Tài liệu BÀI THẢO LUẬN NHÓM "TÌM HIỂU VỀ CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG VÀ LAZER" ppt

BÀI THẢO LUẬN NHĨM III MƠN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÂU HỎI : TÌM HIỂU VỀ CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG VÀ LAZER I.KHÁI NIỆMCHUNG VỀ CẢM BIẾN Là thiết bị có khả cảm nhận đại lượng điện không điện, chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện phù hợp với thiết bị thu nhận tín hiệu • Là thiết bị khơng thể thiếu hệ thống tự động hóa sản xuất cơng nghiệp II.CẤU TẠO CỦA CẢM BIẾN • Bộ phận biến đổi tín hiệu Bộ phận nhận tín hiệu Tiếp điểm thườn g mở III.PHÂN LOẠI CẢM BIẾN • 1.theo tín hiệu đầu Tín hiệu ON/OFF Có dạng tín hiệu: - Cảm biến ON/OFF - Cảm biến tương tự Thời gian - Cảm biến số 011 010 001 000 Tín hiệu tương tự Tín hiệu số 20 mA Góc quay 2500 Nhiệt độ 2.Tín hiệu đầu vào theo tín hiệu • -cảm biến vị trí • • • • • • -cảm biến khối lượng,lưc -cảm biến áp suất -cảm biến vận tốc,gia tốc -cảm biến nhiệt độ -cảm biến nồng độ -cảm biến lưu lượng 3.Theo chất cấu tạo • • • • • • • -cảm biến quang điên -cảm biến tiệm cận điện dung -cảm biến siêu âm -camr biến nhiệt -cảm biến tiệm cận điện từ -cảm biến lazer -cảm biến điện cảm A.CẢM BIẾN TIỆM CẬN • Cảm biến tiệm cận Đặc điểm: - Phát vật không cần tiếp xúc - Tốc độ đáp ứng cao - Đầu sensor nhỏ lắp nhiều nơi - Có thể sử dụng môi trường khắc nghiệt CÁC LOẠI CẢM BIẾN TIỆM CẬN • • • • • • • • • Loại hình trụ cảm ứng từ +.Cảm biến tiệm cận Cảm ứng từ khoảng cách dài + Loại hình trụ với đầu lồi + Loại chống tia hàn điện - Loại hình vng cảm ứng từ: +, Cảm biến tiệm cận loại dẹp +, Cảm biến tiệm cận loại khoảng cách phát dài +, Loại hình vng có cáp +, Loại hình trụ có giắc cắm • • • • Loại điện dung: +, Cảm biến tiệm cận loại điện dung Bộ nối chuyển tiếp: Hộp mối nối: • Trong ảnh này, nhìn thấy LED đáy chuột • - • Chuột quang dùng LED chiếu sáng khu vực bề mặt làm việc, để làm lộ rõ cách xếp hiển vi vùng sáng vùng tối bề mặt làm việc.Những cấu trúc phản xạ vào cảm biến theo dõi mà thu ảnh bề mặt tốc độ 1500 ảnh giây hay lớn Cấu tạo chuột quang • -Với nguyên lý hoạt động trên; nhà sản xuất chuột quang khác sử dụng công nghệ, thiết kế riêng để thực khối chức nên có nhiều cấu trúc chuột quang khác Hình sau cho thấy khái quát cấu trúc bên chuột quang Hình nhìn từ xuống • - Bản chứa tất phần tử chuột quang • - • -Hai hình cho thấy cấu tạo bên chuột quang hai nhà sản xuất khác Chúng ta dễ dàng nhận nút Scroll (bánh xe màu đen) nằm hai nút bấm chuột trái phải ( hai cục màu đen có gạch trắng ) Ba nút hoạt động hoàn toàn giống chuột Rõ ràng, cấu tạo chuột quang nhỏ gọn nhiều so với chuột cơ, mạch nhỏ đến ba IC hệ thấu kính LED nhỏ Chúng ta trình bày cấu tạo chuột quang (xem hình dưới_lấy từ nhà sản xuất ) Những phận chuột quang gồm: + Hệ thống quang (optical system) + Một chipset + Vỏ (case) • Bên trái Trên : ảnh chụp nhìn từ xuống mạch bên chuột Dưới : đường ánh sáng từ LED_ qua thấu kính xuống bề mặt sau phản xạ lên cảm biến Bên phải Sáu hình : Những thành phần chuột quang tháo rời Ảnh cuối : Các phận lắp ghép với • - Hệ thống quang Toàn hệ thống quang bao gồm : ▪Một cảm biến quang (IC màu đen 16 chân hình ); ▪Thấu kính (LENS) thiết kế đặc biệt (bên phải, hình thứ từ xuống) để dẫn hướng ánh sáng từ LED chiếu sáng bề mặt phản xạ lên cảm biến.Thấu kính làm plastic đặt biệt; • ▪Một diode phát ánh sáng đỏ (LED)_hình thứ bên phải,trên xuống; ▪Và CLIP ( hình từ xuống) để giữ cảm biến LED với Cảm biến quang trình bày chi tiết mục cảm biến quang Ở giới thiệu Cảm biến quang gồm ba khối chức : hệ thống đọc ảnh ( image reading system ), xử lý tín hiệu số, giao tiếp truyền liệu nối tiếp ( serial interface of data transfer ) Từ góc độ xem xét cấu trúc, cảm biến quang chip có 16 chân ( có thay đổi số chân_điều khơng quan trọng), phía chip có vật kính nhỏ_là nơi cho ánh sáng phản xạ từ bề mặt hội tụ vào cảm biến để xử lý Phía vật kính camera CMOS đơn sắc ( monochrome CMOS camera ) mà chụp ảnh • vùng bề mặt hình vng diện tích cỡ milimet vng ( diện tích tùy thuộc tham số kỹ thuật cảm biến ) • - • IC cảm biến nhìn phía đáy.Hình bên phải cho thấy phần đĩa trịn có lỗ đen Trong lỗ vật kính để ánh sáng từ bề mặt phản xạ vào camera CMOS bên Bức ảnh camera CMOS thu thường gọi frame Frame bề mặt chia thành phần nhỏ ( gọi quadrate) • - • -Ảnh ( frame ) chia thành hình vng nhỏ gọi pixel.Hai frame chụp chuột di chuyển Với phần nhỏ đó, giá tri trung bình độ sáng tính Những giá trị thích hợp thay đổi từ đến 63 ( cảm biến khác có lượng giá trị để mã hóa cho độ sáng phần nhỏ khác nhau), tương ứng với phần tối đen 63 ứng với phần nhỏ sáng trắng Nói chung độ sáng trung bình phần nhỏ gán số.Như vậy, ảnh lắp ghép bao gồm nhiều quadrate có độ sáng khác thu Một quadrate gọi pixel Và công suất phân giải chuột quang xác định số pixel 1inch ( 1inch=2,54cm )_số pixel ( ảnh ) xác định inch bề mặt ( ảnh) Công suất phân giải chuột quang gọi tắt cpi ( counts per inch ) thay cho dpi ( dots per inch) chuột thông thường • -Cảm biến chụp phần nhỏ bề mặt trỏ hình phải di chuyển trơn tru khơng bị trì hỗn Để mục đích đạt được, frame ( ảnh ) liên tiếp đọc bề mặt phải khác so với frame khác chuỗi với khoảng cách nhỏ Trong trường hợp này, bề mặt chụp với tốc độ từ 1500 tới 2300 ảnh giây cho phép chuột di chuyển với tốc độ 14inches giây • -Ở tập trung vào hệ thống đọc ảnh Bộ xử lý tín hiệu số với hỗ trợ của giải thuật đặc biệt xử lý frame thu (xem hình II.8) So sánh frame thu xử lý xác định độ lớn hướng đổi chỗ chuột biến đổi liệu thành tọa độ Phần lớn cảm biến hoạt động nhờ cấp xung dao động thạch anh tần số 18MHz hay 24MHz Điều giải thích cho cơng suất xử lý số thực 18 triệu phép toán giây • -Cuối tọa độ tính tốn truyền tới máy tính nhờ giao tiếp ( sequential interface ) Những mơ hình cảm biến chuột truyền thơng với máy tính thông qua giao tiếp PS/2 ( PS/2 interface ) cần thêm điều khiển để làm việc với giao tiếp USB ( USB interface ) Hiện với phổ biến, sử dụng rộng rãi tốc độ truyền cao USB interface, PS/2 interface trở nên lỗi thời Hầu hết chuột kết nối với máy tính thơng qua USB interface kèm theo adaptor ( thích ứng )để làm việc PS2 port ... -cảm biến vận tốc,gia tốc -cảm biến nhiệt độ -cảm biến nồng độ -cảm biến lưu lượng 3.Theo chất cấu tạo • • • • • • • -cảm biến quang điên -cảm biến tiệm cận điện dung -cảm biến siêu âm -camr biến. .. cận điện dung -cảm biến siêu âm -camr biến nhiệt -cảm biến tiệm cận điện từ -cảm biến lazer -cảm biến điện cảm A.CẢM BIẾN TIỆM CẬN • Cảm biến tiệm cận Đặc điểm: - Phát vật không cần tiếp xúc - Tốc... +, Cảm biến tiệm cận loại dẹp +, Cảm biến tiệm cận loại khoảng cách phát dài +, Loại hình vng có cáp +, Loại hình trụ có giắc cắm • • • • Loại điện dung: +, Cảm biến tiệm cận loại điện dung