Menggunakan Sakelar Kedekatan dengan Aktuator Linear Anda

Sakelar kedekatan

Sakelar kedekatan, atau sensor, adalah sakelar non-kontak yang dapat mendeteksi keberadaan objek di sekitarnya. Sensor -sensor ini dapat digunakan untuk memberi tahu aktuator linier untuk bergerak atau berhenti ketika suatu objek berada di depan sensor atau jika suatu objek diambil. Mereka juga dapat digunakan untuk menentukan seberapa jauh objek terdekat dengan mereka dan dapat digunakan untuk memberikan umpan balik untuk mengendalikan aktuator linier. Umumnya, Anda akan melihat sensor kedekatan yang digunakan dengan perangkat hands-free atau tanpa sentuhan, seperti pengering tangan tanpa sentuhan dan tailgate bertenaga tangan-bebas di SUV, tetapi juga digunakan dalam berbagai aplikasi industri. Untuk digunakan dengan aktuator linier, sensor kedekatan dapat digunakan dalam berbagai situasi termasuk kontrol tanpa sentuhan dan umpan balik deteksi objek.

Sensor kedekatan umumnya mendeteksi keberadaan suatu objek dengan menggunakan medan elektromagnetik, cahaya, atau suara [1]. Metode bahwa aktuator linier Anda mendeteksi apakah suatu objek hadir akan tergantung pada jenis sensor kedekatan. Ada empat jenis sensor kedekatan yang umum:

  • Induktif: Menggunakan medan magnet untuk mendeteksi bahan besi
  • Kapasitif: Menggunakan perubahan kapasitansi untuk mendeteksi suatu objek 
  • Fotoelektrik: Menggunakan cahaya untuk mendeteksi jika ada objek
  • Ultrasonik: Menggunakan suara untuk mendeteksi jika ada objek 

Pilihan Anda dalam jenis akan tergantung pada aplikasi Anda dan materi apa yang ingin Anda deteksi [1]. Anda juga akan memiliki sejumlah spesifikasi lain yang perlu Anda pertimbangkan ketika memilih sensor kedekatan yang tepat, yang mencakup rentang deteksi, waktu respons, frekuensi switching, suhu operasi, dan sinyal output. Untuk memilih sensor kedekatan yang tepat, Anda harus mempertimbangkan kebutuhan aplikasi Anda, jenis sensor, spesifikasi di atas, dan berkonsultasi dengan lembar data sensor untuk informasi tambahan.

Sensor kedekatan kapasitif

Apa perbedaan antara sensor kedekatan & detektor gerak?

Sensor kedekatan bukanlah detektor gerak karena mereka mendeteksi kedekatan objek daripada gerakan. Detektor Gerakan, seperti yang disarankan oleh nama mereka, gerakan merasakan daripada kedekatan suatu objek atau orang. Secara fungsional, sensor kedekatan akan dapat memberi tahu Anda seberapa dekat suatu objek dengan sensor apakah objek bergerak atau tidak. Sementara detektor gerak, hanya akan memicu ketika ada gerakan terlepas dari seberapa dekat suatu objek.

Detektor Gerak

Kontrol tanpa sentuhan

Untuk kontrol tanpa sentuhan, Anda akan menggunakan sensor kedekatan seperti tombol tekan sederhana. Untuk melakukan ini, Anda ingin memilih sensor kedekatan yang memiliki rentang deteksi yang lebih pendek, sehingga Anda tidak secara tidak sengaja memicu sakelar, dan sensor yang akan mendeteksi tangan, kaki, atau apa pun yang Anda coba deteksi. Pilihan yang baik untuk ini adalah sensor kedekatan kapasitif karena mereka memiliki rentang deteksi pendek dan dapat mendeteksi berbagai bahan, tetapi ultrasonik dan beberapa sensor kedekatan fotolektrik juga akan bekerja selama mereka memiliki rentang deteksi yang lebih pendek [1]. Anda perlu menghubungkan sensor kedekatan ke mikrokontroler, seperti Arduino, untuk membaca output sensor. Bagaimana Anda menghubungkan sensor kedekatan Anda ke mikrokontroler Anda akan tergantung pada pilihan sensor Anda, tetapi dalam kebanyakan kasus, mikrokontroler Anda akan menerima nilai analog yang dikonversi digital atau perlu mengonversi sinyal analog ke nilai digital.

Sensor kedekatan hanya akan bertindak seperti tombol tekan tunggal dalam aplikasi ini, yang akan membatasi kontrol kami atas aktuator linier. Memanfaatkan mikrokontroler kami, kami dapat menulis kode untuk beralih antara memperpanjang dan menarik kembali ketika sensor dipicu dan dengan memanfaatkan sakelar batas internal dari aktuator linier untuk menghentikan aktuator ketika mencapai posisi yang sepenuhnya diperluas atau ditarik. Kami juga dapat menggunakan umpan balik internal atau sakelar batas eksternal yang memungkinkan kami untuk memanfaatkan posisi lain daripada sepenuhnya diperluas atau ditarik, meskipun kami masih akan dibatasi pada dua posisi. Untuk melakukan ini di firmware microcontroller kami, kami perlu beralih variabel bendera setiap kali sensor kedekatan dipicu. Sampel kode di bawah ini menunjukkan loop utama kode IDE Arduino menggunakan sensorflag flag untuk menentukan arah mana mengendarai aktuator linier, yang didorong oleh a pengemudi motor.

Untuk beralih bendera ini, kita perlu membaca nilai sensor kedekatan. Seperti yang tidak kita ketahui kapan sensor akan dipicu, kita harus terus -menerus membaca sensor di loop utama kode kita atau kita dapat menggunakan interupsi timer internal untuk membaca sensor secara berkala. Yang terakhir dianggap sebagai praktik terbaik, terutama jika Anda ingin menggunakan mikrokontroler Anda untuk membentuk tugas paralel, karena memastikan sensor Anda akan selalu dibaca selama periode waktu yang tepat. Sampel kode di bawah ini, yang menggunakan Arduino, menunjukkan cara mengatur interupsi timer internal yang dipicu setiap detik. Untuk Arduino, ini sedikit lebih kompleks daripada interupsi eksternal dan Anda mungkin perlu melakukan beberapa bacaan tambahan Untuk mempelajari cara mengatur interupsi Anda untuk aplikasi Anda.

Fungsi singal, dalam kode di atas, adalah rutinitas layanan interupsi untuk Timer Interrupt, yang berjalan setiap kali interupsi dipicu, memperbarui nilai dari sensor kedekatan setiap detik. Jika nilai yang dibaca dari sensor lebih kecil dari nilai ambang batas kami, kami menganggap sensor "ditekan" dan beralihnya sensorflag. Anda perlu menentukan nilai ambang batas ini sebelumnya dengan menguji sensor Anda dan menentukan nilai output yang ingin Anda pertimbangkan sebagai "ditekan". Untuk membatasi pengaliran sensorflag hanya sekali sementara sensor "ditekan", ada bendera lain yang tidak diatur ulang sampai nilai sensor tidak lagi lebih kecil dari nilai ambang batas.

Deteksi Hambatan

Sensor kedekatan juga dapat digunakan untuk mengukur seberapa dekat objek terdekat di depannya. Ini bisa sangat berguna dalam aplikasi dengan aktuator linier untuk mendeteksi hambatan di depan aktuator dan mengirim umpan balik kembali ke pengontrol untuk menghentikan aktuator jika terlalu dekat dengan objek, seperti dalam video di bawah ini. Untuk menggunakan sensor kedekatan dengan cara yang sama, Anda ingin memilih sensor kedekatan yang memiliki rentang deteksi yang lebih besar dan mampu mendeteksi berbagai jenis bahan. Sensor ultrasonik adalah pilihan yang baik untuk ini karena mereka dapat memiliki bidang penginderaan yang luas, meskipun Anda harus hati -hati dengan bintik -bintik buta sensor.

Pengaturan sensor kedekatan untuk aplikasi ini sangat mirip dengan kontrol tanpa sentuhan. Anda masih perlu membaca output sensor menggunakan mikrokontroler dan Anda akan kembali ingin menggunakan interupsi timer internal untuk membaca nilai -nilai dari sensor secara berkala. Meskipun, sensor sekarang akan diposisikan di depan aktuator untuk mendeteksi hambatan di depannya. Output dari sensor akan terkait dengan jarak objek terdekat di depan sensor, yang berarti kita dapat menentukan nilai ambang batas yang didasarkan pada jarak aman minimum. Nilai ambang ini akan bervariasi berdasarkan sensor yang dipilih. Dalam sampel kode di bawah ini, fungsi sinyal, yang merupakan rutinitas layanan interupsi, dibentuk sebelumnya setiap milidetik dan mengukur output sensor kami dan membandingkannya dengan nilai ambang batas kami. Jika nilai yang diukur lebih kecil dari nilai ambang batas, sensorflag flag diatur ke 1 dan digunakan dalam loop utama untuk menghentikan aktuator linier. Sementara nilai yang diukur lebih kecil dari nilai ambang batas, kode tidak akan memungkinkan aktuator diperpanjang lebih jauh sampai nilai ukuran lebih besar dari nilai ambang batas dan bendera diatur ulang ke 0. Kode masih akan memungkinkan linier Aktuator untuk menarik kembali sementara sensorflag diatur ke 1 karena masih aman untuk menarik kembali aktuator.

 Referensi

[1] Kinney, T. A. (2001, September) Sensor Proximity Dibandingkan: Induktif, Kapasitif, Fotoelektrik, dan Ultrasonik Diterima dari: https://www.machinedesign.com/automation-iiot/sensors/article/21831577/proximity-sensors-compared-inductive-capacitive-photoelectric-and-ultrasonic

Gambar sensor dari: Digikey.com  

Share This Article
Tags:

Need Help Finding the Right Actuator?

We precision engineer and manufacture our products so you get direct manufacturers pricing. We offer same day shipping and knowledgeable customer support. Try using our Actuator Calculator to get help picking the right actuator for your application.