Che stiate selezionando un sensore fotoelettrico indipendente (amplificato) o a livello di scheda, dovrete confrontarvi senza dubbio alla sempre popolare decisione sul sensore fotoelettrico di scegliere il tipo di sensing desiderato. Se non avete familiarità con i vari metodi di sensing, questo può diventare rapidamente un lavoro che confonde.
La difficoltà iniziale che incontrerete è il linguaggio tecnico. Scoprirete che in tutto il settore, i fornitori tendono ad utilizzare una varietà di termini per descrivere, in ultima analisi, la stessa cosa: il primo esempio sono i sensori fotoelettrici. Scoprirete che un dispositivo costituito da un trasmettitore e un ricevitore luminoso utilizzato per rilevare la presenza o assenza di un oggetto con un fascio di luce può essere descritto nel modo seguente: sensore fotoelettrico, fotocellula, interruttore fotografico o persino foto-microsensore. Talvolta il termine "interruttore" viene utilizzato al posto di "sensore". Dovete anche sapere che il termine "sensore di prossimità" potrebbe indicare un tipo specifico di sensore fotoelettrico o un sensore di prossimità per il rilevamento di materiali induttivo, che sono tecnologie di tipo completamente diverso. Rendetevi conto del fatto che i sensori di prossimità induttivi rappresentano una eccezionale soluzione per i materiali ferrosi a distanza ravvicinata. Comunque, i sensori fotoelettrici rappresentano un'alternativa ideale quando si richiede una distanza un po' superiore o, naturalmente, quando l'obiettivo del rilevamento non è ferroso.
Ora che sapere di essere sulla strada giusta nella selezione della tecnologia del sensore fotoelettrico, esploriamo i due tipi più comuni di metodi di rilevamento: a sbarramento e diffuso. Entrambi i progetti rilevano la presenza o l'assenza di un oggetto senza alcun contatto fisico o elettrico. Ciò viene spesso preferito perché il sensore non intralcia il movimento dell'oggetto rilevato. La principale differenza tra un sensore di tipo a sbarramento e uno diffuso è l'ubicazione dell'emettitore e del ricevitore. Nel sensore a sbarramento (aka a sbarramento, trasmissivo, interruttore, slotter, a interruzione di fascio o il contrario) l'emettitore e il ricevitore sono progettati per trovarsi l'uno di fronte all'altro. Vedere Figura 1. In alternativa, il sensore a stile diffuso (aka riflettente, diffuso, di prossimità) colloca l'emittente e il rilevatore fotografico l'uno accanto all'altro. Vedere Figura 2.
Figura tratta dalla scheda dati Omron
Un esempio di questo stile è il compatto GP2S60 di Sharp con una distanza di rilevamento di 0,5 mm. In assenza di oggetti, il ricevitore del sensore a diffusione vede prevalentemente buio. Quando passa un oggetto, la luce rimbalza dall'oggetto e torna al ricevitore, innescando il rilevamento. (Tenere presente che con molti sensori fotoelettrici è possibile decidere se si desidera che l'output discreto sia inviato in presenza o in assenza di un oggetto (luce ON oppure buio ON). Teniamo i dettagli per un altro giorno e discutiamo oggi solo degli assetti più comuni).
Nel progetto a sbarramento il ricevitore è allineato con l'emettitore di luce e aspetta che passi un oggetto tra i due, innescando il rilevamento perché l'oggetto impedisce al fascio luminoso di raggiungere il ricevitore. Un ottimo esempio di questo tipo è il sensore della porta del garage, situato a circa 15 cm dal terreno su uno dei lati della porta del garage. Lo scopo del rilevamento e, naturalmente, impedire alla porta del garage di chiudersi su di voi, sulla vostra Tesla, sulla bicicletta di Billy o persino sul caro Rufus, il cane del vostro vicino che adora gironzolare per il quartiere. Benché vantaggioso sulle lunghe distanze, il progetto a sbarramento non deve implicare confezioni completamente separate. La forma "a U" o "a forchetta" nei fasci implica lo stesso concetto generale per cui il fascio deve necessariamente essere bloccato e gli deve essere impedito di raggiungere il ricevitore, ma viene fornito in un'unità compatta. Un vantaggio di questa configurazione è la garanzia che emettitore e ricevitore siano sempre perfettamente allineati. Esempi di ciò sono il sensore con montaggio in foro passante OPB620 di Optek Technology con uno slot largo 4,83 mm e il sensore indipendente EE-SX771 di Omron con uno slot ampio 5 mm.
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Nel complesso, i modelli a sbarramento sono considerati la soluzione più affidabile perché su di essi non influiscono le proprietà della superficie degli oggetti come trama, lucentezza, angolo e colore. Una tipica regola generica è selezionare una configurazione a sbarramento se è possibile garantirne completamente l'accuratezza. Comunque, alcuni lati negativi di questa scelta sono l'installazione e il costo. Emettitore e ricevitore separati richiedono installazione e alimentazione di due distinti punti sul sistema e, inoltre, aumentano il prezzo.
A differenza del metodo a sbarramento che rileverà qualsiasi oggetto opaco che blocchi sufficientemente la luce, il metodo diffuso si basa sulle proprietà riflettenti dell'obiettivo del rilevamento stesso. Poiché dipendono da colore, finitura e proprietà della superficie del materiale, i sensori diffusi sono considerati meno affidabili rispetto alle loro controparti a sbarramento. Alcuni esempi di rilevamento difficile potrebbero essere: buio e colori leggeri variabili e opacità variabile o finiture brillanti. Il blu marine e il nero restituiscono decisamente meno luce rispetto a bianco o giallo, quindi oggetti blu marine o neri devono essere più vicini al sensore per essere rilevati. La finitura brillante dovrebbe restituire più luce al ricevitore, ma cosa succede se l'oggetto è orientato con un angolo e riflette tutta quella luce altrove? Non iniziamo nemmeno a parlare di cosa accade con obiettivi trasparenti o traslucidi. Sono il loro stesso incubo. Comunque, con tutto quello che abbiamo preso in considerazione, i sensori diffusi rappresentano un'ottima opzione. Se fate ciò che dovete e determinate che il vostro oggetto viene stabilmente rilevato con un sensore diffuso, potete sfruttare un'unico luogo di installazione e tipicamente una soluzione a costo inferiore.
Oltre all'uso nelle applicazioni di automazione industriale, è possibile trovare sensori fotoelettrici altrove: dal rilevamento di denaro e di prodotti nei distributori automatici, alle macchinette per l'emissione di biglietti ferroviari fino al ritiro automatico dei libri in una biblioteca locale. I sensori fotoelettrici sono probabilmente molto più vicini a casa di quanto si pensi. Al lavoro, è possibile trovarli nel rilevamento di carta nella stampante e nella cucitrice automatica, nel rilevamento di dischi all'interno del vostro computer e nel meccanismo di rilevamento della vostra presenza fisica vicino alla porta. A casa rilevano la presenza di dischi nel lettore DVD, nella feritoia di ventilazione e nella rotazione del motore della ventola all'interno del sistema di condizionamento/riscaldamento e lo si può trovare anche in alcuni rilevatori di fumo.
Dopo aver migliorato il vostro vocabolario sui sensori fotoelettrici e aver appreso i pro e i contro di sensori a sbarramento e diffusi, potete ora fare la vostra scelta con sicurezza quando aggiungete un sensore fotoelettrico al vostro prossimo progetto.