سوئیچ فتوالکتریک چیست و چگونه کار می‌کند؟

معرفی

حسگرها نقش مهمی در خودکارسازی و کنترل فرآیند دارند، با هدف بهبود کارایی، قابلیت اعتماد و دقت. اما در میان آن‌ها، دوچرخه‌های فتوئلکتریک به ویژه بسیار منعطف و قابل اعتماد هستند. اما چیست یک دوچرخه فتوئلکتریک و چگونه کار می‌کند؟ این متن قصد دارد درباره دستگاه‌های تکی صحبت کند. از چه چیزی ساخته می‌شوند، چگونه عمل می‌کنند و در کجا می‌توانید از آن استفاده کنید.

درک مبانی

عبارت از فوتوئلکتریک سوئیچ به نوعی دستگاه اشاره می‌کند که از نور به عنوان حسگر برای تعیین اینکه آیا یک جسم وجود دارد یا خیر استفاده می‌کند. با استفاده از اثر فوتوئلکتریک، از نور سقوطی روی مواد مناسب برای تولید جریان الکتریکی استفاده می‌شود. اصل کار: فوتوئلکتریک سوئیچ بر اساس نور محیطی است و مؤلفه‌های اصلی آن معمولا شامل — منبع نور: حسگر نور، حساسیت، جعبه واسط خروجی است.

LED/لیزر، در واقع یک منبع نور نقطه‌ای است که از طریق آن پرتو نور معرفی می‌شود. یک فوتوگیرنده (فوتودیود، فوتوترانزیستور) نور ورودی را که از روی یک جسم بازتابیده شده یا از طریق آن منتقل شده است، جمع‌آوری می‌کند. داخلی‌ها توسط جعبه محافظ محافظت می‌شوند که همچنین علیه عناصر محیطی ضد بار است تا از شرایط حدی محافظت کند. ویژگی‌های کلی تبدیل‌کننده‌های عایق سیگنال آنالوگ ارسال‌گر؛ این یک واسط در خروجی خود است که سیگنال می‌تواند به سیستم‌های کنترل یا دستگاه‌ها ارسال شود که از مخابرات رله یا حتی خروجی ترانزیستور استفاده می‌کنند.

چگونه سوییچ‌های فتوالکتریک کار می‌کنند

یک سوییچ فتوالکتریک از طریق یک فرآیند چهار مرحله‌ای عمل می‌کند: تابش نور، حس کردن شیء، پردازش سیگنال و در نهایت آغاز خروجی.

تابش نور: برای حسگرهای پرتوی عبوری، پس از اینکه تشخیص فعال‌سازی داده شود، منبع نور یک پرتو نور تولید می‌کند که یک میدان را تشکیل می‌دهد یا یک فاصله را پوشش می‌دهد.

سوییچ: اگر یک شیء به مسیر بیاید و پرتو را مسدود کند یا آن را به حسگر نوری بازتاب دهد، سوییچ تشخیص می‌دهد که یک شیء وجود دارد. برای سوییچ‌های مبتنی بر اصل بازتاب، خود شیء یک بازتاب‌کننده است که نور را به حسگر بازتاب می‌دهد.

پردازش سیگنال: یک حسگر نوری سیگنال الکتریکی را جمع‌آوری می‌کند و آن را پردازش می‌دهد تا تعیین کند که آیا شیء تشخیص داده شده است یا خیر.

فعال‌سازی خروجی: یک خروجی قابل تنظیم (سیگنال خروجی بالا) توسط تشخیص فعال می‌شود و سیستم کنترل یا دستگاه متصل شده را فعال یا غیرفعال می‌کند.

انواع سوییچ‌های فتوالکتریک

سه نوع اساسی سوییچ فتوالکتریک بر اساس اصول کار وجود دارد:

این نوع حسگرها می‌توانند نور بازتابیده را دوباره به دیتکتور خود بازگردانند، که این موضوع برای اشیاء لامپ یا بازتابی مفید است.

نوری: این حسگرها شامل یک پرتو نور در فاصله‌ای هستند که فقط زمانی کلید را روشن می‌کند که این پرتو قطع شود (مثلاً یک جسم از بین آن عبور کند)، بنابراین برای مواقعی که باید یک جسم را در طول خطی تشخیص داد، مناسب هستند.

حسگرهای بازتابی پراکنده - این حسگرهای بازتابی نور را زمانی که از سطح بازتابیده می‌شود، تشخیص می‌دهند، بنابراین طیف گسترده‌ای از درخواست برای انواع مختلف مواد، آیا صاف باشد یا گاهی حتی تیره.

کاربردهای کلیدهای فتوالکتریک

اینجا یک نگاه کلی به کاربردهای متداول کلیدهای فتوالکتریک است:

در زمینه اتوماسیون صنعتی، آنها در کنترل خط تولید و همچنین شمردن و مرتب‌سازی استفاده می‌شوند. محصولات .

آنها عناصر اساسی در سیستم‌های ایمنی هستند: کلید اضطراری توقف و کلید دسترسی.

برای تشخیص و جلوگیری از برخورد با اشیاء، سیستم‌های رباتیک اغلب از کلیدهای فتوالکتریک استفاده می‌کنند.

مزایا و محدودیت‌ها

سوییچ فتوالکتریک: عنصری کلیدی در تولید علاوه بر دقت و قابلیت اعتماد، سوییچ‌های فتوالکتریک دارای کاربردهای مختلفی در صنعت هستند.

ربات‌های صنعتی برای اتوماسیون خطوط مontاژ، شمردن و مرتب‌سازی محصولات استفاده می‌شوند.

اغلب به‌عنوان بخشی از توابع ایمنی، شامل توقف اضطراری و مدیریت دسترسی استفاده می‌شوند.

استفاده اصلی سوییچ‌های فتوالکتریک در زمینه رباتیک، توانایی آشکارسازی و دور از گرفتن اشیاء و همچنین سیستم‌های راهنمایی خودکار است.

بعضی از مزایای اضافی سوییچ‌های فتوالکتریک عبارتند از عملکرد بدون تماس، قابلیت اعتماد، دقت و زمان پاسخ. عوامل دیگر مثل گرد و نور محیطی می‌توانند بر آن تأثیر بگذارند، همچنین نیاز به هم‌آرایی بسیار دقیق برای تشخیص صحیح دارند. برخی از کاربردها نیز با مشکلات هزینه رو به رو هستند.

نتیجه گیری

نیاز به یک راه‌حل باهوش منجر به فناوری نورالکتریکی شد که به ایجاد دوچرخه‌های فتوالکتریکی انجامید. ویژگی مهم‌ترین آنها، تشخیص بدون تماس، در کاربردهای سنتی و نوآورانه بسیار مفید است. با پیشرفت سریع در زمینه الکترونیک، دوچرخه‌های فتوالکتریکی سفر طولانی‌ای از کاربردها دارند و به‌عنوان یکی از دسته‌های مهم در سیستم‌های خودکارسازی و کنترل، مراحل بیشتری از تکامل را پیش‌بینی می‌شود. بنابراین، اگر شما مهندس هستید یا در رباتیک یا مهندسی طراحی صنعتی فعالیت می‌کنید، اطلاع از دوچرخه‌های فتوالکتریکی فقط مفید نیست بلکه ضروری است!