Bài thực hành môn kĩ thuật cảm biến........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
CHUYÊN ĐỀ: CẢM BIẾN QUANG Nhóm 1: Hoa Quang Anh Vũ Văn Bắc Đặng Minh Dương Vũ Văn Toản Nội dung! Phần tử nhạy sáng cảm biến quang điện Khái niệm ánh sáng ứng dụng ánh sáng Hiệu ứng quang điện Nguồn sáng cảm biến quang điện Các loại cảm biến quang điện thực tế Cảm biến sợi quang Cảm biến laze Khái niệm ánh sáng ứng dụng ánh sáng Ánh sáng Ánh sáng là để xạ điện từ có bước song nằm vùng quang phổ nhìn thấy mắt thường người (tức từ khoảng 380 nm đến 760 nm), gọi là vùng khả kiến Giống xạ điện từ, ánh sáng mơ tả đợt sóng hạt chuyển động gọi là photon Ứng dụng ánh sáng Tác dụng nhiệt ánh sáng: ánh sáng chiếu vào vật làm chúng nóng lên VD: bếp mặt trời, thái dương năng, Tác dụng sinh học ánh sáng: ánh sáng biến đổi thành lượng có ích cho sinh vật VD: ánh sáng giúp quang học, khử khuẩn khơng khí nước, Tác dụng quang điện ánh sáng: ánh sáng biến đổi thành điện VD: máy tính cầm tay, vệ tinh nhân tạo, sử dụng pin mặt trời Hiệu ứng quang điện Khái niệm Là tượng điện – lượng tử, điện tử thoát khỏi vật chất sau hấp thụ lượng từ xạ điện từ Hiệu ứng quang điện dùng với tên Hiệu ứng Hertz, nhà khoa học Heinrich Hertz tìm Nguyên lý Khi chiếu chùm ánh sáng có bước sóng đủ ngắn � < � � vào bề mặt kim loại, ánh sáng kích thích dao động điện tử phân bố mặt kim loại làm bật khỏi bề mặt kim loại Kim loại đặt trường điện điện tử chuyển động ngược chiều với trường điện tạo dòng điện Hiện tượng quang điện Là tượng chiếu chùm sáng thích hợp (có bước sóng ngắn) vào kim loại làm cho electron bề mặt kim loại bật Các elctron gọi quang electron hay electron quang điện Cảm biến sợi quang Hiện tượng phản xạ toàn phần sợi quang Cảm biến sợi quang sử dụng nguyên tắc hoạt động phản xạ tồn phần với mục đích để dẫn hướng nguồn sáng chạy dọc theo sợi quang giúp phát vật thể Ánh sáng bên sợi quang giống dòng nước di chuyển từ đầu đến đầu kia, phản xạ với thành bên giúp phát vật Việc di chuyển độ sáng nên khả xác cao Cấu tạo cảm biến sợi quang Cảm biến sợi quang thông thường gồm phận là: +Bộ khuếch đại: gồm có nguồn sáng, xử lý ánh sáng hắt lại có giao diện vận hành mục đích để thiết lập hoạt động cảm biến có tín hiệu đầu đến thiết bị xử lý khác +Sợi quang: đảm nhiệm vai trò dẫn hướng ánh sáng từ khuếch đại đến vật thể giúp dẫn hướng ánh sáng phản hồi ngược trở lại khuếch xử lý +Đầu Sợi quang: phương tiện để dẫn hướng đảm bảo sợi quang lắp đặt chắn mặt học Theo tùy chọn cụ thể, đầu sợi quang lắp thêm thấu kính, mục đích để định hình tia sáng khỏi sợi quang thay đổi góc nhận ánh sáng phản hồi đơn, kép Một số cảm biến Loại hiển thị sợi quang Nguồn cấp 12-24VDC ± 10% Nguồnsáng LED đỏ: 660nm, điều biến; LED xanh lá: 530nm, điều biến:; LED xanh lam: 470nm, điều biến Autonics BF5 Chế độ hoạt động Light on/Dark on (Có thể lựa chọn Định thời On delay, off delay, one-shot Ngõ NPN, PNP collector hở Tính bảo vệ Nối ngược cực nguồn, ngắn mạch, nối ngược cực ngõ ra, chống tác động lẫn Kiểu đấu nối Cáp dài 2m, dây tiết kiệm rời Cấp bảo vệ IP40 (Tiêu chuẩn IEC) Phụ kiện (Ø4mm, 3-dây, dài: 2m) (AWG22, tiết diện: 0.08mm, số lõi: 60, Cáp Đường kính cách điện: Ø1.25mm),lắp cạnh Một số cảm biến sợi quang BFX Loại Hiển thị kép Nguồn cấp 12 đến 24 VDC ±10% Nguồn sáng LED đỏ (660nm) Chế độ hoạt động Light ON/Dark ON (cài đặt thông số) Ngõ NPN or PNP ngõ mạch thu hở Điện áp: tối đa 24VDC Dòng tải: tối đa 100mA Điện áp dư: - NPN: tối đa 1VDC, PNP: tối đa 3VDC Chỉ thị LED đoạn đoạn LCD Thời gian đáp ứng Chế độ siêu nhanh (50 ㎲ ), chế độ nhanh (150 ㎲ ), chế độ tiêu chuẩn (500 ㎲ ), chế độ khoảng cách dài (4 ms), chế độ khoảng cách siêu dài (10 ms) Điều chỉnh độ nhạy Cài đặt độ nhạy tay (tự động điều chỉnh, điểm , điểm, định vị) Chức bảo vệ Bảo vệ phân cực ngược, đầu ngắn mạch bảo vệ dòng, bảo vệ đột biến điện Kiểu đấu nối Cáp (chiều dài cáp tiêu chuẩn: m) Phụ kiện Loại dây (Ø4mm, dây, 2m / AWG22, đường kính lõi: 0,08mm, số lõi: 60, đường kính lớp cách điện: 251,25mm) Cấp bảo vệ IP40 Tiêu chuẩn CE Một số cảm biến Loại sợi quang Nguồn cấp 12 đến 24 VDC ±10% Nguồn sáng Đèn LED màu đỏ (625nm) Chế độ hoạt động Light-ON / Dark-ON E3X-SD Hiển thị kỹ thuật số cài đặt phím trực tiếp Ngõ Đầu kết nối mở (NPN PNP) Tải nguồn cung cấp: tối đa 26,4 V, Dòng tải: tối đa 50 mA (Điện áp dư: tối đa 1,5 V) Bộ chọn chế độ Light-ON / Dark-ON Chỉ thị Đèn led hiển thị đoạn Thời gian đáp ứng Vận hành đặt lại: tối đa 200 μs Điều chỉnh độ nhạy Lên / Xuống, Cài đặt phím trực tiếp, Dạy có / khơng có phơi, dạy tự động Chức bảo vệ Cung cấp điện bảo vệ phân cực ngược, bảo vệ ngắn mạch đầu ra, bảo vệ phân cực ngược đầu Kiểu đấu nối Cáp (chiều dài cáp tiêu chuẩn: m) đầu nối Phụ kiện Hướng dẫn sử dụng Cấp bảo vệ IEC 60529 IP50 (có nắp bảo vệ kèm theo) Cảm biến lazer Đặc điểm nguồn sáng laze Có cường độ lớn Cấu tạo Cấu tạo cảm biến laze: laze, phận quang học thiết bị quang điện Nó chuyển đổi thơng số vật lý đo (như chiều dài, Có tính kết hợp cao lưu lượng, tốc độ, v.v.) thành tín hiệu quang, sau sử dụng chuyển đổi quang điện để chuyển đổi tín hiệu quang thành tín Có tính đơn sắc cao Có tính định hướng cao hiệu điện Các loại cảm biến lazer Đặc điểm ứng dụng Cảm biến khoảng cách laser đo khoảng cách cho phép thực phép đo khoảng cách xa Cảm biến khoảng cách laser Cảm biến dịch chuyển Cảm biến dịch chuyển để phát đối tượng / người phạm vi định Cảm biến quang điện laser Cảm biến quang điện laser ứng dụng nơi quy trình thực tốc độ cao, chẳng hạn đếm phát sản phẩm Ứng dụng Cảm biến khoảng cách Cánh tay robot gắp Khoảng cách thùng hàng Đo khoảng cách cầu trục Ứng dụng Cảm biến dịch chuyển: phát vật nhỏ di chuyển với tốc độ cao Cảm biến quang điện Hệ thống phát xe chiều cao Đếm số lượng hoa Xác định mức chất lỏng chai thùng Thông số kĩ thuật số cảm Điện áp •Điện Áp áp sử dụng •Dòng Phạmsử vidụng đo dài Dịng sử dụng • 3-5 V xa Phạm vi phát Cảm biến đomini khoảng cách 2-80cmmeasurement SKD-20S 20m Laser Distance biến lazer CảmCảmbiến cách TOF10120 biến khoảng VL53L1X Khoảng cách đo 10cm- 180cm TP-FSA-100 high speedcách laser distance Tần số lấy mẫu Laser GY-530 VL53L0X Thời gian đo Sensor Độ xác 10~180cm sensor Khoảng đo Loại lazer Khoảng cách đo Tần số đáp ứng Tần số lấy mẫu Các loại giao diện đầu kỹ thuật số Giao tiếp Thời gian đo : max 30mS • • 3.3~5VDC 2.8-5V (0,2 ~ 20m) 0,50.2~20mA ~ 100m lúc hoạt động 20mA, lúc nghỉ 6uA 14kHZ