Для охорони периметра, а також дверей, вікон та незахищених проходів широко використовуються активні інфрачервоні сповіщувачі, що працюють на перетин променя. Сповіщувач складається з двох основних компонентів: передавача та приймача, які повинні перебувати в зоні прямої взаємної видимості. Датчик формує тривожне повідомлення при перериванні порушником променя, що потрапляє до приймального пристрою. Практично всі ІЧ-променеві охоронні сповіщувачі об'єднують в одному корпусі кілька променів у синхронну систему. Можливо два, чотири і більше промені. Це робиться збільшення висоти променевого бар'єру, і навіть підвищення надійності роботи, оскільки помилкові спрацьовування – одне з основних проблем використання подібних датчиків. Багатопроменева система допомагає вирішити проблему хибних спрацьовувань при попаданні в зону променя насамперед щодо дрібних сторонніх об'єктів, таких як птахи, падаючі листя тощо. туман), що зменшують прозорість середовища. Надійність у разі забезпечують за рахунок багаторазового перевищення енергії променя над мінімальним пороговим значенням, необхідним спрацьовування датчика. Джерелом перешкод може бути також пряме засвічення приймача сонячними променями. Найчастіше це трапляється на заході сонця або світанку, коли сонце стоїть низько над горизонтом. Згідно з російськими стандартами, датчик повинен зберігати працездатність при природній освітленості не менше 10000 лк і не менше 500 лк - від електричних освітлювальних приладів. Більшість сучасних променевих сповіщувачів мають спеціальні засоби фільтрації фонового випромінювання і із засвіченням загалом справляються. Однак для забезпечення високої схибленості від фонового засвічення дуже важливо правильно юстувати датчик при його налаштуванні. Що стосується нашого завдання, то використання ІЧ-променевих охоронних сповіщувачів може бути утруднене через конструктивних особливостеймонтаж на об'єкті. Передавач та приймач необхідно кріпити на стінах усередині шлюзу. Відповідно, обладнання працюватиме в умовах постійної високої вологості. Крім того, не виключений фізичний контакт судна, що знаходиться в шлюзі, зі стінами. Зрозуміло, що датчик буде просто роздавлений. Зайнявшись пошуками відповідного конструктивного виконання, ми звернули увагу на аналогічні пристрої, що застосовуються для автоматизації виробництва.

Безконтактні датчики положення об'єкта.Світ автоматизації набагато багатший і різноманітніший від систем безпеки, якщо порівнювати їх за номенклатурою всіляких датчиків і виконавчих пристроїв. Наш вибір ліг на оптичні датчики положення. Вони призначені для безконтактного визначення наявності/відсутності об'єкта в контрольованому просторі.
Використовуються для автоматизації будь-яких промислових процесів, у робототехніці, системах контролю, обробки та монтажу. Фотоелектричний датчик може бути використаний для виявлення об'єктів на відстані від кількох міліметрів до кількох десятків або навіть сотень метрів. Реєстрація будь-яких об'єктів та велика дальність дії відрізняє фотодатчик від інших типів подібних пристроїв: наприклад, індуктивних, ємнісних або ультразвукових. Оптичний датчик складається з джерела (випромінювача) та приймача оптичного випромінювання, які можуть розташовуватися в одному корпусі (моноблочні датчики) або різних корпусах (двоблочні датчики). Джерело датчика створює оптичне випромінювання в заданому просторі, приймач реагує на відбитий від об'єкта світловий потік або переривання його.

Датчики на інфрачервоних променях широко застосовуються в багатьох охоронних пристроях, в автоматиці, їх переваги в порівнянні з оптичними реагують на видиме світло і ємнісні очевидні.

Інфрачервоні промені невидимі, вони ні кому і нічому не заважають, а у випадку з охоронною системою забезпечують необхідну скритність розміщення датчика. Важливий фактор і висока стабільність, що майже не залежить від стану навколишнього середовища (ІЧ-випромінювання добре проходить і через воду). На сайті сайт вже не раз публікувалися подібні схеми ІЧ-датчиків, ця схема відрізняється простотою та невеликою кількістю деталей.

На малюнку наведено схему ІЧ-датчика, який може працювати на відображення або на перетин променя. Завдяки використанню модуляції випромінювання та частотної селекції випромінювання, що приймається, датчик добре захищений від перешкод інфрачервоного випромінювання різних теплових приладів і пультів. дистанційного керуванняапаратурою.

Схема датчика

В основі схеми є мікросхема тонального декодера LM567 (Л.1). У ній є мультивібратор, частота якого залежить від RC-ланцюга на висновках 5 і 6, і селективний підсилювач з ФАПЧ (у складі якого працює мультивібратор).

Мал. 1. Принципова схемадатчика пересіяння на інфрачервоних променях.

Якщо частоту з виходу мультивібратора подати на ІЧ-світлодіод, а на вході мікросхеми включити фототранзистор, то мікросхема реагуватиме (логічним нулем на виході) виключно на світло цього світлодіода.

Ключ на транзисторах VТ1 і VТ2 посилює потужності імпульси, що надходять з виведення 5 А1, так щоб яскравість ІЧ-світлодіода HL1 була достатньою для прийому його випромінювання фототранзистором FT1 з відстані в кілька метрів. Чутливість фототранзистора встановлюється підстроювальним резистором R1 так, щоб вийшла необхідна дальність.

Як тільки перешкода, розташована перед датчиком даної плати (датчик складається з фототранзистора FT1 та ІЧ-світлодіода HL1) виявляється на достатній відстані, ІЧ-світло, випромінюване ІЧ-світлодіодом HL1 від нього відбивається і потрапляє на світлочутливу поверхню фототранзистора FT 1. Це призводить до тому, що на виведенні мікросхеми 8 А1 виникає логічний нуль. На базу транзистора VТЗ через резистор R7 надходить струм, що відкриває.

Транзистор VТЗ відкривається, і відкриває транзистор VТ4, колекторного ланцюга якого включена обмотка реле К1. Обмотка цього реле розрахована на напругу 5V. Діод VD1 захищає транзистор від пошкодження викидами ЕРС самоіндукції реле обмотки.

Деталі та друкована плата

Якщо перешкода віддаляється на відстань більше за межу чутливості, то реле вимикається. Фототранзистор взято від несправної механічної комп'ютерної миші. Він має достатню чутливість. Його можна замінити будь-яким іншим фототранзистором.

Але використовувати інтегральні фотоприймачі від систем дистанційного керування не можна, оскільки вони налаштовані певну частоту і мають вбудований формувач логічних імпульсів.

Мал. 2. Друкована плата схеми датчика.

ІЧ-світлодіод, - будь-який інфрачервоний світлодіод, що застосовується в пультах дистанційного керування. На малюнку наводиться розведення друкованої платидля датчика, що працює на відбиток.

ІЧ-світлодіод на платі розташований з боку друкованих провідників, а плата служить світлонепроникною перегородкою, що виключає пряме влучення світла від нього на фототранзистор. Для забезпечення непрозорості плати тут є велика непротруєна ділянка фольги.

Цю ділянку бажано зафарбувати чорним маркером, щоб вона була чорного кольору. Для роботи на перетин променя ІЧ-світлодіод розташовують далеко за межами плати, і встановлюють його навпаки, націливши на фототранзистор.

Практичне застосування датчика, -охоронні системи, пристрої побутової та виробничої автоматики, а також, як пожежний датчик задимлення. У цьому випадку, при виникненні задимлення навколишнє датчик середовище стає малопрозорим через частинки диму і оптичний зв'язокпорушується.

Наумов А. І. РК-2017-01.

Література:

1. Довідник - Тональний декодер LM567. РК-06-2006.
2. Наумов А.І. - Інфрачервоний датчик. РК-09-2006.

Датчики наближення поділяються за типом роботи:
— індукційнідатчики РСТІ
— ємніснідатчики РСТЕ
— магнітнідатчики РСТМ
— лазернідатчики на перетин променя РСТЛ
це аналог дорогих датчиків XUB LAPCN M12R та ін. фірми Telemecanique
— оптичнідатчики на відображення променя РСТО (відмінно зарекомендували замість індукційних та ємнісних)

Пропонуємо датчики наближення індукційного типу, датчики наближення магнітного типу, датчики наближення ємнісного типу Також виробляємо лазерні та оптичні датчики. Усі датчики застосовуються до роботи промислового устаткування. Ми виробляємо кілька типів датчиків, які охоплюють 95% всіх потреб підприємств.

Варто відзначити, що найкращою заміною датчиків XUBLAPCNM12R є наші лазерні датчики РСТЛ. Вони працюють значно надійніше як за електричними характеристиками, так і за механічними параметрами; наші датчики металеві.

Фахівцям, які знають сферу застосування датчиків для обладнання, необхідно вибрати датчик відповідно до своїх параметрів:
- Тип датчика (індукційний, магнітний, ємнісний, лазерний, оптичний)
— вихідний канал PNP або NPN та стан виходу: закритий або відкритий
- Діаметр і конструкцію датчика (різьбовий або плоский)

Детальніше представимо всі типи вироблених датчиків:

Індукційні датчики РТТІ спрацьовують на наближення металу:
Вартість = 1416 рублів з ПДВ
Напруга вхідна: 10-30В
Захист від переполюсування

Сфера застосування: конвеєри, верстати, транспортери, дробоструминні апарати, стрічкові пили, механізми перекидачів і зіштовхувачів, механізми агрегатів, що подають, контроль наявності деталей

Ємнісні датчики спрацьовують на наближення будь-якого предмета:
Напруга вхідна: 10-30В
Захист від переполюсування
Виконання: Різьбове в металевому корпусі, діаметри 8мм, 12мм, 18мм
Сфера застосування: конвеєри, верстати, транспортери, дробоструминні апарати, стрічкові пили, механізми перекидачів,
механізми агрегатів, що подають, контроль наявності деталей

Магнітні датчики РСТМ спрацьовують на наближення магніту:
Напруга вхідна: 10-30В
Захист від переполюсування
Виконання: У паз або з кріпленням зверху
Сфера застосування: пневмоциліндри, пневмоапаратура, гідроциліндри з вузлами механізації, шток з магнітним кільцем
Датчик повністю герметичний. Має вбудований світлодіод стану.

Лазерні датчики РСТЛ спрацьовують на перетин променя: Вартість = 5310 рублів з ПДВ

Параметри датчиків:
- Діаметр 12мм або 18мм в металевому корпусі
- Напруга живлення 10 ... 30В
- споживаний струм 50мА ... 100мА
- Дальність променя від 5 до 20метрів
- Кут прийому променя приймачем = 20 градусів від осі. (Приймає промінь під кутом)
- Вихідний струм = 150мА
— Захист піт переполюсування

На передавач подається напруга живлення. Тобто. 2 дроти.
На приймач подається напруга живлення та знімається вихідний сигнал. Тобто. 3 дроти.
Сфера застосування лазерних датчиків: транспортери, перекладачі, рухомі механізми, механізми обертання, обмежувачі ходу механізмів, контроль наявності деталей.
У комплекті йдевипромінювач та приймач.
Датчик спрацьовує на перетин променя між випромінювачем та приймачем.
У датчик убудований світлодіодний індикаторстану.
Крім того, датчик М18 можна включити в режим як PNP так і NPN тобто. застосувати у будь-якому типі контролерів та обладнання.

Оптичні датчики РСТО, що спрацьовують на відбиття світла від поверхні:
Вартість = 4484 рублів з ПДВ
Напруга вхідна: 10-30В
Захист від переполюсування
Виконання: Різьбове у металевому корпусі діаметром М18

Застосовується у разі коли необхідно контролювати перетин об'єктом умовної лінії чи наближення об'єкта до датчика ближче встановленого.
Сфера застосування: Контроль за положенням об'єктів, контроль механізмів, контроль наявності деталей

Оптичний датчик спрацьовує при відображенні променя поверхні деталі, об'єкта.
Один з найпрактичніших і найзручніших датчиків т.к. сам датчик можна сховати від дії
на нього механізми, які можуть пошкодити корпус датчика.
Дальність спрацьовування регулюється залежно від типу поверхні:
Срібляста, дзеркальна, що відбиває: від 10см до 100см
Сіра матова, чорна матова: від 3см до 50см
У корпус датчика вбудований регулятор відстані спрацьовування та світлодіодний індикатор стану.
Крім того, датчик можна включити в режим як PNP так і NPN тобто. застосувати у будь-якому типі контролерів та обладнання.

Рекомендуємо оптичні датчики застосовувати замість індукційних та ємнісних.і ваша система працюватиме стабільніше.
Причина в наступному: для індукційних і ємнісних датчиків важлива відстань до об'єкта, а через
рухомої механізації та люфтів в обладнанні часом буває складно забезпечити стабільне переміщення 2-5мм, то виникають моменти коли датчик не спрацьовує через недосяжну відстань до об'єкта або прапорця.
Оптичному датчику не страшні люфти та коливання механізмів, він працює на будь-який налаштований просвіт.

Вихідні дроти мають різні кольори, тому заплутатися вкрай складно:
Синій (Blue) - Мінус харчування
Червоний (Brown) - Плюс
Чорний (Black) - Вихід
Білий (White) - Режим PNP - NPN

Схеми підключень датчиків, залежно від типу PNP чи NPN:

Датчики застосовують у промисловості контролю об'єктів і механізмів.
Сигнали з датчиків надходять у контролери, які обробляють ці дані та відпрацьовують відповідно до сигналу від датчика.
Від якості роботи датчиків на 90% залежить якість та безперебійність роботи обладнання.
Про це знають усі електрики та енергетики.

Часом нестабільна роботадатчика може призвести до поломки механізму обладнання, а це у свою чергу призводить до виходу з ладу електродвигунів керуючих механізмами або пошкодження пневмо або гідросистеми. Крім того, потрібно врахувати, що і сама продукція, що обробляється на обладнанні, так само може постраждати. Тобто. саме датчики, у 80% випадків, винні у поломці обладнання. А там, де є поломка, там автоматично починаються простої обладнання і часом його дорогий ремонт.

ВАЖЛИВОщоб датчики вибирав досвідчений, відповідальний персонал. Інакше через неправильно обраний датчик так само може відбуватися збій у роботі обладнання та його поломка. Наведемо простий приклад поломки конвеєрної лінії:
електрик вибрав для контролю переміщення каретки датчик індукції, який повинен спрацьовувати на наявність металевого прапорця. Встановив. Місяць відпрацювало нормально. У процесі обслуговування механізмів хтось, по необережності, накинув рукавицю на прапорець руху, в результаті коли під'їхав конвеєр до обмежувальної перегородки то датчик не розпізнав наявність металу т.к. відстань до металу була близько 20мм. Відповідно датчик не подав сигнал про те, що каретка підійшла на вихідну позицію.
В результаті напруга з двигуна каретки не знялася і механізм уперся в металеву перегородку. Двигун простояв на упорі близько 5 хвилин і задимив. У підсумку маємо:
1. Згорілий двигун
2. Простий обладнання
3. Втрата часу та грошей на відновлення працездатності обладнання

Висновок такий, що в даному випадку потрібно було застосовувати один із таких варіантів:
або простий механічний кінцевик
- або датчик ємнісної
- або датчик лазерний на перетин променя

Важливо правильно вибрати тип датчика, якщо хочете досягти безперебійної роботи обладнання.

!
У цій статті автор каналу "Make Your OWN Creation" покаже Вам як зробити активний інфрачервоний датчик, що реагує на перетин умовної лінії. Наприклад при проході через дверний отвір або на невеликій відстанівід нього.

Даний датчик буде корисним, наприклад, для господарів магазинів, він дозволить вчасно почути про перетин певної зони покупцем. Він є бездротовим та автономним. Може бути встановлений у будь-якому потрібному місці. Також не вимагає установки дзеркал, як лазерні системи. Принцип роботи полягає у випромінюванні та прийомі контролером відбитого сигналу від об'єкта. Для цього у нього на платі встановлені передавальний інфрачервоний світлодіод і фотодіод, що приймає.

Дальність дії променя регулюється.
Прочитавши цю статтю, практично будь-який саморобкін, який хоч трохи вміє користуватися паяльником, зможе повторити цей пристрій.

Кількість необхідних деталей мінімальна.

З інструментів та розхідників будуть потрібні:
1. Паяльник та припій.
2. Бокорізи.
3. Викрутка хрестова, невеликий саморіз.
4. Двосторонній скотч.
5. Невеликий шматочок спіненого пластику.

Отже, процес збирання.
Вкорочує ніжку резистора, припаює його до контакту OUT (вихід) на платі, також обрізає зайве.