Que vous soyez en train de sélectionner un capteur photoélectrique autonome (amplifié) ou au niveau de la carte, vous serez certainement confronté à la décision la plus courante concernant les capteurs photoélectriques, celle de choisir le type de capteur dont vous avez besoin. Si vous n'avez pas de familiarité avec les différentes méthodes utilisées par les capteurs, ce choix peut rapidement devenir déroutant.
Le premier défi que vous rencontrerez est le jargon. Vous allez remarquer que dans le secteur, les fournisseurs ont tendance à utiliser une quantité de mots pour décrire en fin de comptes la même chose : des capteurs photoélectriques. Vous trouverez qu'un dispositif consistant d'un émetteur et un récepteur de lumière, utilisés pour détecter la présence ou l'absence d'un objet avec un faisceau lumineux, peut être décrit comme suit : un capteur photoélectrique, un photo-eye, un photo-interrupteur ou même un photomicrocapteur. Parfois le mot « interrupteur » est utilisé à la place de « capteur ». Vous devez connaître le terme de « capteur de proximité » qui pourrait indiquer soit un type spécifique de capteur photoélectrique soit un capteur de proximité inductif détectant le métal. Il s'agit d'un type de technologie complètement différente. Vous devez réaliser que les capteurs de proximité inductifs sont une excellente solution pour les matériaux ferreux à distance très réduite. Cependant, les capteurs photoélectriques sont l'alternative idéale si vous avez besoin d'une plage plus large ou, bien sûr, si votre objet à détecter est non ferreux.
Maintenant que vous êtes mieux renseigné sur la bonne piste à suivre pour choisir la technologie du capteur photoélectrique qui vous convient, explorons les deux méthodes les plus répandues de détection : à faisceau ou à réflexion directe. Les deux conceptions détectent la présence ou l'absence d'un objet sans aucun contact physique ni électrique. Cette solution est souvent préférée car le capteur n'empêche pas le mouvement de votre objet détecté. La différence principale entre un capteur à faisceau et à réflexion directe est la position de l'émetteur et du récepteur. Un capteur à faisceau (en barrage, de transmission, à interrupteur, à fente, à capteur optique, ou à signaux déphasés) dispose aussi bien de l'émetteur que du récepteur, conçus pour être l'un en face de l'autre. Voir l'image 1. En revanche, dans le cas du capteur à réflexion directe (reflectif, diffus, de proximité) l'émetteur et le photo-détecteur sont adjacents. Voir image 2.
Image tirée de la fiche technique Omron
Un exemple de ce style de capteur est le compact GP2S60 de Sharp avec une distance de détection de 0,5 mm. En l'absence d'objet, le récepteur du capteur à réflexion directe voit surtout l'obscurité. Lorsqu'un objet passe devant, la lumière rebondit depuis l'objet et retourne vers le récepteur, en déclenchant ainsi la détection. (Veuillez remarquer que pour beaucoup de capteurs photoélectriques, vous pouvez décider si vous souhaitez qu'un discret output soit envoyé lorsqu'un objet est présent ou absent (ON avec voyant lumineux sans voyant lumineux). Nous allons réserver ces détails pour une autre occasion et discuter les installations les plus simples aujourd'hui).
La conception à faisceau veut dire que le récepteur est aligné à l'émetteur de lumière et attend qu'un objet passe entre les deux en déclenchant la détection si l'objet empêche l'arrivée du faisceau de lumière au récepteur. Un très bon exemple de cette conception est le système du capteur de la porte de votre garage et qui est situé à environ 6 pouces du sol des deux côtés de la porte du garage. Le but de la détection est, bien sûr, d'empêcher que la porte du garage se referme sur vous, sur votre Tesla, sur le vélo de Billy ou même sur votre Rufus adoré, sur le chien du voisin de la porte à côté qui aime se promener dans le voisinage. Bien qu'il soit avantageux sur des longues distances, une conception à faisceau ne doit pas comporter un emballage complètement séparé. Sa conception à faisceau en « forme de U » ou « fourchue » implique le même concept général : que le faisceau soit empêché d'atteindre le récepteur, par contre il est fourni en une seule unité compacte. Un avantage de cette installation est que l'émetteur et le récepteur sont garantis pour être toujours parfaitement alignés. Des exemples sont le capteur avec orifice de montage OPB620 Optek Technology et un sillon de 4,83 mm de largeur et le capteur autonome EE-SX771 d'Omron avec un sillon de 5 mm de largeur.
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Toutes les conceptions de capteurs à faisceau sont considérées parmi les solutions les plus fiables car elles ne sont pas influencées par les propriétés relatives à la surface de l'objet comme sa texture, sa brillance, ses angles et sa couleur. Une typique règle de base est de sélectionner une installation à faisceau si possible afin de garantir la précision. Cependant, certains désavantages relatifs à ce choix sont l'installation et le coût. Des unités d'émission et réception séparées demandent une installation et une alimentation en deux points du système et font monter le prix.
À différence de la méthode à faisceau qui détectera tout objet opaque qui bloque suffisamment la lumière, la méthode à réflexion directe se base sur les propriétés de réflexion de la cible de détection elle-même. À cause de la dépendance du matériel, de la couleur, de la finition et de la propriété de la surface, les capteurs à réflexion directe sont considérés moins fiables que leur contrepartie à faisceau. Quelques exemples de détection complexe concernent les couleurs qui varient entre les tons foncés et les tons clairs et entre la finition matte ou brillante. Le bleu marine ou le noir provoquera un retour significativement moins lumineux que le blanc ou le jaune, donc les objets bleus ou noirs doivent être plus près du capteur pour être détectés. La finition brillante devrait renvoyer plus de lumière vers le récepteur, mais que se passe-t-il si cet objet montre son angle et reflète toute sa lumière ailleurs ? Pour ne pas parler des objets transparents ou translucides. Ce sont de vrais ennemis. En fin de comptes, les capteurs à réflexion directe sont une option excellente. Si vous étudiez bien tout cela et décidez que votre objet sera stablement détecté par un capteur à réflexion directe, vous pouvez profiter des bénéfices d'un seul endroit pour l'installation et d'une solution à un coût plus bas.
Au-delà des applications dans le domaine de l'automation industrielle, vous pouvez trouver des capteurs photoélectriques partout : de la détection d'argent et de produits dans les distributeurs aux distributeurs de tickets de train et aux distributeurs automatisés de livres dans les bibliothèques locales. Les capteurs photoélectriques sont probablement plus proches de vous que vous ne le croyiez. Au travail, vous pouvez les trouver dans le détecte-papier de l'imprimante ou dans les agrafeuses automatiques, dans le détecteur de disque de votre ordinateur et lorsque votre présence physique est détectée près de la porte. À la maison, ils détectent la présence du disque dans le lecteur de DVD, la persienne et la rotation du moteur de votre ventilateur du chauffage/AC et vous pouvez même les trouver dans le détecteurs de fumée.
Après avoir enrichi votre vocabulaire en matière de capteurs photoélectriques et avoir appris les pour et les contre de base des capteurs à faisceau ou à réflexion directe, vous êtes en mesure de choisir en toute confiance quand ajouter un capteur photoélectrique à votre prochain projet.