สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกคืออะไรและทำงานอย่างไร?

บทนำ

เซนเซอร์มีบทบาทสำคัญในระบบอัตโนมัติและการควบคุมกระบวนการ โดยมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือและความแม่นยำ ในบรรดาสิ่งเหล่านั้น อย่างไรก็ตาม สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกนั้นมีความหลากหลายและน่าเชื่อถือมาก แต่สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกคืออะไรและทำงานอย่างไร? นี่จะพูดถึงอุปกรณ์เดี่ยว ว่าสามารถทำจากอะไรได้บ้าง วิธีการใช้งาน และสามารถใช้งานได้ที่ไหน

การเข้าใจพื้นฐาน

คำว่า photoelectric switch หมายถึงอุปกรณ์ประเภทหนึ่งที่ใช้แสงเป็นตัวตรวจจับเพื่อกำหนดว่ามีวัตถุอยู่หรือไม่ โดยอาศัยผลทางโฟโตอิเล็กทริก มันใช้แสงที่ตกกระทบบนวัสดุที่เหมาะสมเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า การทำงาน Photoelectric switch นั้นพึ่งพาแสงรอบข้าง และส่วนประกอบหลักมักจะรวมถึง — แหล่งกำเนิดแสง: ตัวรับแสง (photoreceptor) ความไว เคสและอินเทอร์เฟซเอาต์พุต

LED/เลเซอร์ เป็นแหล่งกำเนิดแสงจุดจริง ๆ ซึ่งผ่านการสร้างลำแสงของแสง ตัวรับแสง (photo-diode, photo-transistor) จะจับแสงที่สะท้อนกลับมาหรือส่งผ่านจากวัตถุที่กำลังวัดระยะห่าง ส่วนภายในได้รับการปกป้องโดยเคสซึ่งยังป้องกันสภาวะแวดล้อมที่รุนแรง อีกด้วย คุณสมบัติทั่วไปของคอนเวอร์เตอร์สัญญาณอนาล็อกแบบแยกสัญญาณ เทรานส์มิทเตอร์; เป็นอินเทอร์เฟซที่เอาต์พุตสามารถส่งสัญญาณไปยังระบบควบคุมหรืออุปกรณ์โดยใช้รีเลย์หรือแม้แต่เอาต์พุตแบบทรานซิสเตอร์

หลักการทำงานของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริก

สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกทำงานผ่านกระบวนการสี่ขั้นตอน: การปล่อยแสง, การตรวจจับวัตถุ, การประมวลผลสัญญาณ และสุดท้ายการเริ่มต้นเอาต์พุต

การปล่อยแสง: สำหรับเซ็นเซอร์แบบ through-beam เมื่อมีการตรวจจับการเปิดใช้งาน แหล่งกำเนิดแสงจะปล่อยลำแสงที่สร้างสนามหรือครอบคลุมช่องว่างบางส่วน

สวิตช์: หากวัตถุเข้ามาในเส้นทางและบล็อกลำแสงหรือสะท้อนกลับไปยังโฟโตเดทเทคเตอร์ สวิตช์จะตรวจพบว่ามีวัตถุอยู่ สำหรับสวิตช์ที่ใช้หลักการสะท้อน วัตถุเองก็เป็นตัวสะท้อนที่สะท้อนแสงกลับไปยังตัวตรวจจับ

การประมวลผลสัญญาณ: โฟโตเดทเทคเตอร์จับสัญญาณไฟฟ้าและประมวลผลเพื่อตรวจสอบว่าวัตถุถูกตรวจพบหรือไม่

การเปิดใช้งานเอาต์พุต: เอาต์พุตที่กำหนด (สัญญาณเอาต์พุตสูง) จะถูกกระตุ้นเมื่อตรวจพบวัตถุ ซึ่งจะเปิดหรือปิดระบบควบคุมหรืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ

ประเภทของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริก

มีสามประเภทพื้นฐานของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริกตามหลักการทำงาน:

เซนเซอร์ประเภทนี้สามารถสะท้อนแสงกลับไปยังตัวตรวจจับของมันอีกครั้ง ทำให้เหมาะสำหรับวัตถุที่มีความเงาหรือสะท้อนแสง

แบบผ่านลำแสง: เหล่านี้ประกอบด้วยลำแสงข้ามช่องว่างที่จะเปิดสวิตช์ก็ต่อเมื่อลำแสงถูกขัดจังหวะ (เช่น มีวัตถุเคลื่อนผ่าน) ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับกรณีที่ต้องการตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนผ่านเส้นทางบางจุด

เซนเซอร์สะท้อนแสงแบบกระจาย – เซนเซอร์สะท้อนแสงชนิดนี้ตรวจจับแสงเมื่อมันสะท้อนกลับมาจากพื้นผิวของมัน ดังนั้นจึงมีช่วงสเปกตรัมที่กว้าง การใช้งาน สำหรับวัสดุทุกประเภทไม่ว่าจะเป็นผิวด้านหรือบางครั้งแม้แต่สีดำ

การใช้งานของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริก

นี่คือภาพรวมของการใช้งานทั่วไปของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริก:

ในบริบทของการอัตโนมัติในอุตสาหกรรม สวิตช์เหล่านี้ถูกใช้ในการควบคุมสายการผลิตและการนับและจัดเรียง ผลิตภัณฑ์ .

พวกมันเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบความปลอดภัย เช่น สวิตช์หยุดฉุกเฉินและสวิตช์ล็อกการเข้าถึง

สำหรับการตรวจจับและการหลีกเลี่ยงวัตถุ ระบบหุ่นยนต์มักใช้สวิตช์โฟโตอิเล็กทริก

ข้อดีและข้อจํากัด

สวิตช์โฟโตคอนดักทีฟ: องค์ประกอบสำคัญในการผลิต นอกจากความแม่นยำและความน่าเชื่อถือแล้ว สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกยังมีการใช้งานในอุตสาหกรรมหลากหลายอีกด้วย

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมได้ถูกนำมาใช้เพื่ออัตโนมัติสายการประกอบ การนับและจัดเรียงสินค้า

มักถูกใช้เป็นส่วนหนึ่งของฟังก์ชันความปลอดภัย เช่น การหยุดฉุกเฉินและการจัดการการเข้าถึง

การใช้งานหลักของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริกในด้านหุ่นยนต์คือความสามารถในการตรวจจับและหลีกเลี่ยงวัตถุรวมถึงระบบนำทางอัตโนมัติ

ข้อดีเพิ่มเติมของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริกคือการดำเนินงานแบบไม่สัมผัส ความน่าเชื่อถือ ความแม่นยำ และเวลาตอบสนอง อย่างไรก็ตาม ปัจจัยอื่นๆ เช่น ฝุ่นละอองและแสงแวดล้อมอาจส่งผลกระทบได้ นอกจากนี้ยังต้องการความเรียงตัวที่ใกล้ชิดมากเพื่อให้ได้การตรวจจับที่แม่นยำ และบางแอปพลิเคชันอาจประสบกับปัญหาเรื่องต้นทุน

สรุป

ความต้องการในวิธีแก้ปัญหาที่ชาญฉลาดนำไปสู่เทคโนโลยีออปโตอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งได้ผลลัพธ์เป็นสวิตช์โฟโตอิเล็กทริก คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของการรับรู้โดยไม่ต้องสัมผัสช่วยให้เกิดประโยชน์มากมายในแอปพลิเคชันแบบดั้งเดิมและนวัตกรรมใหม่ๆ โดยมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในวงการอิเล็กทรอนิกส์ สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกจะมีบทบาทยาวนานในแวดวงการใช้งานในฐานะหมวดหมู่ของสวิตช์ที่สำคัญในระบบอัตโนมัติและการควบคุม จึงคาดว่าจะมีการพัฒนาเพิ่มขึ้นอีกมาก ดังนั้น หากคุณเป็นวิศวกรประเภทใดประเภทหนึ่ง หรือเป็นวิศวกรหุ่นยนต์ หรือวิศวกรออกแบบทางอุตสาหกรรมในบางแง่มุมของงานของคุณ การรู้จักสวิตช์โฟโตอิเล็กทริกไม่ใช่แค่เป็นประโยชน์เท่านั้น แต่เป็นสิ่งจำเป็น!