Egal, ob Sie eine geschlossene (verstärkte) oder Board-Level-Lichtschranke wollen, werden Sie zweifellos mit dem allseits beliebten photoelektrischen Sensor konfrontiert. Wenn Sie mit den verschiedenen Erfassungsmethoden nicht vertraut sind, kann dies schnell zu einem verwirrenden Unterfangen werden.
Die erste Herausforderung ist der Jargon. Sie werden feststellen, dass in der gesamten Branche Lieferanten in der Regel eine Vielzahl von Wörtern verwenden, um letztlich das Gleiche zu beschreiben - optische Sensoren als erstes Beispiel. Sie werden feststellen, dass ein Gerät mit einem Lichtsender und Lichtempfänger, welches das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Objektes erfasst, wie folgt beschrieben werden kann: photoelektrischer Sensor, Fotoauge, Fotounterbrecher oder sogar Fotomikrosensor. Manchmal wird das Wort "Schalter" anstelle von "Sensor" verwendet. Sie sollten sich auch mit dem Begriff "Näherungssensor" vertraut machen, entweder ein bestimmter Typ von einem photoelektrischen Sensor oder ein für die Metalldetektion induktiver Näherungssensor, der eine völlig andere Art der Technologie ist. Sie müssen erkennen, dass induktive Näherungssensoren eine großartige Lösung für Eisenwerkstoffe im Nahbereich sind. Jedoch Lichtschranken sind die ideale Alternative, wenn Sie ein wenig mehr Reichweite benötigen, oder natürlich, wenn Ihr Erfassungsziel nicht eisenhaltig ist.
Jetzt da Sie wissen, dass Sie auf dem richtigen Weg sind in der photoelektrischen Sensor-Technologie, lassen Sie uns die beiden häufigsten Arten von Erkennungsmethoden erforschen: durch Strahl und diffus. Beide Ausführungen erkennen das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Objekts ohne physikalischen oder elektrischen Kontakt. Dies wird oft bevorzugt, weil der Sensor die Bewegung des erfassten Objektshauptunterschiedes zwischen einem Sensor und durch den Strahl diffuser Art nicht behindert. Bei einer Einweg-Lichtschranke sind Sender und Empfänger einander zugewandt. Siehe Abbildung 1. Alternativ sind beim diffusen Sensor Sender und Empfänger benachbart. Siehe Abbildung 2.
Abbildung vom Omron Datenblatt
Ein Beispiel dieser Art ist die kompakte GP2S60 von Sharp mit einem 0,5 mm Messabstand. Ohne Objekt sieht der Empfänger des diffusen Sensors vor allem Dunkelheit. Wenn ein Objekt vorbeigeht, prallt das Licht am Objekt ab und kehrt zum Empfänger zurück und löst die Erkennung aus. (Bitte beachten Sie, dass sie bei vielen optischen Sensoren entscheiden können, ob ein diskreter Ausgang gesendet werden soll, wenn ein Objekt vorhanden ist oder nicht (Licht ON oder Dunkel ON). Wir werden uns diese Informationen für einen anderen Tag aufbewahren und heute nur die häufigsten Konfigurationen diskutieren).
Das Durch-Strahl-Design bedeutet, dass der Empfänger auf den Lichtsender ausgerichtet ist und wartet, bis ein Objekt zwischen den beiden die Erkennung auslöst, da das Objekt verhindert, dass der Lichtstrahl den Empfänger erreicht. Ein gutes Beispiel für diese Konstruktion ist Ihr Garagentor Sensorsystem, etwa 15 cm über dem Boden auf beiden Seiten des Garagentors. Der Zweck der Erkennung ist, das Garagentor nicht auf Sie, Ihren Tesla, Billys Fahrrad oder sogar den geliebten Rufus, den Nachbarhund zu schließen. Obwohl vorteilhaft, muss es nicht aus völlig getrennten Einheiten bestehen. Das "U-Form" oder "Gabel" Durch-Strahl-Design beinhaltet das gleiche allgemeine Konzept und erfordert, dass der Strahl vor dem Empfänger blockiert wird, besteht aber aus einem kompakten Gerät. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass der Sender und Empfänger immer perfekter ausgerichtet sind. Beispiele hierfür sind der Durchgangslochsensor OPB620 von Optek Technology mit einem 4,83 mm breiten Schlitz und der autarke EE-SX771 Sensor von Omron mit einem 5 mm breiten Schlitz.
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Insgesamt sind Strahldesigns die zuverlässigste Lösung, da sie durch Objektoberflächeneigenschaften wie Textur, Glanz, Winkel und Farbe nicht beeinflusst werden. Eine typische Daumenregel ist, ein Strahldesign-Setup zu wählen, wenn dies möglich ist, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Doch einige Nachteile dieser Wahl sind Installation und Kosten. Getrennte Sende- und Empfangseinheiten erfordern, dass Sie an zwei Punkten auf dem System installiert werden, mehr Energie benötigen und mehr kosten.
Im Unterschied zu dem Verfahren durch Strahl, das jedes undurchsichtige Objekt erkennt, das genug Licht blockiert, setzt das diffuse Verfahren auf die Reflexionseigenschaften des Detektionszieles. Wegen der Abhängigkeit von der Materialfarbe und Oberflächeneigenschaften, sind diffuse Sensoren weniger zuverlässig als die Durch-Strahl-Pendants. Einige Beispiele für anspruchsvolle Erkennung wären, wenn Sie unterschiedliche dunkle und helle Farben und unterschiedliche matte oder glänzende Oberflächen haben. Marineblau und Schwarz geben deutlich weniger Licht zurück als Weiß oder Gelb, so dass marineblaue und schwarze Objekte näher am Sensor sein müssen, um erkannt zu werden. Ihre Glanzoberfläche soll mehr Licht an den Empfänger zurückgeben, aber was, wenn das Objekt in einem Winkel auftritt und all das Licht an eine andere Stelle spiegelt? Fragen Sie mich besser nicht nach transparenten oder transluzenten Zielen. Sie sind ihre eigenen Monster. Doch trotz all dieser Dinge sind diffuse Sensoren eine gute Option. Wenn Sie Ihre Hausaufgaben machen und feststellen, dass Ihr Objekt stabil mit dem diffusen Sensor erfasst wird, können Sie den Vorteil einer einzigen Installationsposition genießen und in der Regel eine Lösung mit geringeren Kosten haben.
Neben dem Einsatz in der industriellen Automatisierung können Sie optische Sensoren überall finden – die Sensoren werden eingesetzt bei Verkaufsautomaten und Fahrkartenautomaten sowie bei der örtlichen Bibliothek. Optische Sensoren sind wahrscheinlich viel näher als Sie denken. Bei der Arbeit können Sie sie im Drucker finden, um Papier zu erkennen, im automatischen Hefter, die Anwesenheit einer CD in Ihrem Computer erkennen und Ihre physische Präsenz in der Nähe einer Tür. Zu Hause werden DVDs in Ihrem Player erkannt, sie Jalousie- und Lüftermotordrehung in der Klimaanlage/Heizung beobachtet, und sie können sogar in einigen Rauchmeldern gefunden werden.
Nachdem Sie Ihr Vokabular im Bereich photoelektrische Sensoren verbessert und die grundlegenden Vor- und Nachteile der Strahlen- und diffusen Sensoren erkundet haben, können Sie jetzt mit Zuversicht wählen, wenn Sie eine Lichtschranke als Ihr nächstes Projekt hinzufügen.