Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang điện trong phát hiện vật thể

Tế bào quang dẫn

Đặc trng cơ bản của tế bào quang dẫn là điện trở của nó phụ thuộc vào thông lợng của bức xạ và phổ của bức xạ đó. Cơ sở vật lý của tế bào quang dẫn là hiện tợng quang dẫn do kết quả của hiệu ứng quang. Đó là hiện tợng giải phóng hạt tải điện trong vật liệu bán dẫn dới tác dụng của ánh sáng.

Photodiode

Điều này chỉ có thể xảy ra trong vùng nghèo và sự chuyển dời của các điện tử đó kéo theo sự gia tăng của các dòng điện ngợc. Để đạt đợc điều đó ánh sáng phải đạt tới vùng nghèo sau khi đã đi qua bề dày của chất bán dẫn và tiêu hao năng lợng không nhiều. Diode thực tế có lớp bán dẫn rất mỏng để sử dụng ánh sáng hữu hiệu, đồng thời vùng nghèo cũng phải đủ rộng để sự hấp thụ ở đó là cực đại.

Phototranzito

Tuy nhiên cảm biến quang điện chỉ đợc sử dụng để phát hiện vật thể trong phạm vi nhỏ, dễ bị nhiễu bởi các nguồn sáng khác.

Cảm biến tiếp cận điện cảm

Ngày nay với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo và mạng nơron thì hệ thống nhận dạng hình ảnh càng chính xác, đáp ứng nhanh hơn. Khi mục tiêu rời khỏi trờng của bộ cảm biến, biên độ mạch dao động tăng lên trên giá trị ngỡng và bộ phát hiện trở về vị trí bình thờng. Phạm vi của cảm biến tiếp cận điện cảm liên quan đến khoảng cách giữa bề mặt cảm biến và đối tợng, liờn quan đến hỡnh dỏng của lừi và dây quấn.

Cảm biến tiếp cận quang học

Trong cách bố trí này, ánh sáng đập vào mặt phản xạ trở về mặt cảm biến.Vì hành trình của tia sáng theo cả hai chiều đi và về nên cự ly cảm nhận thấp hơn so với phơng pháp đặt đối diện, nhng không cần dây nối qua khu vực cảm nhận. Hạn chế chính của cách bố trí này là nguồn sáng khác chiếu vào mặt phản xạ có thể gây tác. Khi có vật thể trong vùng hoạt động, cảm biến sẽ thu đợc ánh sáng phản xạ từ vật thể.

Thiết bị điều khiển Logic khả trình

Để có thể thực hiện đợc một chơng trình điều khiển,tất nhiên PLC phải có tính năng nh một máy tính, nghĩa la phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, một bộ nhớ để lu chơng trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên phải có các cổng ra vào để giao tiếp với các đối tợng diều khiển va để trao đổi với môI trờng xung quanh. I (Process image input ): Miền dữ liệu các cổng số vào, trớc khi bắt đầu thực hiện chơng trình, PLC sẽ đọc giá trị Logic của tất cả các cổng đầu vào và cất giữ chúng trong vùng nhớ I. Thời gian cần thiết để PLC thực hiện 1 vòng quét gọi là thời gian vòng quét ( Scan Time ), Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phảI vòng quét nào cũng đợc thực hiện trong một khoảng thời gian nh nhau, Có vòng quét thực hiện lâu, có vòng quét thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh trong chơng trình đợc thực hiện và khối dữ liệu truyền thông trong vòng quét đó.

Nh vậy giữ việc đọc dữ liệu từ đói tợng để xử lí, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển đến đối tợng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét, Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chơng trình điều khiển trong PLC. Nếu sử dụng các khối chơng trình đặc biệt có chế độ ngắt, Ví dụ nh khối OB40, OB80…, chơng trình của các khối đó sẽ đợc thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại. Do đó để nâng cao tính thời gian thực cho chơng trình điều khiển, tuyệt đối không nên viết chơng trĩnhử lí ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chơng trình diều khiển.

- Loại khối SBR ( Khối chơng trình con ): Khối chơng trình với những chức năng riêng giống nh một chơng trình con hoặc một hàm ( chơng trình con có biến hình thức). Trong một chơng trình, luôn mặc định có một chơng trình chính Main, chơng trình con SBR_0, và chơng trình ngắt INT_0, tuuy nhien ta có thể thêm một hoặc nhiều chơng trình ngắt cũng nh có thể xoá nó khi không cần thiết bằng cách Click chuột phảI rối chọn Insert Subroutine hay Interrupt. Trờng hợp PLC đã cài Password thì ngời không có Password không thể Upload chơng trình từ PLC, ngợc lại có thể Download chơng trình mới xuống PLC bằng cách gõ Clearplc khi phần mềm hỏi Password khi Download, trờng hợp khi ta gõ Clearplc thì toàn bộ dữ liệu cũ sẽ hoàn toàn mất.

Sau khi chọn cổng COM, bớc kế tiếp là phải chọn địa chỉ PLC, thông thờng địa chỉ mặc định của PLC là 2, nếu địa chỉ PLC khác 2 thì ta phải chọn địa chỉ đúng trớc khi thực hiên việc Communication.

Giới thiệu về động cơ một chiều

• Cấu tạo của động cơ điện một chiều
• Phơng trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập
• Các phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều

Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ đợc gọi là động cơ kích từ độc lập. Khi nguồn điện một chiều có công suất vô cùng lớn và điện áp không đổi thì mạch kích từ thờng mắc song song với mạch phần ứng, lúc này động cơ đợc gọi là động cơ kích từ song song. Đặc điểm của động cơ kích từ nối tiếp là cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng, nên cuộn kích từ có tiết diện lớn, điện trở nhỏ, số vòng ít, chế tạo dễ dàng.

Khi đóng động cơ roto quay đến tốc độ n, đặt điện áp U kích từ nào đó lên dây quấn lên lên dây kích từ thì trong dây quấn kích từ có dòng ik và do đó mạch từ của máy sẽ có từ thông Φ, tiếp điểm. + Rf khác không càng lớn thì βcàng nhỏ dần tới đặc tính cơ càng dốc Nh vậy khi thay đổi điện trở phụ ta đợc một họ đặc tính cơ nh hình 3.6, ứng với một tải phụ Mc nào đó, nếu Rf càng lớn thì tốc độ càng giảm, đồng thời dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm. Nhận thấy rằng khi thay đổi điện áp, thực chất là giảm áp thì mômen ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch của động cơ giảm và tốc độ của động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất định.

Theo cấu trúc mạch điều khiển các hệ truyền động, điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều có loại điều khiển theo mạch kín (ta có hệ truyền động điều chỉnh tự động) và loại điều khiển mạch hở (hệ truyền động điều khiển “hở”). Ngoài ra các hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều còn đợc phân loại theo truyền động có đảo chiều quay và không đảo chiều quay. Thực hiện đảo chiều bằng cách: trong thời gian t1 cho K1 và K3 đóng ( K2 và K4 ngắt ) đầu A của phần ứng đợc nối với dong nguồn, đầu B đợc nối với âm nguồn.

Khi điều khiển tốc độ động cơ công suất nhỏ và điện áp phần ứng nhỏ ngời ta thờng dùng sơ đồ điều khiển Transistor rất dễ dàng tiện lợi, mạch điều khiển đơn giản, độ tin cậy cao, đặc biệt khi sử dụng phơng pháp điều khiển xung. Khi điều khiển động cơ có công suất lớn và điện áp phần ứng cao ngời ta cũng có thẻ dùng Transistor nhng phải sử dụng các Transistor dặc biệt có thể dùng với điện áp cao và dòng điện lớn. Khi đảo chiều quay từ thông hay đảo chiều dòng điện thì từ lục có chiều ngợc lại.Vậy muốn đảo chiều động cơ điện một chiều có thể thực hiện một trong hai cách nh hình vẽ trên và đờng.

Các phần tử điện

• Cảm biến: Lựa chọn cảm biến hồng ngoại

Sensor thu sử dụng là loại sensor PNA4602M hoạt động ở tần số sóng mang 38Khz. Cấu trúc của PLC này bao gồm một CPU và các module mở rộng cho nhiều ứng dụng khác nhau.