CAM BIEN QUANG
ĐỀ TÀI CẢM BIẾN QUANG KĨ THUẬT ĐO 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NHÓM 2: TRƯƠNG VĂN OAI TRƯƠNG ĐÌNH TIẾN TRẦN VĂN TUẤN NHÓM 2: TRƯƠNG VĂN OAI TRƯƠNG ĐÌNH TIẾN TRẦN VĂN TUẤN CẢM BẾN QUANG Cảm Biến Quang 2 Không điện Có điện Trước khi đi sâu vào đề tài thì nhóm sẽ giới thiệu những điều cơ bản về ánh sáng. Như các bạn đều biết thì ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt. Dạng sóng ánh sáng là sóng điện từ phát ra khi có sự chuyển động của điện tử giữa các mức năng lượng của nguyên tử nguồn sáng. Các sóng này có vận tốc truyền đi trong chân không là c = 299 792 m/s . Trong môi trường vật chất là v = c/n (n là chiết quang của môi trường ) Cảm Biến Quang 3 Phổ ánh sáng được biểu diễn như hình: Cảm Biến Quang 4 1 . Đại lượng đo Cảm biến quang điện (Photoelectric Sensor, PES) có thể phát hiện nhiều dạng vật thể khác nhau : từ việc phát hiện 1 chai nhựa trên băng chuyền hoặc kiểm tra xem tay robot đã gắp linh kiện ô tô để lắp đặt hay chưa. Nếu không có cảm biến quang thì khó mà có được tự động hóa công nghiệp, giống như làm việc mà không nhìn được vậy. Cảm biến quang có một số ưu việt hơn so với các cảm biến khác. Cảm Biến Quang 5 không tiếp xúc với vật thể cần phát hiện. Có thể phát hiện vật từ khoảng cách xa Không bị hao mòn / có tuổi thọ cao Có thời gian đáp ứng nhanh (ví dụ 1 ms) Có thể phát hiện mọi loại vật thể / vật chất Cấu trúc của cảm biến quang khá đơn giản, bao gồm 3 thành phần chính : bộ phát sáng, bộ thu sáng và bộ xử lý tín hiệu ra. Cảm Biến Quang 6 Bộ phát sáng Ngày nay cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED (Light Emitting Diode). Ánh sáng được phát ra theo xung. Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phân biệt được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ các nguồn khác (như ánh nắng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng). Các loại LED thông dụng nhất là LED đỏ, LED hồng ngoại hoặc LED laze. Một số dòng cảm biến đặc biệt dùng LED trắng hoặc xanh lá. Ngoài ra cũng có LED vàng. Cảm Biến Quang 7 Ưu điểm Khoảng cách phát hiện xa (ví dụ E3Z-T82 được tới 30m), phát hiện tốt trong môi trường nhiều bụi. Khả năng xác định vị trí chính xác của vật thể. Độ tin cậy cao, phát hiện được mọi loại vật thể (trừ loại trong suốt) Nhược điểm: Mất nhiều thời gian để chỉnh vị trí lắp đặt. Mất nhiều thời gian nối dây vì có 2 dây riêng biệt. Giá thành sản phẩm cao. Cảm Biến Quang 8 Ví dụ ứng dụng 1. Kiểm soát cổng ra vào: Thông thường cổng ra vào có kính mờ / tối che ngoài. Bởi vậy cần loại thu phát có cường độ sáng cao để xuyên qua lớp kính. Omron đi đầu trên thế giới về loại cảm biến quang sử dụng trong các ứng dụng này. 2. Môi trường khắc nghiệt: ví dụ trạm rửa xe, hoặc môi trường nhiều bụi, cần có cảm biến cường độ sáng cao. 3. Các ứng dụng rộng rãi khác trong tự động hóa công nghiệp, đặc biệt trong trường hợp cần xác định vị trí của vật thể. Cảm Biến Quang 9 Bộ thu sáng Thông thường bộ thu sáng là một phototransistor (tranzito quang) Hiện nay nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC ( Application Specific Integrated Circuit). Mạch này tích hợp tất cả bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý và chức năng vào một vi mạch (IC). Tất cả các dòng cảm biến quang Omron ra mắt gần đây (như E3Z, E3T, E3F2) đều sử dụng ASIC. Cảm Biến Quang 10 [...]... Ford cho biết, công nghệ mới này đã được thử nghiệm thực tế ở tốc độ trên 60 km/h Cảm Biến Quang 23 Cảm Biến Quang 24 Cảm Biến Quang 25 Cảm Biến Quang 26 Cảm Biến Quang 27 Cảm Biến Quang 28 Cảm Biến Quang 29 Cảm Biến Quang 30 Cảm Biến Quang 31 Cảm Biến Quang 32 Cảm Biến Quang 33 Cảm Biến Quang 34 Cảm Biến Quang 35 Cảm Biến Quang 36 ... điện dung, cảm biến quang điện có dải phát hiện lớn hơn nhiều Cảm Biến Quang 17 Hãng IFM đưa ra 3 loại cảm biến quang điện chính: Through-beam sensors Cảm biến phản quang (Retro-reflective sensors) Cảm biến phản xạ khuếch tán (Diffuse reflection sensor ) Cảm Biến Quang 18 1 Through-beam sensors Ưu điểm lớn nhất của Through beam sensors là nó có thể phát hiện vật thể ở khoảng cách lớn Cảm biến bao... đại tín hiệuCảm Biến Quang biến rất lớn) của cảm 19 2 Cảm biến phản quang Đối với cảm biến phản quang, bộ thu và bộ phát được tích hợp trong 1 hộp vỏ duy nhất Bằng 1 gương phản xạ, tia sáng phát ra sẽ trở về bộ thu Cảm biến phản quang không có bộ lọc phân cực làm việc trong vùng hồng ngoại, nếu hệ thống có bộ lọc phân cực, chúng có thể làm việc với ánh sáng đỏ nhìn thấy dược Nguyên tắc quang học cơ... chỉnh ngưỡng cũng có thể giúp cảm biến nhạy hơn, phát hiện được vật nhỏ hơn hoặc các vật trong mờ Cảm biến quang Omron thường có một biến trở vặn vít để điều chỉnh ngưỡng Một số cảm biến còn có nút đặt ngưỡng (teach) để có ngưỡng thích hợp nhất cho từng ứng dụng cụ thể Cảm Biến Quang 13 2 Công tắc chuyển Light-On/Dark-On Công tắc L-On/D-On thay đổi tình trạng đầu ra cảm biến Bạn sẽ hiểu rõ hơn về hoạt... sau Cảm Biến Quang 11 Mạch tín hiệu ra Mạch đầu ra chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranzito quang / ASIC thành tín hiệu On / Off được khuếch đại Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng được xác định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt Mặc dù một số loại cảm biến thế hệ trước tích hợp mạch nguồn và dùng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ le vẫn khá phổ biến, ngày nay các loại cảm biến. .. trong nhà kính,… Cảm Biến Quang 16 Ứng dụng thưc tế 1 Đếm vật thể Đối với các hệ thống tự động hóa ngày này, cảm biến quang điện như những con mắt nhân tạo là một thành phần cơ bản trong hệ thống tự động hóa Chúng hoạt động ở những nơi cần sự phát hiện chính xác các vật thể một cách phi tiếp xúc Đối với cảm biến loại này, chất liệu của vật thể không còn là điều quan trong So sánh với cảm biến tiệm cận... Đèn báo Phần lớn cảm biến quang Omron có 2 đèn báo: 1 Đèn xanh – báo mức ổn định Đèn LED xanh cho biết cảm biến đang ở tình trạng phát hiện ổn định, nghĩa là tín hiệu ON (có) hay OFF (không có) rõ ràng Đèn này cũng giúp cho việc cài đặt, chỉnh cảm biến dễ dàng 2 Đèn báo tín hiệu ra vàng cam / đỏ Đèn LED vàng cam hay đỏ bật khi có vật thể được phát hiện và có tín hiệu đầu ra Cảm Biến Quang 14 IV Mạch... và dùng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ le vẫn khá phổ biến, ngày nay các loại cảm biến chủ yếu dùng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN) Một số cảm biến quang còn có cả tín hiệu tỉ lệ ra phục vụ cho các ứng dụng đo đếm Cảm Biến Quang 12 Điều chỉnh độ nhạy Các loại cảm biến quang tiêu chuẩn thường có 2 khả năng chỉnh độ nhạy: 1 Chỉnh ngưỡng Người sử dụng có thể điều chỉnh mức ngưỡng, là mức ánh sáng đủ để kích... nghệ quang học cũ Và dĩ nhiên khi đó, bộ cảm biến sẽ mô phỏng rõ nét hơn bề mặt tiếp xúc của chuột và đem lại độ nhạy cao hơn gấp nhiều lần khi bạn rê chuột Đó cũng là lí do mà những chú chuột công nghệ mới của Logitech có khả năng di chuyển nhạy hơn trên hầu như mọi bề mặt kể cả những bề mặt sáng bóng như gỗ bóng, kim loại, sứ, gạch men, giấy bóng…và thậm chí là trên mặt kính Cảm Biến Quang 21 Cảm biến. .. lường ánh sáng được tính như sau: Cảm Biến Quang 15 - Độ sáng (phản ứng của mắt người): 1 lux = 1 lumen m-2 = 0,093 foot-candle; 1 foot-candle = - Bứcxạ (tổng mức năng lượng ánh sáng): 1 lumen 1W m-2 - Lượngtử PAR: 1 µmol m-2 s-1 (PAR) = 1 µE m-2 s-1 (PAR ft-2 = = 10,76 0,316998 lumen m-2 BTU/(h ft2) Cảm biến quang đơn giản nhất là phần từ quang trở: nội trở của quang trở giảm xuống (vídụ: 10 kΩ . hệ thống (độ khếch đại tín hiệu của cảm biến rất lớn). Cảm Biến Quang 20 2 Cảm biến phản quang Đối với cảm biến phản quang, bộ thu và bộ phát được tích. c/n (n là chiết quang của môi trường ) Cảm Biến Quang 3 Phổ ánh sáng được biểu diễn như hình: Cảm Biến Quang 4 1 . Đại lượng đo Cảm biến quang điện (Photoelectric