Простая схема датчика приближения и работа с приложениями

В нашей повседневной жизни мы привыкли реализовывать различные типы цепей датчиков с использованием различных типов датчиков, таких как ИК-датчики, датчик температуры, датчик давления, ИК-датчик и так далее. Часто мы наблюдаем систему автоматического открывания дверей на основе схемы датчика PIR, автоматическую систему уличного освещения на основе схемы датчика LDR, систему выработки электроэнергии на основе схемы пьезоэлектрического датчика, систему светофора на основе схемы ИК-датчика, систему обнаружения препятствий на основе схемы ультразвукового датчика и так далее.

Здесь, в этой статье, давайте обсудим простую схему датчика приближения и работу . Но, прежде чем подробно обсуждать датчики приближения, прежде всего, мы должны знать, что на самом деле означает датчик приближения?

Датчик приближения

Датчик, который можно использовать для определения присутствия окружающих его объектов без какого-либо физического контакта, называется датчиком приближения. Это можно сделать с помощью электромагнитного поля или пучка электромагнитного излучения, в котором поле или обратный сигнал изменяется в случае присутствия любого объекта в его окружении. Этот объект, обнаруженный датчиком приближения, называется целью.

Таким образом, если мы обсуждаем различные типы целей, такие как пластиковая цель, металлическая цель и т. д., требуются различные типы датчиков приближения, такие как емкостный датчик приближения или фотоэлектрический датчик приближения, индуктивный датчик приближения, магнитный датчик приближения и так далее. Диапазон, в котором датчик приближения может обнаружить объект, называется номинальным диапазоном. В отличие от других датчиков, датчики приближения могут служить долго и иметь очень высокую надежность, поскольку в них нет механических частей, а также отсутствует физический контакт между датчиком и обнаруживаемым объектом.

Схема датчика приближения

Давайте обсудим схему индуктивного датчика приближения, которая наиболее часто используется во многих приложениях. Принципиальная схема датчика приближения показана на рисунке выше, который состоит из различных блоков, таких как блок генератора, электрическая индукционная катушка, источник питания, регулятор напряжения и т. Д.

Принцип работы датчика приближения

Схема индуктивного датчика приближения используется для обнаружения металлических предметов, и эта схема не обнаруживает никаких объектов, кроме металлов. На приведенной выше схеме датчика приближения представлено поле, создаваемое катушкой, которое создается за счет источника питания. Каждый раз, когда это поле нарушается из-за обнаружения любого металлического объекта (когда металлический объект входит в это поле), генерируется вихревой ток, который циркулирует внутри цели.

Из-за этого на датчик будет оказываться нагрузка, уменьшающая амплитуду электромагнитного поля. Если металлический объект (называемый целью, как мы обсуждали ранее в этой статье) перемещается к датчику приближения, то вихревой ток соответственно увеличивается. Таким образом, нагрузка на осциллятор увеличится, что уменьшит амплитуду поля.

Блок триггера в цепи датчика приближения используется для контроля амплитуды осциллятора, и на определенных уровнях (заранее определенных уровнях) схема триггера включает или выключает датчик (который в нормальном состоянии). Если металлический объект или цель отодвинуть от датчика приближения, амплитуда осциллятора увеличится.

Форма волны генератора индуктивного датчика приближения в присутствии цели и в отсутствие цели может быть представлена, как показано на рисунке выше.

Рабочие напряжения цепи датчика приближения

В настоящее время доступны индуктивные датчики приближения с различным рабочим напряжением. Эти индуктивные датчики приближения доступны в режимах переменного, постоянного и переменного / постоянного тока (универсальные режимы). Рабочий диапазон цепей датчиков приближения составляет от 10 В до 320 В постоянного тока и от 20 В до 265 В переменного тока.

Схема подключения датчика приближения

Подключение схемы датчика приближения выполняется, как показано на рисунке ниже. В зависимости от состояния транзистора, основанного на отсутствии цели, выходы датчика приближения считаются NC (нормально закрытые) или NO (нормально открытые).

Если выход PNP низкий или выключен, а цель отсутствует, то мы можем считать устройство нормально разомкнутым. Точно так же, если выход PNP высокий или включен, когда цель отсутствует, мы можем считать устройство нормально закрытым.

Размер цепи датчика приближения - целевой

Плоская и гладкая поверхность толщиной 1 мм из низкоуглеродистой стали может считаться стандартной целью. Доступны различные марки стали, а низкоуглеродистая сталь состоит из углерода и железа (с более высоким содержанием). Стандартная цель с экранированными датчиками будет иметь стороны, равные диаметру чувствительной поверхности. Сторона цели с неэкранированными датчиками равна большему из двух, то есть диаметру чувствительной поверхности или трехкратному номинальному рабочему диапазону.

Несмотря на то, что размер цели больше стандартного, диапазон обнаружения не изменится. Но, если размер цели станет меньше стандартной или неправильной, то расстояние обнаружения уменьшится. Таким образом, мы можем сказать, что, будучи малым размером с цель, цель должна быть перемещена ближе к воспринимающей поверхности, чтобы ее можно было обнаружить.

Применение схемы датчика приближения

Цепь датчика приближения может использоваться в различных приложениях, несколько вариантов применения схемы датчика приближения описаны ниже:

Простой металлоискатель может быть сконструирован с использованием датчика приближения, зуммера и LC-цепи (индуктор, подключенный параллельно конденсатору), которые подключены, как показано на приведенной выше принципиальной схеме. Эта схема заставит светодиод светиться, а зуммер будет издавать звуковой сигнал при обнаружении металлических предметов или целей.

Эта схема датчика приближения часто используется в мобильных телефонах (смартфонах или телефонах с сенсорным экраном), которые мы используем в повседневной жизни. Если этот датчик перемещается рядом с ухом, или его тень падает, или к нему прикасаются, тогда подсветка дисплея мобильного телефона отключается, так что он избегает касания экрана мобильного телефона (избегает контакта экрана с лицом или пальцами) во время звонков ( на основании требований). Сенсорные переключатели могут быть реализованы с использованием схем датчика приближения, а схема датчика приближения может использоваться для разработки проектов роботизированных металлоискателей.

Хотите разрабатывать проекты электроники на основе сенсоров, используя свои новаторские идеи? Затем опубликуйте свои идеи технической помощи в разработке проектов самостоятельно.