Nella nostra vita quotidiana, ci siamo abituati a implementare differenti differenti tipi di circuiti dei sensori utilizzando vari tipi di sensori come Sensore IR , sensore di temperatura, sensore di pressione, sensore PIR e così via. Frequentemente, osserviamo il sistema di apertura automatica della porta basato sul circuito del sensore PIR, il sistema di illuminazione stradale automatico basato sul circuito del sensore LDR, il circuito del sensore piezoelettrico basato sistema di generazione di energia , Sistema di segnalazione del traffico basato su circuito sensore IR, sistema di rilevamento ostacoli basato su circuito sensore ultrasonico e così via.
Qui, in questo articolo, parliamo del semplice circuito del sensore di prossimità e del funzionamento. Ma, prima di discutere in dettaglio sui sensori di prossimità, in primo luogo, dobbiamo sapere cosa significa effettivamente il sensore di prossimità?
Sensore di prossimità
Un sensore che può essere utilizzato per rilevare la presenza di oggetti che lo circondano senza avere alcun contatto fisico viene definito sensore di prossimità. Questo può essere fatto usando il campo elettromagnetico o fascio di radiazioni elettromagnetiche in cui il campo o il segnale di ritorno cambia in caso di presenza di qualsiasi oggetto nelle sue vicinanze. Questo oggetto rilevato dal sensore di prossimità viene definito bersaglio.
Sensore di prossimità
Pertanto, se discutiamo di diversi tipi di target come target di plastica, target di metallo e così via, sono necessari diversi tipi di sensori di prossimità come sensore di prossimità capacitivo o sensore di prossimità fotoelettrico, sensore di prossimità induttivo, sensore di prossimità magnetico e così via. L'intervallo in cui il sensore di prossimità è in grado di rilevare un oggetto è definito intervallo nominale. A differenza degli altri sensori, i sensori di prossimità possono durare a lungo e avere un'affidabilità molto elevata in quanto non ci sono parti meccaniche e non esiste contatto fisico tra il sensore e l'oggetto rilevato.
Schema del circuito del sensore di prossimità
Schema a blocchi del circuito del sensore di prossimità
Parliamo del circuito del sensore di prossimità induttivo che è più frequentemente utilizzato in molte applicazioni. Lo schema del circuito del sensore di prossimità è mostrato nella figura sopra che consiste di diversi blocchi come il blocco dell'oscillatore, bobina di induzione elettrica , alimentazione, regolatore di tensione, ecc.
Principio di funzionamento del sensore di prossimità
Il circuito del sensore di prossimità induttivo viene utilizzato per rilevare gli oggetti metallici e il circuito non rileva alcun oggetto diverso dai metalli. Lo schema circuitale del sensore di prossimità sopra rappresenta il campo prodotto dalla bobina, che viene generato fornendo a Alimentazione elettrica . Ogni volta che questo campo viene disturbato rilevando un oggetto metallico (quando un oggetto metallico entra in questo campo), verrà generata una corrente parassita che circola all'interno del bersaglio.
Schema del circuito del sensore di prossimità quando viene rilevato il bersaglio
A causa di ciò, verrà causato un carico sul sensore che diminuisce l'ampiezza del campo elettromagnetico. Se l'oggetto di metallo (chiamato come target, come discusso in precedenza in questo articolo) viene spostato verso il sensore di prossimità , quindi la corrente parassita aumenterà di conseguenza. Pertanto, il carico sull'oscillatore aumenterà, il che diminuisce l'ampiezza del campo.
Il blocco grilletto nelle vicinanze circuito del sensore serve per monitorare l'ampiezza dell'oscillatore ed a particolari livelli (livelli predeterminati) il circuito trigger accende o spegne il sensore (che si trova nella sua condizione normale). Se l'oggetto metallico o il target viene allontanato dal sensore di prossimità, l'ampiezza dell'oscillatore aumenterà.
Forma d'onda dell'oscillatore del sensore di prossimità
La forma d'onda dell'oscillatore del sensore di prossimità induttivo in presenza del target e in assenza del target può essere rappresentata come mostrato nella figura sopra.
Tensioni di funzionamento del circuito del sensore di prossimità
Al giorno d'oggi, i sensori di prossimità induttivi sono disponibili con diverse tensioni di funzionamento. Questi sensori di prossimità induttivi sono disponibili nelle modalità CA, CC e CA / CC (modalità universali). L'intervallo operativo dei circuiti del sensore di prossimità va da 10 V a 320 V CC e da 20 V a 265 V CA.
Cablaggio del circuito del sensore di prossimità
Il cablaggio del circuito del sensore di prossimità viene eseguito come mostrato nella figura seguente. Dipende da condizione del transistor in base all'assenza di target, le uscite del sensore di prossimità sono considerate NC (normalmente chiuso) o NO (normalmente aperto).
Cablaggio del circuito del sensore di prossimità
Se l'uscita PNP è bassa o spenta mentre il target è assente, allora possiamo considerare il dispositivo come normalmente aperto. Allo stesso modo, se l'uscita PNP è alta o attiva mentre il target è assente, allora possiamo considerare il dispositivo come normalmente chiuso.
Circuito del sensore di prossimità - Dimensioni target
Una superficie piana e liscia con uno spessore di 1 mm e realizzata in acciaio dolce può essere considerata come obiettivo standard. Ci sono vari gradi in cui è disponibile l'acciaio e l'acciaio dolce è costituito da una composizione di carbonio e ferro (contenuto più elevato). Il target standard con sensori schermati avrà lati uguali al diametro della superficie di rilevamento. I lati del bersaglio con sensori non schermati sono uguali a uno maggiore tra i due, cioè il diametro della faccia di rilevamento o tre volte il campo di funzionamento nominale.
Circuito del sensore di prossimità - Dimensioni target
Anche se la dimensione del target è maggiore del target standard, non ci sarà alcun cambiamento nel campo di rilevamento. Tuttavia, se la dimensione del target diventa inferiore al target standard o è irregolare, la distanza di rilevamento diminuirà. Quindi, possiamo dire che, piccolo quanto la dimensione del bersaglio, il bersaglio deve essere spostato più vicino alla faccia di rilevamento per essere rilevato.
Applicazioni del circuito del sensore di prossimità
Il circuito del sensore di prossimità può essere utilizzato per diverse applicazioni, alcune applicazioni del circuito del sensore di prossimità sono descritte di seguito:
Semplice circuito metal detector
Un semplice metal detector può essere progettato utilizzando un sensore di prossimità, un cicalino e un circuito LC (induttore collegato in parallelo con il condensatore), che sono collegati come mostrato nello schema del circuito sopra. Questo circuito farà illuminare il LED e farà suonare il cicalino ogni volta che rileva oggetti o bersagli metallici.
Sensore di prossimità nei cellulari
Questo circuito del sensore di prossimità è spesso utilizzato in cellulari (smartphone o telefoni touch screen) che usiamo nella nostra vita quotidiana. Se questo sensore è fatto per avvicinarsi all'orecchio o per far cadere l'ombra o toccato, la luce del display del cellulare si spegne, in modo tale da evitare il tocco dello schermo del cellulare (evita il contatto dello schermo con il viso o le dita) durante le chiamate in base al requisito). Gli interruttori sensibili al tocco possono essere implementati utilizzando i circuiti del sensore di prossimità e il circuito del sensore di prossimità può essere utilizzato per progettare progetti robotici di metal detector.
Vuoi progettare un sensore basato progetti di elettronica con le tue idee innovative? Quindi, pubblica le tue idee per l'assistenza tecnica nella progettazione di progetti da solo.
