Naderingsschakelaars gebruiken met uw lineaire actuator

Naderingsschakelaars

Naderingsschakelaars of sensoren zijn contactloze schakelaars die de aanwezigheid van een object in hun omgeving kunnen detecteren. Deze sensoren kunnen worden gebruikt om een ​​lineaire actuator te vertellen dat hij moet bewegen of stoppen wanneer een object zich voor de sensor bevindt of als een object wordt weggenomen. Ze kunnen ook worden gebruikt om te bepalen hoe ver weg het dichtstbijzijnde object is, en kunnen worden gebruikt om feedback te geven om de lineaire actuator te besturen. Gewoonlijk ziet u naderingssensoren die worden gebruikt met handsfree of contactloze apparaten, zoals in handenvrije handdrogers en handsfree aangedreven laadkleppen in SUV's, maar ze worden ook gebruikt in een breed scala van industriële toepassingen. Voor gebruik met lineaire actuatorennaderingssensoren kunnen in verschillende situaties worden gebruikt, waaronder contactloze bediening en objectdetectie-feedback.

Nabijheidssensoren detecteren over het algemeen de aanwezigheid van een object door gebruik te maken van een elektromagnetisch veld, licht of geluid [1]. De methode die uw lineaire actuator detecteert of er een object aanwezig is, is afhankelijk van het type naderingssensor. Er zijn vier gangbare soorten naderingssensoren:

  • Inductief: Gebruikt een magnetisch veld om ijzerhoudend materiaal te detecteren
  • Capacitief: Gebruikt veranderingen in capaciteit om een ​​object te detecteren 
  • Foto-elektrisch: Gebruikt licht om te detecteren of er een object aanwezig is
  • Ultrasoon: Gebruikt geluid om te detecteren of er een object aanwezig is 

Uw keuze in type hangt af van uw toepassing en welk materiaal u wilt detecteren [1]. U zult ook een groot aantal andere specificaties hebben waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van de juiste naderingssensor, waaronder detectiebereik, responstijd, schakelfrequentie, bedrijfstemperatuur en uitgangssignaal. Om de juiste naderingssensor te kiezen, moet u rekening houden met uw toepassingsbehoeften, het type sensor en de bovenstaande specificaties, en het gegevensblad van de sensor raadplegen voor meer informatie.

Capacitieve naderingssensor

Wat is het verschil tussen naderingssensoren en bewegingsmelders?

Nabijheidssensoren zijn geen bewegingsdetectoren, ze detecteren de nabijheid van een object in plaats van beweging. Bewegingsmelders, zoals hun naam suggereert, meer beweging voelen dan de nabijheid van een object of persoon. Functioneel gezien kan een naderingssensor u vertellen hoe dicht een object zich bij de sensor bevindt, ongeacht of het object beweegt of niet. Bewegingsdetectoren worden alleen geactiveerd als er beweging is, ongeacht hoe dicht een object is.

Bewegingsdetector

Touchless bediening

Voor contactloze bediening gebruikt u de naderingssensor als een simpele drukknop. Om dit te doen, kiest u een naderingssensor met een korter detectiebereik, zodat u niet per ongeluk de schakelaar activeert, en een sensor die uw hand, voet of wat u ook probeert te detecteren, detecteert. Een goede optie hiervoor is een capacitieve naderingssensor, aangezien deze een kort detectiebereik hebben en een breed scala aan materialen kunnen detecteren, maar ultrasone en sommige foto-elektrische naderingssensoren werken ook zolang ze een korter detectiebereik hebben [1]. U moet de naderingssensor aansluiten op een microcontroller, zoals een Arduino, om de output van de sensor te lezen. Hoe u uw naderingssensor op uw microcontroller aansluit, hangt af van de sensor die u kiest, maar in de meeste gevallen ontvangt uw microcontroller een digitaal geconverteerde analoge waarde of moet hij een analoog signaal naar een digitale waarde converteren.

De naderingssensor werkt in deze toepassing alleen als een enkele drukknop, waardoor onze controle over de lineaire actuator wordt beperkt. Met behulp van onze microcontroller kunnen we code schrijven om te schakelen tussen uitschuiven en intrekken wanneer de sensor wordt geactiveerd en door de interne eindschakelaars van de lineaire actuator te gebruiken om de actuator te stoppen wanneer deze de volledig uitgeschoven of ingetrokken positie bereikt. We kunnen ook gebruik maken van interne feedback of externe eindschakelaars waardoor we andere posities kunnen gebruiken in plaats van volledig uitgeschoven of ingetrokken, hoewel we nog steeds beperkt zijn tot twee posities. Om dit in de firmware van onze microcontroller te doen, moeten we elke keer dat de naderingssensor wordt geactiveerd een vlagvariabele wisselen. Het onderstaande codevoorbeeld toont de hoofdlus van een Arduino IDE-code met behulp van de vlag sensorFlag om te bepalen in welke richting rijden de lineaire actuator, die wordt aangedreven door een Motor bestuurder.

Om deze vlag te wisselen, moeten we de waarde van de naderingssensor lezen. Omdat we niet weten wanneer de sensor wordt geactiveerd, moeten we ofwel constant de sensor in de hoofdlus van onze code lezen, of we kunnen interne timer-interrupts gebruiken om de sensor periodiek te lezen. Dit laatste wordt als de beste methode beschouwd, vooral als u uw microcontroller wilt gebruiken om parallelle taken uit te voeren, omdat het ervoor zorgt dat uw sensor altijd gedurende de exacte tijdsperiode wordt gelezen. Het onderstaande codevoorbeeld, dat een Arduino gebruikt, laat zien hoe je een interne timer-interrupt instelt die elke seconde wordt geactiveerd. Voor de Arduino is dit een beetje ingewikkelder dan externe interrupts en moet je misschien wat doen aanvullende lezing om te leren hoe u uw interrupt instelt voor uw toepassing.

De SINGAL-functie, in de bovenstaande code, is de onderbrekingsserviceroutine voor de timeronderbreking, die elke keer dat de onderbreking wordt geactiveerd, de waarde van de naderingssensor elke seconde bijwerkt. Als de waarde die van de sensor wordt afgelezen kleiner is dan onze drempelwaarde, beschouwen we de sensoren als “ingedrukt” en schakelen we de sensorFlag. U moet deze drempelwaarde vooraf bepalen door uw sensor uit te testen en een outputwaarde bepalen die u als "ingedrukt" wilt beschouwen. Om het wisselen van de sensorFlag te beperken tot slechts één keer terwijl de sensor “ingedrukt” is, is er nog een vlag die pas gereset wordt als de sensorwaarde niet meer kleiner is dan de drempelwaarde.

Obstakeldetectie

Nabijheidssensoren kunnen ook worden gebruikt om te meten hoe dicht het dichtstbijzijnde object ervoor is. Dit kan met name handig zijn in toepassingen met lineaire actuatoren om obstakels voor de actuator te detecteren en feedback terug te sturen naar de controller om de actuator te stoppen als deze te dicht bij een object komt, zoals in de onderstaande video. Als u een naderingssensor op een vergelijkbare manier wilt gebruiken, moet u een naderingssensor kiezen die een groter detectiebereik heeft en verschillende soorten materialen kan detecteren. Ultrasone sensoren zijn hiervoor een goede keuze, omdat ze een breed detectieveld kunnen hebben, hoewel u voorzichtig moet zijn met de blinde vlekken van de sensor.

De configuratie van de naderingssensor voor deze toepassing lijkt veel op de aanrakingloze bediening. U moet nog steeds de output van de sensor aflezen met een microcontroller en u wilt opnieuw gebruik maken van een interne timeronderbreking om periodiek de waarden van de sensor te lezen. Hoewel de sensor nu voor de actuator wordt geplaatst om obstakels ervoor te detecteren. De output van de sensor wordt gerelateerd aan de afstand van het dichtstbijzijnde object voor de sensor, wat betekent dat we een drempelwaarde kunnen bepalen die is gebaseerd op de minimale veilige afstand. Deze drempelwaarde is afhankelijk van de geselecteerde sensor. In het onderstaande codevoorbeeld wordt de SIGNAL-functie, die de interruptserviceroutine is, elke milliseconde uitgevoerd en meet de output van onze sensor en vergelijkt deze met onze drempelwaarde. Als de gemeten waarde kleiner is dan de drempelwaarde, wordt de flag sensorFlag op 1 gezet en in de hoofdlus gebruikt om de lineaire actuator te stoppen. Hoewel de gemeten waarde kleiner is dan de drempelwaarde, staat de code niet toe dat de actuator verder wordt verlengd totdat de meetwaarde groter is dan de drempelwaarde en de vlag wordt gereset naar 0. De code zal nog steeds de lineaire actuator om in te trekken terwijl de sensorFlag is ingesteld op 1, aangezien het nog steeds veilig is om de actuator in te trekken.

Referenties

[1] Kinney, T. A. (2001, sept.) Nabijheidssensoren vergeleken: inductief, capacitief, foto-elektrisch en ultrasoon Opgehaald van: https://www.machinedesign.com/automation-iiot/sensors/article/21831577/proximity-sensors-compared-inductive-capacitive-photoelectric-and-ultrasonic

Sensorbeelden van: Digikey.com  

product-sidebar product-sidebar
Tags:

Share this article

Uitgelichte producten

Klassieke staaf lineaire actuatoren
Klassieke staaf lineaire actuatoren In Stock
From $109.99USD
water resistant IP66 Premium Linear Actuator
Premium lineaire actuatoren In Stock
$129.99USD
TVL-170 Pop-up tv-lift aan achterzijde
TVL-170 Pop-up tv-lift aan achterzijde In Stock
On Sale From $590.00USD

Hulp nodig bij het vinden van de juiste actuator?

Wij precisie engineer en vervaardiging van onze producten, zodat u directe fabrikanten prijzen. Wij bieden dezelfde dag verzending en deskundige klantenondersteuning. Probeer onze Actuator Calculator te gebruiken om hulp te krijgen bij het kiezen van de juiste actuator voor uw toepassing.