За защита на периметъра, както и на врати, прозорци и незащитени проходи, широко се използват активни инфрачервени детектори, които работят чрез пресичане на лъчи. Детекторът се състои от два основни компонента: предавател и приемник, които трябва да са в пряка видимост един спрямо друг. Сензорът генерира аларма, когато нарушител прекъсне лъча, влизащ в приемащото устройство. Почти всички IR детектори за сигурност обединяват няколко лъча в синхронна система в един корпус. Може да има два, четири или повече греди. Това се прави, за да се увеличи височината на бариерата на лъча, както и да се подобри надеждността на работа, тъй като фалшивите аларми са един от основните проблеми при използването на такива сензори. Многолъчевата система помага за решаването на проблема с фалшивите аларми, когато сравнително малки чужди предмети навлязат в зоната на лъча, като птици, падащи листа и т.н. Друг голям проблем с лъчевите IR сензори за сигурност са фалшивите аларми при неблагоприятни атмосферни условия (дъжд, снеговалеж , мъгла), намалявайки прозрачността на околната среда. Надеждността в такива случаи се осигурява от енергията на лъча, многократно надвишаваща минималната прагова стойност, необходима за задействане на сензора. Източникът на смущения може да бъде и директното излагане на приемника на слънчева светлина. Най-често това се случва при залез или призори, когато слънцето е ниско над хоризонта. Според руските стандарти сензорът трябва да работи при естествено осветление от най-малко 10 000 лукса и най-малко 500 лукса от електрически осветителни устройства. Повечето съвременни лъчеви детектори имат специални средства за филтриране на фоновата радиация и като цяло се справят с осветеността. Въпреки това, за да се осигури висока устойчивост на шум от фоново осветление, е много важно правилно да центрирате сензора, когато го настройвате. Що се отнася до нашата задача, използването на инфрачервени детектори за сигурност може да бъде трудно поради характеристики на дизайнамонтаж на място. Предавателят и приемникът трябва да бъдат монтирани на стените във въздушния шлюз. Съответно оборудването ще работи в условия на постоянна висока влажност. Освен това не може да се изключи физически контакт между кораба в шлюза и стените. Ясно е, че сензорът просто ще бъде смачкан. След като започнахме да търсим подходящ дизайн, насочихме вниманието си към подобни устройства, използвани в автоматизацията на производството.

Безконтактни сензори за позиция на обект.Светът на автоматизацията е много по-богат и разнообразен от системите за сигурност, ако ги сравним по гамата от различни сензори и изпълнителни механизми. Нашият избор падна върху оптични сензори за положение. Предназначени са за безконтактно установяване на наличие/отсъствие на обект в контролирано пространство.
Те се използват за автоматизиране на всякакви промишлени процеси, в роботиката, системите за управление, обработка и монтаж. Фотоелектричен сензор може да се използва за откриване на обекти на разстояния от няколко милиметра до няколко десетки или дори стотици метри. Регистрирането на всякакви обекти и голям обхват отличава фотосензора от други видове подобни устройства: например индуктивни, капацитивни или ултразвукови. Оптичният сензор се състои от източник (емитер) и приемник на оптично лъчение, които могат да бъдат разположени в един корпус (моноблокови сензори) или в различни корпуси (двублокови сензори). Сензорният източник създава оптично лъчение в дадено пространство, приемникът реагира на отразения от обекта светлинен поток или на неговото прекъсване.

Сензорите, базирани на инфрачервени лъчи, се използват широко в много устройства за сигурност и автоматизация; предимствата им пред оптичните, които реагират на видима светлина и капацитивните, са очевидни.

Инфрачервените лъчи са невидими, не пречат на никого и нищо, а при охранителна система осигуряват необходимата секретност за поставянето на сензора. Важен фактор е високата стабилност, почти независима от състоянието на околната среда (IR радиацията също преминава добре през водата). Подобни схеми на IR сензори са публикувани на сайта повече от веднъж; тази схема е проста и няма много подробности.

Фигурата показва диаграма на инфрачервен сензор, който може да работи при отражение или пресичане на лъч. Благодарение на използването на радиационна модулация и избор на честота на полученото лъчение, сензорът е добре защитен от смущения от инфрачервено лъчение от различни термични устройства и дистанционни управления дистанционно управлениеоборудване.

Сензорна верига

Веригата е базирана на тон декодерен чип LM567 (L.1). Той съдържа мултивибратор, чиято честота зависи от RC веригата на изводи 5 и 6, и селективен усилвател с PLL (който включва този мултивибратор).

ориз. 1. Принципна схемасензор за кръстосано разсейване, използващ инфрачервени лъчи.

Ако честотата от изхода на мултивибратора се приложи към IR светодиод и фототранзисторът е включен на входа на микросхемата, тогава микросхемата ще реагира (с логическа нула на изхода) изключително на светлината на този светодиод .

Включването на транзистори VT1 ​​и VT2 усилва мощността на импулсите, идващи от пин 5 на A1, така че яркостта на IR LED HL1 е достатъчна, за да приеме излъчването му от фототранзистор FT1 от разстояние няколко метра. Чувствителността на фототранзистора се настройва чрез регулиращ резистор R1, така че да се получи необходимия диапазон.

Веднага щом препятствие, разположено пред сензора на тази платка (сензорът се състои от фототранзистор FT1 и IR LED HL1) е на достатъчно разстояние, IR светлината, излъчвана от IR LED HL1, се отразява от него и удря фоточувствителна повърхност на фототранзистора FT 1. Това води до появата на логическа нула на щифт 8 на микросхемата A1. Токът на отваряне се подава към основата на транзистора VTZ през резистор R7.

Транзисторът VTZ се отваря и отваря транзистора VT4, в колекторната верига на който е включена релейната намотка K1. Намотката на това реле е проектирана за напрежение от 5V. Диодът VD1 предпазва транзистора от повреда от емисиите на самоиндукционната ЕМП на намотката на релето.

Части и печатни платки

Ако препятствието се отдалечи на разстояние, по-голямо от границата на чувствителност, релето се изключва. Фототранзисторът е взет от дефектна механика компютърна мишка. Има достатъчна чувствителност. Може да се замени с всеки друг фототранзистор.

Но е невъзможно да се използват интегрирани фотодетектори от системи за дистанционно управление, тъй като те са настроени на определена честота и имат вградено устройство за формиране на логически импулси.

ориз. 2. Печатна платка за сензорната верига.

IR LED - всеки инфрачервен светодиод, използван в дистанционните управления. Фигурата показва окабеляването печатна платказа отразяващ сензор.

IR светодиодът на платката е разположен от страната на печатните проводници и платката служи като светлоустойчива преграда, която предотвратява попадането на директна светлина от него върху фототранзистора. За да се гарантира непрозрачността на дъската, на това място има голяма неграцирана площ от фолио.

Препоръчително е да рисувате тази област с черен маркер, така че да е черна. За да работи при пресичане на лъча, IR светодиодът се поставя далеч отвъд платката и се монтира срещу него, насочен към фототранзистора.

Практическото приложение на сензора е системи за сигурност, битови и промишлени устройства за автоматизация, а също и като детектор за дим при пожар. В този случай, когато се появи дим, средата около сензора става по-малко прозрачна поради частици дим и оптична комуникациясе нарушава.

Наумов А.И. РК-2017-01.

Литература:

1. Справочник. - Тон декодер LM567. РК-06-2006г.
2. Наумов А.И. - Инфрачервен сензор. РК-09-2006г.

Сензорите за близост се разделят по тип на работа:
— индукция RSTI сензори
— капацитивен RSTE сензори
— магнитен RSTM сензори
— лазер RSTL сензори за пресичане на лъчи
това е аналог на скъпи сензори XUB LAPCN M12R и други от Telemecanique
— оптичен RSTO сензори за отражение на лъча (препоръчително вместо индукционни и капацитивни)

Предлагаме индукционни датчици за приближение, безконтактни датчици магнитен тип, капацитивен тип сензори за близост. Ние също произвеждаме лазерни и оптични сензори. Всички сензори се използват за работа на индустриално оборудване. Ние произвеждаме няколко вида сензори, които покриват 95% от всички нужди на предприятието.

Особено си струва да се отбележи, че най-добрият заместител на сензорите XUBLAPCNM12R са нашите лазерни сензори RSTL. Те работят много по-надеждно както по електрически характеристики, така и по механични параметри; нашите сензори са метални.

Специалистите, които познават обхвата на приложение на сензорите за оборудване, трябва да изберат сензор според техните параметри:
— тип сензор (индукционен, магнитен, капацитивен, лазерен, оптичен)
— изходен канал PNP или NPN и състояние на изхода: затворен или отворен
— диаметър и дизайн на сензора (резбован или плосък)

Нека представим по-подробно всички видове произвеждани сензори:

RSTI индукционни сензори, задействани от приближаването на метал:
Цена = 1416 рубли с ДДС
Входно напрежение: 10-30V
Защита срещу обратна полярност

Обхват на приложение: транспортьори, металорежещи машини, конвейери, дробеструйни машини, лентови триони, самосвални и тласкащи механизми, захранващи механизми, контрол на наличността на части

Капацитивни сензори, които се задействат от приближаването на всеки обект:
Входно напрежение: 10-30V
Защита срещу обратна полярност
Версия: Резбовани в метална кутия, диаметри 8мм, 12мм, 18мм
Обхват на приложение: транспортьори, металорежещи машини, конвейери, дробеструйни машини, лентови триони, самосвални механизми,
механизми на захранващи агрегати, контрол на наличността на части

Магнитни сензори RSTM, задействани от приближаването на магнит:
Входно напрежение: 10-30V
Защита срещу обратна полярност
Изпълнение: В жлеб или със закопчаване отгоре
Обхват на приложение: пневматични цилиндри, пневматично оборудване, хидравлични цилиндри с механизатори, прът с магнитен пръстен
Сензорът е напълно запечатан. Има вграден светодиод за състоянието.

RSTL лазерни сензори, задействани от пресичане на лъч: Цена = 5310 рубли с ДДС

Параметри на сензора:
— диаметър 12 мм или 18 мм в метална кутия
— захранващо напрежение 10 ... 30V
— консумация на ток 50mA...100mA
— обхват на лъча от 5 до 20 метра
— Ъгъл на приемане на лъча от приемника = 20 градуса от оста. (получава лъча под ъгъл)
— Изходен ток = 150mA
— Защита срещу обръщане на поляритета

Предавателят е снабден със захранване. Тези. 2 проводника.
Към приемника се подава захранващо напрежение и изходният сигнал се премахва. Тези. 3 проводника.
Обхват на приложение на лазерни сензори: конвейери, трансфери, движещи механизми, ротационни механизми, ограничители на движение на механизми, контрол на наличността на части.
IN включениизлъчвател и приемник.
Сензорът се задейства от пресичането на лъча между излъчвателя и приемника.
Вграден в сензора LED индикаторсъстояние.
В допълнение, сензорът M18 може да бъде включен както в режим PNP, така и в режим NPN, т.е. прилагат във всякакъв вид контролери и оборудване.

RSTO оптични сензори, задействани от отразяване на светлина от повърхност:
Цена = 4484 рубли с ДДС
Входно напрежение: 10-30V
Защита срещу обратна полярност
Версия: Резбована в метална кутия с диаметър М18

Използва се, когато е необходимо да се контролира пресичането на обект с конвенционална линия или приближаването на обект по-близо до сензора от инсталирания.
Обхват на приложение: Мониторинг на позицията на обекти, мониторинг на механизми, следене наличност на части

Оптичният сензор се задейства, когато лъч се отрази от повърхността на част или обект.
Един от най-практичните и удобни сензори, защото... самият сензор може да бъде скрит от влияние
механизми върху него, които могат да повредят корпуса на сензора.
Работният диапазон се регулира в зависимост от вида на повърхността:
Светлоотразителни, сребристи, огледални: от 10см до 100см
Сиво матово, черно матово: от 3см до 50см
Тялото на сензора има вграден регулатор на разстоянието на засичане и LED индикатор за състоянието.
Освен това сензорът може да се включва както в режим PNP, така и в режим NPN, т.е. прилагат във всякакъв вид контролери и оборудване.

Препоръчваме да използвате оптични сензори вместо индукционни и капацитивнии вашата система ще стане по-стабилна.
Причината е следната: за индуктивните и капацитивните сензори разстоянието до обекта е важно и тъй като поради
подвижна механизация и люфт в оборудването, понякога е трудно да се осигури стабилно движение от 2-5 мм, тогава възникват моменти, когато сензорът не работи поради недостижимо разстояние до обект или флаг.
Оптичният сензор не се страхува от люфт и вибрации на механизмите; работи при всяка регулирана хлабина.

Изходните проводници имат различни цветове, така че е изключително трудно да се объркате:
Синьо - Минус мощност
Червено (кафяво) - плюс
Черно - Изход
Бяло - PNP - NPN режим

Диаграми на свързване на сензора, в зависимост от типа PNP или NPN:

Сензорите се използват в индустрията за наблюдение на обекти и механизми.
Сигналите от сензорите се изпращат до контролери, които обработват тези данни и действат в съответствие със сигнала от сензора.
Качеството и непрекъснатата работа на оборудването зависи 90% от качеството на сензорите.
Всички електротехници и енергетици знаят това.

Понякога нестабилна работасензор може да доведе до повреда на механизма на оборудването, а това от своя страна води до повреда на електродвигателите, които управляват механизмите или повреда на пневматичната или хидравличната система. Освен това трябва да вземете предвид, че самите продукти, обработвани на оборудването, също могат да пострадат. Тези. Именно сензорите в 80% от случаите са виновни за повредата на оборудването. А там, където има повреда, автоматично започва прекъсване на оборудването и понякога скъпи ремонти.

ВАЖНОуверете се, че сензорите са избрани от опитен, отговорен персонал. В противен случай, поради неправилно избран сензор, може да възникне и неизправност на оборудването и повреда. Ето прост пример за повреда на конвейерна линия:
Електротехникът избра индукционен сензор за контрол на движението на каретата, който трябва да се задейства от наличието на метален флаг. Инсталиран. Работеше добре за един месец. По време на процеса на обслужване на механизмите някой по невнимание хвърли ръкавица върху флага за движение, в резултат на което, когато конвейерът се приближи до ограничителната преграда, сензорът не разпозна наличието на метал, т.к. разстоянието до метала беше около 20 мм. Съответно сензорът не сигнализира, че каретката се е върнала в първоначалното си положение.
В резултат на това напрежението не беше премахнато от двигателя на каретата и механизмът опря в метална преграда. Двигателя постоя около 5 минути и започна да пуши. Общо имаме:
1. Изгорял двигател
2. Престой на оборудването
3. Загуба на време и пари за възстановяване на функционалността на оборудването

Изводът е, че в случая е било необходимо да се използва една от следните опции:
- или обикновен механичен краен изключвател
- или капацитивен сензор
- или лазерен сензор за пресичане на лъча

Важно е да изберете правилния тип сензор, ако искате да осигурите безпроблемна работа на вашето оборудване.

!
В тази статия авторът на канала "Make" Ваш собственСъздаване" ще ви покаже как да направите активен инфрачервен сензор, който реагира на пресичането на конвенционална линия. Например, когато преминавате през врата или кратко разстояниеот него.

Този сензор ще бъде полезен например за собствениците на магазини, той ще им позволи да чуят навреме за преминаване на купувач в определена зона. Той е безжичен и самостоятелен. Може да се монтира на всяко желано място. Освен това не изисква инсталиране на огледала, както лазерните системи. Принципът на работа е, че контролерът излъчва и приема отразен сигнал от обект. За да направите това, той има предаващ инфрачервен светодиод и приемен фотодиод, инсталиран на платката.

Обхватът на лъча е регулируем.
След като прочетете тази статия, почти всеки майстор, който знае поне малко как да използва поялник, ще може да копира това устройство.

Броят на необходимите части е минимален.

Необходими инструменти и консумативи:
1. Поялник и спойка.
2. Странични фрези.
3. Отвертка Phillips, малък самонарезен винт.
4. Двустранна лента.
5. Малко парче пенопласт.

И така, процесът на изграждане.
Скъсява крака на резистора, запоява го към OUT (изходния) контакт на платката и също така отрязва излишъка.