Skip to main content

ELECTRIC AND INSTRUMENTATION ENGINEERING - Photoelectric Sensors

Photoelectric Sensors


Sensor fotolistrik mendeteksi benda, perubahan kondisi permukaan, dan benda lainnya melalui berbagai sifat optik. Sensor fotolistrik terutama terdiri dari emitor untuk memancarkan cahaya dan penerima untuk menerima cahaya. Bila cahaya yang dipancarkan terputus atau dipantulkan oleh objek penginderaan, akan mengubah jumlah cahaya yang tiba di Receiver. Penerima mendeteksi perubahan ini dan mengubahnya menjadi keluaran listrik. Sumber cahaya untuk sebagian besar Sensor fotolistrik adalah sinar inframerah atau cahaya tampak (umumnya berwarna merah, atau hijau / biru untuk mengidentifikasi warna). Sensor fotolistrik diklasifikasikan seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Through-beam Sensors


Retro-reflective Sensors


Diffuse-reflective Sensors


FITUR

1. Jarak Long Sensing

Sensor Through-beam, misalnya, dapat mendeteksi objek lebih dari 10 m. Ini tidak mungkin dengan metode penginderaan magnetik, ultrasonik, atau penginderaan lainnya.

2. Hampir tidak ada batasan objek yang sensing

Sensor ini beroperasi dengan prinsip bahwa benda menyela atau memantulkan cahaya, sehingga tidak terbatas seperti Proximity Sensor untuk mendeteksi benda logam. Ini berarti mereka dapat digunakan untuk mendeteksi hampir semua objek, termasuk kaca, plastik, kayu, dan cairan.

3. Waktu Respon Cepat

Waktu respon sangat cepat karena cahaya bergerak dengan kecepatan tinggi dan Sensor tidak melakukan operasi mekanis karena semua rangkaian terdiri dari komponen elektronik.

4. Resolusi Tinggi

Resolusi yang sangat tinggi yang dicapai dengan Sensor ini berasal dari teknologi desain canggih yang menghasilkan berkas titik yang sangat kecil dan sistem optik unik untuk menerima cahaya. Perkembangan ini memungkinkan pendeteksian benda yang sangat kecil, serta deteksi posisi yang tepat.

5. Sensing Non-kontak

Ada sedikit kemungkinan merusak objek penginderaan atau Sensor karena benda bisa dideteksi tanpa kontak fisik.
Ini memastikan tahun layanan Sensor.

6. Identifikasi Warna

Tingkat di mana sebuah benda memantulkan atau menyerap cahaya bergantung pada panjang gelombang cahaya yang dipancarkan dan warna objek. Properti ini bisa digunakan untuk mendeteksi warna.

7. Penyesuaian Mudah

Memposisikan balok pada objek sederhana dengan model yang memancarkan cahaya tampak karena baloknya terlihat.
PRINSIP KERJA
 
1. Sifat Cahaya
 
Perbanyakan Rectilinear
 
Saat cahaya bergerak melalui udara atau air, ia selalu bergerak dalam garis lurus. Celah di bagian luar Sensor Through-beam yang digunakan untuk mendeteksi benda-benda kecil adalah contoh bagaimana prinsip ini diterapkan pada penggunaan praktis.


Pembiasan

Refraksi adalah fenomena cahaya yang dibelokkan saat melewati garis miring melalui batas antara dua media dengan indeks bias yang berbeda.


 
Refleksi
(Refleksi Reguler, Retroreflection, Difuse Reflection)


Permukaan datar, seperti kaca atau cermin, memantulkan cahaya pada sudut yang sama dengan sudut kejadian cahaya. Refleksi semacam ini disebut refleksi biasa. Kubus sudut mengambil keuntungan dari prinsip ini dengan mengatur tiga permukaan datar yang tegak lurus satu sama lain. Cahaya yang dipancarkan ke arah sebuah kubus sudut berulang kali menyebarkan refleksi biasa dan cahaya yang dipantulkan pada akhirnya bergerak lurus kembali ke cahaya yang dipancarkan. Ini disebut sebagai retroreflection. Kebanyakan retroreflectors terdiri dari sudut kubus yang mengukur beberapa milimeter persegi dan disusun dalam konfigurasi yang tepat. Permukaan Matte, seperti kertas putih, memantulkan cahaya ke segala arah. Serangkaian cahaya ini disebut pantulan difus. Prinsip ini merupakan metode penginderaan yang digunakan oleh Diffuse-reflective Sensors.
Polarisasi Cahaya

Cahaya dapat direpresentasikan sebagai gelombang yang berosilasi secara horisontal dan vertikal. Sensor fotolistrik hampir selalu menggunakan LED sebagai sumber cahaya. Cahaya yang dipancarkan dari LED berosilasi dalam arah vertikal dan horizontal dan disebut sebagai cahaya yang tidak terpolarisasi. Ada filter optik yang membatasi osilasi cahaya tak terpolarisasi hanya pada satu arah. Ini dikenal sebagai filter polarisasi. Cahaya dari LED yang melewati filter polarisasi berosilasi hanya dalam satu arah dan disebut sebagai cahaya terpolarisasi (atau lebih tepatnya, cahaya terpolarisasi linier). Cahaya terpolarisasi berliku-liku dalam satu arah (katakanlah arah vertikal) tidak dapat melewati filter polarisasi yang membatasi osilasi ke arah tegak lurus (mis., Arah horizontal). Fungsi MSR pada Sensor Retro-reflektif dan aksesori Filter Interferensi Interferensi Sengaja untuk Sensor Lewat Lewat beroperasi pada prinsip ini.

2. Sumber Cahaya

Generasi Cahaya

Lampu Modulasi Pulse


Mayoritas fotolistrik Sensor menggunakan lampu termodulasi pulsa yang pada dasarnya memancarkan cahaya berulang kali pada interval tetap. Mereka bisa merasakan benda yang berada agak jauh karena efek interferensi cahaya eksternal mudah dilepas dengan sistem ini. Pada model yang dilengkapi dengan saling interference protection, siklus emisi bervariasi dalam kisaran tertentu untuk menangani cahaya koheren dan interferensi cahaya eksternal.

Cahaya tidak dimodulasi

Cahaya non-modulasi mengacu pada sinar tanpa gangguan pada intensitas tertentu yang digunakan dengan tipe Sensor tertentu, seperti Mark Sensors. Meskipun Sensor ini memiliki waktu respons yang cepat, kekurangannya meliputi jarak penginderaan pendek dan kerentanan terhadap gangguan cahaya eksternal.

3. Triangulasi

Jarak-settable Sensor umumnya beroperasi pada prinsip triangulasi. Prinsip ini diilustrasikan pada diagram berikut. Cahaya dari Emitter menyerang objek penginderaan dan memantulkan cahaya yang menyebar. Lensa Receiver memusatkan cahaya yang dipantulkan pada posisi detektor (semikonduktor yang mengeluarkan sinyal sesuai dengan cahaya yang menerpa). Bila objek penginderaan berada di A dekat sistem optik, maka cahaya terkonsentrasi pada titik a pada posisi detektor. Bila objek penginderaan terletak di B jauh dari sistem optik, maka cahaya terkonsentrasi pada titik b pada posisi detektor.



Klasifikasi

1. Klasifikasi dengan Metode Sensing

1. Melalui-beam Sensor
Metode Penginderaan


Emitter dan Receiver dipasang saling berlawanan untuk memungkinkan cahaya dari Emitter masuk ke Receiver. Ketika objek penginderaan yang melewati antara Emitor dan Penerima menyela cahaya yang dipancarkan, ia mengurangi jumlah cahaya yang masuk ke Receiver. Pengurangan intensitas cahaya ini digunakan untuk mendeteksi suatu benda.

Metode penginderaan sama dengan sensor Through-beam dan beberapa model yang disebut Slot Sensors dikonfigurasi dengan Emitter and Receiver yang terintegrasi.

FITUR
•    Operasi stabil dan jarak penginderaan jauh mulai dari beberapa sentimeter sampai beberapa puluh meter.
•    Sensing position tidak terpengaruh oleh perubahan pada jalur objek penginderaan.
•    Pengoperasian tidak terlalu terpengaruh oleh penginderaan obyek gloss, warna, atau kemiringan.


2. Sensor difusi-reflektif
 
Metode Penginderaan 
Pemancar dan Penerima dipasang di tempat tinggal dan lampu yang sama biasanya tidak kembali ke Receiver. Ketika cahaya dari Emitter menyerang objek penginderaan, objek memantulkan cahaya dan memasuki Penerima dimana intensitas cahaya meningkat. Peningkatan intensitas cahaya ini digunakan untuk mendeteksi objek

 
FITUR
•    Sensing jarak mulai dari beberapa sentimeter sampai beberapa meter.
•    Penyesuaian pemasangan yang mudah.
•    Intensitas cahaya yang dipantulkan, stabilitas pengoperasian, dan jarak penginderaan bervariasi dengan kondisi (mis., Warna dan kelancaran) pada permukaan objek penginderaan.

3. Sensor Retro-reflektif

Metode Penginderaan

Pemancar dan Penerima dipasang di perumahan dan lampu yang sama dari Emitor biasanya dipantulkan kembali ke Receiver oleh Reflektor yang terpasang di sisi yang berlawanan. Bila objek penginderaan menyela terang, akan mengurangi jumlah cahaya yang diterima. Pengurangan intensitas cahaya ini digunakan untuk mendeteksi objek.

FITUR
•    Sensing jarak berkisar beberapa sentimeter sampai beberapa meter.
•    Pemasangan kabel dan sumbu optik sederhana (penghematan tenaga kerja).
•    Pengoperasian tidak terlalu terpengaruh oleh warna atau sudut penginderaan benda.
•    Cahaya melewati objek penginderaan dua kali, membuat Sensor ini cocok untuk merasakan benda transparan.
•    Merasakan objek dengan hasil akhir cermin mungkin tidak terdeteksi karena jumlah cahaya yang dipantulkan kembali ke Receiver dari permukaan yang mengkilap sehingga tampak seolah-olah tidak ada objek penginderaan. Masalah ini bisa diatasi dengan menggunakan fungsi MSR.
•    Sensor Retro-reflektif memiliki zona mati pada jarak dekat.

4. Sensor Jarak Jauh

Metode Penginderaan

Penerima di Sensor adalah fotodioda 2 bagian atau detektor posisi. Cahaya yang dipantulkan dari benda penginderaan terkonsentrasi pada Receiver. Penginderaan didasarkan pada prinsip triangulasi, yang menyatakan bahwa di mana sinar terkonsentrasi bergantung pada jarak ke objek penginderaan. Gambar berikut menunjukkan sistem pendeteksian yang menggunakan 2 bagian fotodioda. Ujung bagian fotodioda terdekat disebut ujung N (near) dan ujung lainnya disebut ujung F (far). Ketika objek penginderaan mencapai posisi preset, cahaya yang dipantulkan terkonsentrasi di antara ujung N dan ujung F dan dioda kedua ujungnya menerima jumlah cahaya yang sama. Jika objek penginderaan lebih dekat ke Sensor, maka cahaya yang dipantulkan terkonsentrasi di ujung N. Sebaliknya, cahaya yang dipantulkan terkonsentrasi pada ujung F ketika objek penginderaan terletak lebih jauh dari jarak preset. Sensor menghitung perbedaan antara intensitas cahaya pada ujung N dan akhir F untuk menentukan posisi objek penginderaan







FITUR
•    Pengoperasian tidak terlalu terpengaruh oleh penginderaan kondisi permukaan atau warna.
•    Operasi tidak terlalu terpengaruh oleh latar belakang.

BGS (Background Suppression) dan FGS (Foreground Suppression)
Saat menggunakan E3Z-LS61, E3Z-LS66, E3Z-LS81, atau E3Z-LS86, pilih fungsi BGS atau FGS untuk mendeteksi objek pada ban berjalan. Fungsi BGS mencegah objek latar belakang (yaitu, konveyor) di luar jarak yang ditentukan agar tidak terdeteksi. Fungsi FGS mencegah objek lebih dekat dari jarak yang ditetapkan atau objek yang mencerminkan kurang dari jumlah cahaya yang ditentukan ke Receiver agar tidak terdeteksi. Objek yang mencerminkan kurang dari jumlah cahaya yang ditentukan adalah sebagai berikut:

(1) Objek dengan pantulan yang sangat rendah dan benda yang lebih gelap dari pada kertas hitam.
(2) Benda seperti cermin yang mengembalikan hampir semua cahaya kembali ke Emitter.
(3) Permukaan yang tidak merata dan mengilap yang mencerminkan banyak cahaya tapi menyebarkan cahaya secara acak.

Cahaya yang tercermin dapat kembali ke Receiver sesaat untuk item (3) karena pergerakan objek penginderaan. Dalam hal ini, timer penundaan OFF atau beberapa cara lain mungkin perlu dilakukan untuk mencegah obrolan.

FITUR
•    Perbedaan kecil tingginya bisa dideteksi (BGS dan FGS).
•    Efek dari penginderaan warna objek diminimalkan (BGS dan FGS).
•    Efek dari objek latar belakang diminimalkan (BGS).
•    Sensing objek penyimpangan dapat mempengaruhi operasi (BGS dan FGS).


5. Sensor reflektif terbatas

Metode Penginderaan
 
Dengan cara yang sama seperti Sensor Diffuse-reflective, Sensor Reflektif Terbatas menerima cahaya yang dipantulkan dari objek penginderaan untuk mendeteksinya. Sistem optik membatasi area emisi dan penerimaan cahaya, jadi hanya objek yang memiliki jarak tertentu (area dimana emisi cahaya dan penerimaan tumpang tindih) dari Sensor dapat dideteksi. Pada gambar di sebelah kanan, objek penginderaan di (A) dapat dideteksi saat objek di (B) tidak bisa.

Contoh


FITUR
•    Perbedaan kecil di ketinggian bisa dideteksi.
•    Jarak dari Sensor bisa dibatasi hanya untuk mendeteksi objek di area tertentu.
•    Pengoperasian tidak terlalu terpengaruh oleh penginderaan warna objek.
•    Operasi sangat dipengaruhi oleh glossiness atau inclination dari objek penginderaan.

2. Titik Seleksi dengan Metode Sensing

Pos pemeriksaan untuk sensor Through-beam dan Retro-reflective

Sensing objek

(1) Ukuran dan bentuk (vertikal x horisontal x tinggi)
(2) Transparansi (buram, semi transparan, transparan)
(3) Kecepatan V (m / s atau satuan / menit.)

Sensor
(1) Sensing jarak (L)
(2) Pembatasan ukuran dan bentuk
    A) Sensor
    B) Retroreflector (untuk Retro-reflective Sensors)
(3) Perlu pemasangan sisi-by-side
    A) jumlah unit
    B) Mount pitch
    C) Kebutuhan untuk pemasangan terhuyung-huyung
(4) pembatasan pemasangan (memancing, dll.)

Lingkungan Hidup
(1) suhu sekitar
(2) Adanya percikan air, minyak, atau bahan kimia
(3) Lainnya
Pos pemeriksaan untuk Sensor Difusi-reflektif, Jarak-tangguh, dan Sensor Reflektif Terbatas

Sensing objek
(1) Ukuran dan bentuk (vertikal x horisontal x tinggi)
(2) Warna
(3) Bahan (baja, SUS, kayu, kertas, dll)
(4) Kondisi permukaan (bertekstur atau glossy)
(5) Kecepatan V (m / s atau satuan / menit.)

Sensor
(1) Sensing jarak (jarak ke benda kerja) (L)
(2) Pembatasan ukuran dan bentuk
(3) Perlu pemasangan sisi-by-side
    A) jumlah unit
    B) Mount pitch
(4) pembatasan pemasangan (memancing, dll.)

Latar Belakang
(1) Warna
(2) Bahan (baja, SUS, kayu, kertas, dll)
(3) Permukaan kondisi (bertekstur, glossy, dll)

Lingkungan Hidup
(1) suhu sekitar
(2) Adanya percikan air, minyak, atau bahan kimia
(3) Lainnya
(3) Klasifikasi dengan Konfigurasi

Sensor fotolistrik umumnya terdiri dari Emitor, Receiver, Amplifier, Controller, dan Power Supply. Mereka diklasifikasikan seperti ditunjukkan di bawah ini sesuai dengan bagaimana komponen dikonfigurasi.

1. Sensor dengan Amplifier Terpisah
Sensor Through-beam memiliki Emitor dan Receiver terpisah sementara Reflective Sensors memiliki Emitter and Receiver yang terintegrasi. Amplifier dan Controller ditempatkan di Unit Amplifier tunggal.

FITUR
•    Ukuran kompak karena Receiver Emitter terintegrasi hanya terdiri dari sistem Emitor, Penerima, dan optik.
•    Sensitivitas dapat disesuaikan dari jarak jauh jika Emitter dan Receiver dipasang di tempat yang sempit.
•    Kabel sinyal dari Amplifier Unit ke Emitter dan Receiver rentan terhadap noise.

2. Built-in Amplifier Sensor
Semuanya kecuali power supply yang terintegrasi di Sensor ini. (Sensor Through-beam dibagi menjadi Emitter yang terdiri dari Emitter dan Receiver yang terdiri dari Receiver, Amplifier, dan Controller). Catu daya adalah unit mandiri.

FITUR
•    Receiver, Amplifier, dan Controller terintegrasi untuk menghilangkan kebutuhan akan pengkabelan sinyal lemah. Hal ini membuat Sensor kurang rentan terhadap noise.
•    Membutuhkan kabel kurang dari Sensor dengan Amplifier terpisah.
•    Meskipun Sensor ini umumnya lebih besar daripada Amplifier yang terpisah, sensor yang tidak dapat diatur sama kecilnya.

3. Sensor dengan Built-in Power Supplies
Power Supply, Emitter, dan Receiver semuanya dipasang di perumahan yang sama dengan Sensor ini.

FITUR
•    Sensor dapat dihubungkan langsung ke catu daya komersial untuk memberikan output kontrol yang besar secara langsung dari Receiver.
•    Sensor ini jauh lebih besar daripada konfigurasi lain karena Emitor dan Receiver mengandung komponen tambahan, seperti transformator catu daya.


4. Sensor Area
Sensor Area adalah Sensor Through-beam yang terdiri dari sepasang Emitter dan Receiver dengan banyak balok. Pilih sensor penginderaan agar sesuai dengan aplikasi.

FITUR
•    Sensor Area bisa merasakan daerah yang luas.
•    Sensor ini ideal untuk sistem pemetik untuk komponen kecil.








 




Comments

Popular posts from this blog

ELECTRIC AND INSTRUMENTATION ENGINEERING - Dasar Instrumentasi: Sinyal Kontrol 4 - 20mA dan 3 - 15psi

Dasar Instrumentasi: Sinyal Kontrol 4 - 20mA dan 3 - 15psi Di bidang instrumentasi, sinyal elektronik analog dan sinyal pneumatik biasanya digunakan untuk tujuan pengendalian untuk menggerakkan elemen kontrol akhir dalam lingkaran kontrol yang biasanya merupakan Control Valve . Sinyal elektronik "analog" adalah tegangan atau arus yang besarnya mewakili beberapa pengukuran fisik atau kuantitas kontrol. Bentuk transmisi sinyal yang paling populer yang digunakan dalam sistem instrumentasi modern adalah standar DC 4 - 20 mA. Ini adalah standar sinyal analog, yang berarti bahwa arus listrik digunakan untuk mengukur atau mengendalikan sinyal secara proporsional. Biasanya, nilai arus 4 mA mewakili skala 0%, nilai arus 20 mA mewakili skala 100%, dan nilai arus antara 4 dan 20 mA mewakili persentase yang sama di antara 0% dan 100%. Dalam sistem pneumatik, kisaran sinyal standar 3 sampai 15 PSI (Pounds Per Square Inch) digunakan. Di sini, sinyal tekanan udara yang bervariasi...

ELECTRIC AND INSTRUMENTATION ENGINEERING - PROXIMITY SENSOR

Proximity Sensors Proximity Sensors tersedia dalam model yang menggunakan osilasi frekuensi tinggi untuk mendeteksi benda logam ferrous dan non-ferrous dan pada model kapasitif untuk mendeteksi benda-benda non-logam. Model tersedia dengan ketahanan lingkungan, tahan panas, tahan terhadap bahan kimia, dan tahan terhadap air. APA ITU PROXIMITY SENSOR ? / WHAT IS A PROXIMITY SENSOR "Proximity Sensor" mencakup semua sensor yang melakukan deteksi non-kontak dibandingkan dengan sensor, seperti switch batas, yang mendeteksi objek dengan menghubungi mereka secara fisik. Sensor Jarak Jauh mengubah informasi tentang gerakan atau keberadaan benda menjadi sinyal listrik. Ada tiga jenis sistem deteksi yang melakukan konversi ini: sistem yang menggunakan arus yang dihasilkan di objek penginderaan logam oleh induksi elektromagnetik, sistem yang mendeteksi perubahan kapasitas listrik saat mendekati objek penginderaan, dan sistem yang menggunakan magnet dan saklar buluh. Standar Indu...