Nabyheidskakelaars
Nabyheidskakelaars, of sensors, is nie-kontakskakelaars wat die teenwoordigheid van 'n voorwerp in hul omgewing kan opspoor. Hierdie sensors kan gebruik word om aan 'n lineêre aktuator te sê om te beweeg of te stop wanneer 'n voorwerp voor die sensor is, of as 'n voorwerp weggeneem word. Dit kan ook gebruik word om te bepaal hoe ver die naaste voorwerp aan hulle is, en kan gebruik word om terugvoer te gee om die lineêre aktuator te beheer. Gewoonlik sien u nabyheidsensors wat gebruik word met handvrye of aanraaklose toestelle, soos in aanrakinglose handdroër en handvrye aangedrewe agterhekke in SUV's, maar word ook in 'n wye verskeidenheid industriële toepassings gebruik. Vir gebruik met Lineêre aktuators, nabyheidsensors kan in verskillende situasies gebruik word, insluitend aanraaklose beheer en terugvoer van objekopsporing.
Nabyheidsensors bespeur gewoonlik die teenwoordigheid van 'n voorwerp deur elektromagnetiese veld, lig of klank [1] te gebruik. Die metode dat u lineêre aktuator agterkom of 'n voorwerp aanwesig is, sal afhang van die tipe nabyheidsensor. Daar is vier algemene soorte nabyheidsensors:
- Induktief: Gebruik magnetiese veld om ysterhoudende materiaal op te spoor
- Kapasitief: Gebruik veranderinge in kapasitansie om 'n voorwerp op te spoor
- Foto -elektries: Gebruik lig om op te spoor of 'n voorwerp aanwesig is
- Ultrasonies: Gebruik klank om op te spoor of 'n voorwerp aanwesig is
U keuse in die tipe hang af van u aansoek en watter materiaal u wil opspoor [1]. U sal ook 'n hele aantal ander spesifikasies hê wat u moet oorweeg wanneer u die regte nabyheidsensor kies, wat opsporingsreeks, responstyd, skakelfrekwensie, bedryfstemperatuur en uitsetsein insluit. Om die regte nabyheidsensor te kies, moet u u toepassingsbehoeftes, die tipe sensor, bogenoemde spesifikasies oorweeg en die datablad van die sensor raadpleeg vir meer inligting.
Wat is die verskil tussen nabyheidsensors en bewegingsdetektors?
Nabyheidsensors is nie bewegingsdetektore nie, aangesien dit die nabyheid van 'n voorwerp eerder as beweging opspoor. Bewegingsdetektors, soos hul naam suggereer, voel beweging eerder as die nabyheid van 'n voorwerp of persoon. Funksioneel kan 'n nabyheidsensor u vertel hoe naby 'n voorwerp aan die sensor is, of die voorwerp beweeg of nie. Terwyl bewegingsverklikkers slegs sal aktiveer as daar beweging is, ongeag hoe naby 'n voorwerp is.
Aanraaklose beheer
Vir aanraaklose beheer gebruik u die nabyheidsensor soos 'n eenvoudige drukknoppie. Om dit te kan doen, wil u 'n nabyheidsensor kies wat 'n korter opsporingsreeks het, sodat u nie per ongeluk die skakelaar aktiveer nie, en 'n sensor wat u hand, voet of wat u probeer opspoor. 'N Goeie opsie hiervoor is 'n kapasitiewe nabyheidsensor, aangesien hulle 'n kort opsporingsbereik het en 'n wye verskeidenheid materiale kan opspoor, maar ultrasonies en sommige foto -elektriese nabyheidsensors sal ook werk, solank hulle 'n korter opsporingsreeks het [1]. U moet die nabyheidsensor aan 'n mikrobeheerder koppel, soos 'n Arduino, om die uitset van die sensor te lees. Hoe u u nabyheidsensor aan u mikrobeheerder koppel, sal afhang van u keuse van sensor, maar in die meeste gevalle sal u mikrobeheerder óf 'n digitale omgeskakelde analoogwaarde ontvang, óf 'n analoogsein moet omskakel na 'n digitale waarde.
Die nabyheidsensor sal slegs soos 'n enkele drukknop in hierdie toepassing optree, wat ons beheer oor die lineêre aktuator sal beperk. Deur gebruik te maak van ons mikrobeheerder, kan ons kode skryf om te wissel tussen die uitbreiding en intrekking wanneer die sensor geaktiveer word en deur die interne limietskakelaars van die lineêre aktuator te gebruik om die aktuator te stop wanneer dit die volledig uitgebreide of teruggetrekte posisie bereik. Ons kan ook gebruik maak van interne terugvoer of eksterne limietskakelaars wat ons in staat stel om ander posisies te gebruik eerder as om volledig uit te brei of teruggetrek te word, hoewel ons steeds tot twee posisies beperk sal word. Om dit in die firmware van ons mikrobeheerder te doen, moet ons 'n vlagveranderlike skakel elke keer as die nabyheidsensor geaktiveer word. Die onderstaande kodemonster toon die hooflus van 'n Arduino IDE -kode met behulp van die vlag sensorflag om te bepaal watter rigting aan dryf die lineêre aktuator, wat deur 'n Motorbestuurder.
Om hierdie vlag te skakel, moet ons die waarde van die nabyheidsensor lees. Aangesien ons nie weet wanneer die sensor geaktiveer sal word nie, moet ons voortdurend die sensor in die hooflus van ons kode lees, of ons kan gebruik maak van interne timer -onderbrekings om die sensor periodiek te lees. Laasgenoemde word beskou as die beste praktyk, veral as u u mikrobeheerder wil gebruik om parallelle take te vorm, aangesien dit verseker dat u sensor altyd oor die presiese tydperk gelees sal word. Die onderstaande kodemonster, wat 'n Arduino gebruik, wys hoe om 'n interne timer -onderbreking op te stel wat elke sekonde geaktiveer word. Vir die Arduino is dit 'n bietjie meer ingewikkeld as eksterne onderbrekings, en u moet miskien sommige doen Bykomende lees Om te leer hoe om u onderbreking vir u aansoek op te stel.
Die singale funksie, in die kode hierbo, is die onderbrekingsdiensroetine vir die TIMER -onderbreking, wat werk elke keer as die onderbreking geaktiveer word, die waarde elke sekonde opdateer. As die waarde wat uit die sensor gelees word, kleiner is as ons drempelwaarde, beskou ons die sensors "ingedruk" en wissel die sensorflag. U moet hierdie drempelwaarde vooraf bepaal deur u sensor uit te toets en 'n uitsetwaarde te bepaal wat u as 'gedruk' wil beskou. Om die skakel van die sensorflag tot slegs een keer te beperk, terwyl die sensor 'gedruk' is, is daar 'n ander vlag wat nie weer herstel word voordat die sensorwaarde nie meer kleiner is as die drempelwaarde nie.
Hindernisopsporing
Nabyheidsensors kan ook gebruik word om te meet hoe naby die naaste voorwerp voor hulle is. Dit kan veral nuttig wees in toepassings met lineêre aktueerders om hindernisse voor die aktuator op te spoor en terugvoer aan die beheerder terug te stuur om die aktuator te stop as dit te naby aan 'n voorwerp kom, soos in die video hieronder. Om 'n nabyheidsensor op 'n soortgelyke manier te gebruik, wil u 'n nabyheidsensor kies wat 'n groter opsporingsreeks het en in staat is om verskillende soorte materiale op te spoor. Ultrasoniese sensors is 'n goeie keuse hiervoor, want hulle kan 'n wye waarnemingsveld hê, hoewel u versigtig moet wees vir die blinde kolle van die sensor.
Die opstelling van die nabyheidsensor vir hierdie toepassing stem baie ooreen met die aanraaklose beheer. U moet nog steeds die uitset van die sensor met behulp van 'n mikrobeheerder lees, en u wil weer gebruik maak van 'n interne timer -onderbreking om die waardes van die sensor periodiek te lees. Alhoewel, sal die sensor nou voor die aktuator geplaas word om hindernisse daarvoor op te spoor. Die uitset vanaf die sensor sal verband hou met die afstand van die naaste voorwerp voor die sensor, wat beteken dat ons 'n drempelwaarde kan bepaal wat gebaseer is op die minimum veilige afstand. Hierdie drempelwaarde sal wissel op grond van die sensor wat gekies word. In die onderstaande kodemonster word die seinfunksie, wat die onderbrekingsdiensroetine is, elke millisekonde vooraf gevorm en meet die uitset van ons sensor en vergelyk dit met ons drempelwaarde. As die gemete waarde kleiner is as die drempelwaarde, is die vlagsensorflag op 1 gestel en word dit in die hooflus gebruik om die lineêre aktuator te stop. Alhoewel die gemete waarde kleiner is as die drempelwaarde, sal die kode nie toelaat dat die aktuator verder uitgebrei word totdat die meetwaarde groter is as die drempelwaarde nie en die vlag teruggestel word tot 0. Die kode sal steeds die lineêr moontlik maak Aktuator om terug te trek terwyl die sensorflag op 1 gestel is, aangesien dit steeds veilig is om die aktuator terug te trek.
Verwysings
[1] Kinney, T. A. (2001, Sept) Nabyheidssensors vergelyk: induktief, kapasitief, foto -elektries en ultrasonies Ontvang vanaf: https://www.machinedesign.com/automation-iiot/sensors/article/21831577/proximity-sensors-compared-inductive-capacitive-photoelectric-and-ultrasonic
Sensorbeelde van: Digikey.com
