Ngày nay cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED (Light Emitting Diode).

Ánh sáng được phát ra theo xung. Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phân biệt được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ các nguồn khác (như ánh nắng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng).

Các loại LED thông dụng nhất là LED đỏ, LED hồng ngoại hoặc LED laze. Một số dòng cảm biến đặc biệt dùng LED trắng hoặc xanh lá. Ngoài ra cũng có LED vàng.

Bộ thu sáng

Thông thường bộ thu sáng là một phototransistor (tranzito quang). Bộ phận này cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện tỉ lệ. Hiện nay nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC ( Application Specific Integrated Circuit). Mạch này tích hợp tất cả bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý và chức năng vào một vi mạch (IC). Tất cả các dòng cảm biến quang Omron ra mắt gần đây (như E3Z, E3T, E3F2) đều sử dụng ASIC.

Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát (như trường hợp của loại thu-phát), hoặc ánh sáng phản xạ lại từ vật bị phát hiện (trường hợp phản xạ khuếch tán). Bạn sẽ tìm hiểu rõ hơn về các chế độ hoạt động này trong chương sau.

Mạch tín hiệu ra

Mạch đầu ra chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranzito quang / ASIC thành tín hiệu On / Off được khuếch đại. Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng được xác định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt.

Mặc dù một số loại cảm biến thế hệ trước tích hợp mạch nguồn và dùng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ le vẫn khá phổ biến, ngày nay các loại cảm biến chủ yếu dùng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN).

Một số cảm biến quang còn có cả tín hiệu tỉ lệ ra phục vụ cho các ứng dụng đo đếm.

Điều chỉnh độ nhạy

Các loại cảm biên quang tiêu chuẩn thường có 2 khả năng chỉnh độ nhạy:

1. Chỉnh ngưỡng

Người sử dụng có thể điều chỉnh mức ngưỡng, là mức ánh sáng đủ để kích hoạt đầu ra. Khi ánh sáng thu được bằng hoặc lớn hơn ngưỡng, sẽ có tín hiệu xuất ra. Trong thực tế, thay đổi ngưỡng sẽ dẫn đến tăng hoặc giảm khoảng cách phát hiện.

Việc chỉnh ngưỡng cũng có thể giúp cảm biến nhạy hơn, phát hiện được vật nhỏ hơn hoặc các vật trong mờ. Cảm biến quang Omron thường có một biến trở vặn vít để điều chỉnh ngưỡng. Một số cảm biến còn có nút đặt ngưỡng (teach) để có ngưỡng thích hợp nhất cho từng ứng dụng cụ thể

2. Công tắc chuyển Light-On/Dark-On

Công tắc L-On/D-On thay đổi tình trạng đầu ra cảm biến. Bạn sẽ hiểu rõ hơn về hoạt động L-On và D-On ở phần sau.

Các loại Đèn báo

Phần lớn cảm biến quang Omron có 2 đèn báo:

1. Đèn xanh – báo mức ổn định

Đèn LED xanh cho biết cảm biến đang ở tình trạng phát hiện ổn định, nghĩa là tín hiệu ON (có) hay OFF (không có) rõ ràng. Đèn này cũng giúp cho việc cài đặt, chỉnh cảm biến dễ dàng.

2. Đèn báo tín hiệu ra vàng cam / đỏ.

Đèn LED vàng cam hay đỏ bật khi có vật thể được phát hiện và có tín hiệu đầu ra.

XEM CHI TIẾT CÁC DÒNG SẢN PHẦM:

  1. Cảm biến quang giá rẻ E3FN
  2. Cảm biến quang E3Z
  3. Cảm biến quang E3JK
  4. Cảm biến quang E3JM
  5. Cảm biến E3X-SD
  6. Cảm biến E3X-DA-S

 

Mục lục:

Bài 1: Giới thiệu về Tự động hóa Nhà máy

Bài 2: Cảm biến quang điện

Bài 3: Cảm biến Tiệm cận

Bài 4: Kiểm soát nhiệt độ

Bài 5: Bộ Nguồn

 Bài 6: Rơle Đa năng

Bài 7: Truyền động điện xoay chiều –( Biến tần)

Bài 8: Cảm biến Sợi Quang

Bài 9: Điều khiển Chuyển động Cơ bản

Bài 10: Khái niệm cơ bản về PLC


Permanent link to this article: https://banbientan.com/nguyen-ly-cua-cam-bien-quang/

0948.956.835
%d bloggers like this: