Articles

Browse Articles » Technology » Cảm biến quang điện là gì

Cảm biến quang điện là gì

by Huyền My Engineer

Cảm biến quang điện là gì

Cảm biến quang điện tiếng Anh gọi là Photoelectric Sensor là một thiết bị phát ra tia sáng để kiểm tra cảm ứng sự tồn tại của một vật thể sau đó chuyển hóa thành các dòng tín hiệu PNP hoặc NPN để phản hồi thông tin điều khiển các thiết bị khác

ứng dụng của cảm biến quang — Cảm biến quang kiểm soát lỗi nhãn mác, nắp chai, thời hạn sử dụng trên các chai nước ngọt

Ví dụ:

Trong một dây chuyền sản xuất sữa tự động, hộp sữa nước hoặc các chai nước ngọt sau khi thành phẩm sẽ chạy theo dây chuyền ra bên ngoài. Cách gần đầu ra khoảng 1-2 mét sẽ gắn 1 chiếc cảm biến quang ngay đó nhằm mục đích phát hiện sữa trong hộp

Nếu trường hợp sữa trong hộp không có hoặc không đủ trong lượng như dự toán ban đầu thì lập tức thiết bị cảm biến sẽ báo alarm; và loại bỏ hộp sữa đó ra khỏi dây chuyền bằng cách điều khiển một thiết bị khác thông qua tiếp điểm PNP hoặc NPN / No hoặc NC

Ưu điểm của cảm biến quang

Một trong những ưu điểm nổi trội của dòng thiết bị sensor quang đó chính là ko cần tiếp xúc vật nhưng vẫn đảm bảo kiểm soát vật từ xa với độ chính xác cao

Thiết kế sensor nhỏ gọn dễ lắp đặt trong các môi trường chật hẹp

Phát hiện đa dạng vật thể với độ nhạy rất nhanh. Đồng thời; ta có thể hiệu chỉnh calip độ nhạy tùy ý trên cảm biến đẻ đáp ứng nhu cầu truyền tải tín hiệu điều khiển thiết bị

Ứng dụng cảm biến quang

Cảm biến quang dùng trong sản xuất máy móc

Đối với các dây chuyền sản xuất máy móc như máy bay, ô tô, thiết bị dùng trong quân đội…. Cảm biến quang đóng vai trò giám sát con robot lắp ráp link kiện cho máy móc thiết bị.

Trường hợp robot ráp thiếu một link kiện nào đó con sensor quang sẽ báo lỗi hoặc output tín hiệu điều khiển để hiệu chỉnh con robot ráp lại phần bị thiếu sót đảm bảo thiết bị sản xuất ra không bị lỗi

Cảm biến quang dùng trong băng tải

ứng dụng cảm biến quang phản xạ gương — Cảm biến quang kiểm soát vật bằng phương pháp phản xạ gương

Đối với các dây chuyền; băng tải sản xuất thì việc sử dụng sensor quang điện vô cùng quan trọng trong việc phát hiện các lỗi cơ bản của các chai nước, nước ngọt; sữa và các dòng thức uống khác với các lỗi như:

Nhãn mác trên trai lọ, thời gian sản xuất, thời gian bảo hành bị thiếu
Lượng chất lỏng chứa trong chai không đủ so với khối lượng in trên bao bì chai
Chai lọ bị thiếu nắp hoặc các lỗi rất nhỏ mà mắt thường chúng ta không thấy được
Tại các trường đua cảm biến quang được dùng để phát hiện các xe thắng cuộc hoặc các con vật đua chạy về đích trước…

Các loại cảm biến quang điện

Cảm biến quang điện còn có tên gọi đặc biệt “cảm biến ánh sáng ” Hoặc ” cảm biến thu phát hồng ngoại ” là vì khi hoạt động giám sát cảm biến phát ra 1 tia sáng màu, tùy vào thiết kế từng hãng nên cảm biến có các màu khác nhau. Chùm sáng này hình chữ V. Khoảng cách cáng xa thì chúng độ phóng của chùm sáng càng rộng

Thực tế dòng cảm biến quang có 3 loại:

Cảm biến quang thu phát chung

Là dòng sensor quang có kết cấu đèn báo có khả năng thu vào và phát ánh sáng báo khi vật bị lỗi trong các ứng dụng đề cập phía trên với tín hiệu dòng ra dạng thường đóng thường mở điều khiển các thiết bị xung quanh. Đây là dòng được sử dụng khá nhiều trong dây chuyền băng tải nhà máy

Đặc biệt; trên dòng sensor quang thu phát chúng ta còn hiệu chỉnh tự do được khoảng cách phát hiện vật thông qua nút vặn hiệu chỉnh khoảng cách

Thông số kỹ thuật cảm biến quang thu phát

Mặc dù về kết cấu, hình dạng các hãng các biến quang hoàn toàn không giống nhau kể các chất liệu làm nên thiết bị vì các hãng âu họ sẽ thiết kế bằng các vật liệu cao cấp và có độ mịn hơn các hãng xuất xứ Á

Tuy nhiên; về thông số kỹ thuật thì giống nhau hoàn toàn

Cập nguồn nuôi tầm 8….30Vdc

Phạm vi đo tầm 50 …..1000 mm. Thông thường phát hiện vật thì cảm biến quang thiết kế hầu hết dãy đo cao lắm cũng chỉ 1 mét

Đường kính cảm biến đa phần tầm 18mm một số hãng khác tầm 20mm

Hầu hết thiết bị sensor được bọc bằng nhựa ABS ( Một loại nhựa bền chống nhiệt, chống nước khá tốt )

Đầu ra output từ thiết bị có thể là thường đóng thường mở NO/NC hoặc PNP/NPN

Cảm biến quang phản xạ gương

Hay còn gọi là cảm biến thu phát qua gương phản chiếu. Dòng sensor này hoạt động theo nguyên lý khi dòng băng tải có vật đi qua cảm biến sẽ output dòng Thường đóng thường mở theo cài đặt ban đầu

Còn trường hợp không có vật đi qua cảm biến sẽ phát sáng phản xạ qua gương truyền ngược về

Ưu điểm của dòng này là chúng ta có thể tùy chỉnh độ nhay trong việc phát hiện vật và tốc độ báo hiệu truyền về một cách tùy ý

Cảm biến quang phản xa gương có điểm nổi trội hơn dòng đề cập trên đó là phạm vi đo rất rộng lên tới max 6000mm với tần số cao gấp đôi

Cảm biến quang khuếch tán

Là cảm biến phụ thuộc vào bề mặt vật mà nó phản chiếu vào. Là thiết bị khi tia sáng thiết bị chạm vào vật sẽ tán xạ ra nhiều tia sáng khác nhau nên thường gọi là cảm biến quang phản xạ khuếch tán

Sensor quang cũng là một dòng cảm biến đo khoảng cách vật. Vậy để đo khoảng cách mức chất lỏng bằng phương pháp không tiếp xúc như các loại cảm biến quang ta nên dùng loại nào ? Tham khảo thêm tại:

Cảm biến siêu âm ULM-70N

Cấu tạo cảm biến quang điện

Xét về nhân tố chính thì cảm biến quang điện được tạo nên từ 3 bộ phận chính:

Phần phóng tia sáng

Phần thu tia sáng

Và cuối cùng là boar mạch xử lý output đầu ra

Trong đó:

Phần phóng tia sáng cho phép tia sáng truyền liên tục với một tần số nhất định giúp cảm biến phân biệt khá rõ ràng đâu là ánh sáng nó phát ra; và đâu là ánh sáng từ các tác nhân xung quanh dựa vào tần số ánh sáng

Phần thu sáng có chức năng phát hiện vật và phản xạ ánh sáng về

Boar mạch xử lý đóng vai trò chuyển đổi sang dạng PNP, NPN hay NO/NC

Nguyên lý làm việc của cảm biến quang

Khi ta cấp nguồn 24Vdc vào để thiết bị quang hoạt động thì lập tức ánh sáng từ đèn LED của cảm biến sẽ phát ra liên tục.

Trong quá trình phát sáng nếu gặp các vấn đề lỗi khách quan từ các nguyên nhân đề cập phía trên; thì lập tức phần thu sáng sẽ phản ánh về giúp các boar mạch xử lý chuyển đổi để tách riêng phần lỗi ra hoặc báo lỗi để hoàn thiện lại

Cách đấu dây cảm biến quang điện

Một ví dụ điển hình về cách đấu dây con quang điện hãng autonic để các bạn hiển rõ hơn. Thực tế; đa phần cách đấu dây là như nhau. Chỉ khác về cách sắp xếp các cực trong sơ đồ đấu nối của từng hãng

Trường hợp đơn giản thế này, yêu cầu đấu thiết bị test thử vào một cái quạt làm mát máy tính. Bình thường quạt sẽ chạy và khi có vật cản đi qua quạt sẽ ngưng chạy

Về sơ đồ đấu dây cảm biến quang như sau:

Cảm biến quang autonic có 5 dây với 5 màu ký hiệu khác nhau

Trước tiên; dây BN và BU tương đương với ký hiệu của dây nâu ( + ) và dây xanh ( -) dùng để cấp nguồn nuôi cho thiết bị hoạt động

Điểm đặc biệt của dòng autonic đó chính là nhận được cả 2 loại dòng điện xoay chiều ( 220Vac) và 1 chiều ( 24Vdc ) vì vậy hỗ trợ rất nhiều trong quá trình cấp nguồn

Tiếp đó từ quạt có 2 dây nguồn màu đỏ và màu đen. Ta đấu dây đen chung vào chân (-) với dây xanh

Còn Dây màu trắng là dây chung tá đấu tiếp vào chân ( + ) với dây nâu

Trên cảm biến có 2 kí hiệu NO/NC biểu thị cho 2 dòng tiếp điểm điều khiển đóng mở trong đó BK là dây màu đen tương ứng với NO, Dây màu xám tương ứng với NC

Trong ví dụ này; khi có vật cản quạt sẽ ngưng thì cần tiếp điểm thường đóng. Vì vậy ta lấy dây màu đỏ còn lại của quạt đấu vào dây xám của cảm biến

Báo giá các loại cảm biến quang điện công nghiệp