2.1.Đặc điểm
- Ánh sáng đầu thu nhận được phải gần bằng ánh sáng phát ra.
- Làm việc rất đáng tin cậy, vì ánh sáng của chùm tia luôn luôn có trong suốt quá
trình hoạt động hay không hoạt động của cảm biến.
50
- Trong các trường hợp dò tìm và xác định vật thể, thì cảm biến này có khoảng dò tìm
vật thì lớn hơn khoảng cách dò của một cảm biến khuyếch xạ.
- Ta có thể điều chỉnh độ nhạy bằng cách điều chỉnh bộ chiết áp nằm trên cảm biến.
- Cảm biến này sẽ d bị hư hỏng khi làm việc trong một môi trường có nhiệt độ trên
800 C.
2.2. Ứng dụng của cảm biến quang loại phản xạ gƣơng.
- Phát hiện vật trong nhà máy: Trong một số ứng dụng không cần khoảng cách xa (như loại thu phát độc lập), việc sử dụng sensor loại thu phát chung, phản xạ gương, là tốt nhất.
Hình 7.2a: Ứng dụng của cảm biến quang phản xạ gương
- Phát hiện người ra vào để đóng cửa thang máy: Trong các ứng dụng phát hiện người ra vào trong thang máy, họ E3JK-R của Omron là tốt nhất cả về chất lượng lẫn về giá.
Hình 7.2b: Ứng dụng của cảm biến quang phản xạ gương
- Phát hiện xe tải vào ra để đóng, mở barrier tự động: Đối với các ứng dụng loại
gương cần khoảng cách xa hơn, họ sensor E3G-R của Omron có thể đáp ứng được các yêu cầu về khoảng cách (xa 10m) và giảm bớt dây dẫn
51
Hình 7.2c: Ứng dụng của cảm biến quang phản xạ gương
-Đếm sản phẩm trên băng chuyền: Omron có rất nhiều loại sản phẩm, nhiều giải pháp
cho các ứng dụng như thế này.
Hình 7.2d: Ứng dụng của cảm biến quang phản xạ gương
-Phát hiện và đếm IC trên băng chuyền: Với các ứng dụng phát hiện vật nhỏ, việc sử
dụng sensor phát ra tia nhỏ là thích hợp nhất, ở đây họ sensor E3T-SR được dùng để phát hiện IC.
52
-Phát hiện các loại màng/phim trong suốt: E3S-R12 đặc biệt thích hợp để phát hiện
màng trong suốt với độ tin cậy cao.
Hình 7.2f: Ứng dụng của cảm biến quang phản xạ gương
-Để nhận biết các chai trong suốt: E3Z-B là loại sensor mới của Omron chuyên dùng
để nhận biết các chai PET và chai trong suốt. Bạn cũng có thể dùng model cũ là E3S- CR67.
Hình 7.2g: Ứng dụng của cảm biến quang phản xạ gương
-Phát hiện chat PET trên dây chuyền. Chai PET có thể dạng tròn hoặc vuông. Chai
PET đựng nước hoặc chất lỏng trong suốt: Nếu sử dụng các sensor thường để phát hiện chai PET trong thì đôi lúc không ổn định. Sensor E3Z-B có khả năng phát hiện tốt với độ tin cậy rất cao.
Hình 7.2h: Ứng dụng của cảm biến quang phản xạ gương
3. Thực hành với cảm biến quang loại phản xạ gƣơng. 3. 1.Thiết bị:
53
Hình 7.3: Module thực hành cảm biến quang loại phản xạ gương
+ Relay trung gian 24VDC + Nguồn 24VDC
+ Đèn tín hiệu 24VDC + Vật cảm biến.
3.2. Ghi các thông số kỹ thuật của cảm biến
Nguồn gốc: ... Công ty sản xuất: ... Mã số sản xuất sản phẩm: ... Điện áp hoạt động: ... Dòng điện: ... Đặc tính hoạt động: ... Khoảng cách tác động: ... Tiêu chuẩn cách điện: ...
3.3. Vẽ sơ đồ kết nối cảm biến 3.4. Các bƣớc thực hành
Bước 1: Tiến hành đấu nối cảm biến theo sơ đồ đã vẽ
Chú ý: Tùy thuộc vào ngõ ra của cảm biến mà có thể đấu nối theo dạng NPN hoặc PNP.
Bước 2: Lần lượt cho các vật cảm biến khác nhau đi qua giữa bộ phận phát - thu và gương phản xạ để xét xem tác động ở ngõ ra của cảm biến
Những ghi chú khi thực hành và nhận xét:
... ... ... ...
CÂU HỎI BÀI 7
1. Trình bày nguyên lý hoạt động của cảm biến quang phản xạ gương?
54
BÀI 8: CẢM BIẾN QUANG LOẠI KHUẾCH TÁN Giới thiệu:
Cảm biến quang phản xạ khuếch tán (Diffuse reflection sensor) có đầu thu và đàu phát chung, đầu thu nhận được ánh sáng khi đầu phát, phát ánh sáng đến vật, ánh sáng phản xạ về đầu thu. Cảm biến qung phản xạ khuếch tán có khoảng cách phát hiện gần (tối đa 2m).
Mục tiêu:
- Phân tích được cấu trúc của cảm biến quang loại khuếch tán.
- Phân tích được nguyên tắc hoạt động, đặc điểm của cảm biến quang loại khuếch tán. - Lắp đặt được các mạch điện ứng dụng của cảm biến quang loại khuếch tán.
- Rèn luyện tinh thần tự giác học tập, thái độ học tập nghiêm túc.
Nội dung:
1. Cấu trúc và nguyên tắc hoạt động:
Thiết bị cảm biến quang phản xạ khuếch tán là loại cảm biến có bộ thu và phát chung, những tia hồng ngoại phát ra có góc phát to dần khi ánh sáng đi ra xa.
Hình 8.1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến quang loại khuếch tán.
Tương tự loại phản xạ gương nhưng ở đây ánh sáng phản xạ về đầu thu được lấy từ vật chứ không phải từ gương. Lượng ánh sáng phản xạ về đầu thu sẽ được chuyển tỉ lệ thành tín hiệu điện áp (hoặc dòng điện) và sau đó được khuếch đại. Cảm biến xuất tín hiệu ra báo nếu mức điện áp lớn hơn mức ngưỡng.
2. Đặc điểm và ứng dụng 2.1.Đặc điểm 2.1.Đặc điểm
-D lắp đặt, phát hiện tối đa 2m
-Bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc vật, ảnh hưởng nền, …
-Do ánh sáng của bộ phát tác động đến vật thể nên khi sử dụng loại cảm biến này ta
không cần thiết bị phản hồi.
-Vật thể được dò tìm sẽ tạo ánh sáng khuyếch tán phản hồi, gương chiếu, vật thể bán
trong suốt.
-Cảm biến khuyếch tán phản hồi thì cho phép dò tìm vật thể ở phía trước chùm tia
của bộ phát.
55
-Cảm biến cũng không phát hiện được vật thể khi vật thể đến một nhánh của chùm
tia và làm sinh ra một chùm tia khuyếch tán không đi đến bộ nhận tín hiệu của cảm biến
2.2. Ứng dụng:
-Phát hiện chuyển động lên xuống: Trong trường hợp bình thường, có thể sử dụng
cảm biến tiệm cận loại cảm ứng từ để phát hiện. Tuy nhiên, để an toàn hơn cho sensor, sử dụng cảm biến quang lại khuếch tán là tốt nhất.
Hình 8.2a: Ứng dụng của cảm biến quang phản xạ khuếc tán
-Đếm sản phẩm trên băng chuyền: Trong các ứng dụng đếm vật thông thường trong
nhà máy, họ cảm biến E3JK-D của Omron giúp phát hiện vật một cách chính xác
Hình 8.2b: Ứng dụng của cảm biến quang phản xạ khuếc tán
2.3. Một số loại cảm biến quang phản xạ khuyếch tán:
2.3.1. Cảm biến quang loại khuếch tán – giới hạn (Limited Reflective):
Nguyên tắc hoạt động:
Hình 8.3: Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang loại khuếch tán – giới hạn
56
Tương tự loại phản xạ - khuếch tán, cảm biến phản xạ khuếch tán – giới hạn chỉ nhưng ở đây vật nằm trong vùng phát hiện (giới hạn) thì ánh sáng phản xạ mới đến đầu thu được lúc này sensor xuất tín hiệu ra báo có vật.
Đặc điểm:
-Chỉ phát hiện vật trong vùng phát hiện giới hạn.
-Không bị ảnh hưởng bởi màu nền sau vùng cảm biến.
-Lý tưởng cho nhiều ứng dụng cần triệu tiêu nền.
Ứng dụng.
- Phát hiện vật trên băng chuyền: Với các ứng dụng phát hiện vật trên băng chuyền, triệt tiêu được nền là một vấn đề cần quan tâm nhất. Các cảm biến loại phản xạ giới hạn có thể làm được điều này.
Hình 8.3a: Ứng dụng của cảm biến quang loại khuếch tán – giới hạn
-Phát hiện vật trên băng chuyền: Vì sensor triệt tiêu được nền nên sự thay đổi màu
sắc của nền không bị ảnh hưởng đến hoạt động của sensor.
Hình 8.3b: Ứng dụng của cảm biến quang loại khuếch tán – giới hạn
2.3.2. Cảm biến quang loại đặt khoảng cách (Distance Settable): Nguyên tắc hoạt động:
57
Tương tự loại khuếch tán – giới hạn, cảm biến loại đặt khoảng cách chỉ nhận biết được vật nằm trong dãi cài đặt, khi vật nằm trong dải cài đặt thì ánh sáng phản xạ mới đến đầu thu được lúc này sensor xuất tín hiệu ra báo có vật.
Đặc điểm.
- Chỉ phát hiện vật theo vị trí đặt
- Bộ thu sử dụng thiết bị định vị vị trí (PSD), không sử dụng transistor quang nên không bị ảnh hưởng bởi màu nền, độ bóng …
Ứng dụng.
- Phát hiện kẹo trên dây chuyền: Hình dạng của viên kẹo không đúng qui cách và sẽ
có phản xạ từ giấy bọc kẹo và màu của giấy bọc cũng thay đổi. E3G-L1 có chức năng đặt nền có thể phát hiện được vật thể bóng và gồ ghề màu sắc khác nhau với độ tin cậy cao.
Hình 8.5a: Ứng dụng của cảm biến loại đặt khoảng cách.
-Phát hiện vật trên băng chuyền, triệt tiêu ảnh hưởng phía sau: Nếu sử dụng loại
cảm biến đặt khoảng cách, chúng ta có thể triệt tiêu được các nhi u từ phía sau băng chuyền.
Hình 8.5b: Ứng dụng của cảm biến loại đặt khoảng cách.
-Phát hiện vỏ cao su trên băng chuyền: Trong trường hợp này, sử dụng cảm biến
quang loại đặt khoảng cách là tốt nhất.
58
-Xuất tín hiệu báo khi nồi áp xuất bị hở nắp: Sử dụng 2 sensor loại đặt khoảng cách
để phát hiện nắp, nếu 1 trong 2 sensor không nhận được ánh sáng về tức là nắp nồi bị hở.
Hình 8.5d: Ứng dụng của cảm biến loại đặt khoảng cách.
-Phát hiện có hoặc không có ống mút đi kèm theo đồ uống đóng hộp: E3G-L1 là
sensor đặt được khoảng cách thế hệ mới. Nó có thể nhận biết được sự khác biệt rất nhỏ về chiều cao. Sensor hoạt động rất ổn định và không bị ảnh hưởng bởi màu sắc, chất liệu, độ nghiêng dốc, độ bóng và kích thước của vật thể.
Hình 8.5e: Ứng dụng của cảm biến loại đặt khoảng cách.
-Phát hiện thiếu niêm phong bằng cao su trên nắp chai lọ: E3G-L1 là sensor đặt
được khoảng cách thế hệ mới và nó có thể phát hiện được sự khác biệt chiều cao dù là nhỏ nhất một cách rất chính xác.
Hình 8.5f: Ứng dụng của cảm biến loại đặt khoảng cách.
-Phát hiện bao đựng gạo đã được mở trước khi bao này tới máy đổ gạo vào bao:
E3G-L1 là sensor đặt khoảng cách thế hệ mới. Nó cũng có thể phát hiện được sự khác nhau về độ cao cho dù là rất nhỏ một cách chính xác.
59
Hình 8.5g: Ứng dụng của cảm biến loại đặt khoảng cách.
-Phát hiện thực phẩm trong khay: E3S-CL là sensor quang đặt được khoảng cách.
Có thể d dàng chỉnh được khoảng cách đo.
Hình 8.5h: Ứng dụng của cảm biến loại đặt khoảng cách.
-Phát hiện thiếu nhưng trên bánh: E3S-CL là sensor quang đặt được khoảng cách
có thể d dàng chỉnh được khoảng cách đo và phát hiện nhưng. Dùng thêm một sensor để phát hiện bánh.
Hình 8.5i: Ứng dụng của cảm biến loại đặt khoảng cách.
3. Thực hành với cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán. 3.1. Thiết bị. 3.1. Thiết bị.
+ Cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán + Relay trung gian 24VDC
+ Nguồn 24VDC + Đèn tín hiệu 24VDC + Vật cảm biến
60
Hình 8.6: Module thực hành cảm biến quang loại khuếch tán
3.2. Ghi các thông số kỹ thuật của cảm biến
Nguồn gốc: ... Công ty sản xuất: ... Mã số sản xuất sản phẩm: ... Điện áp hoạt động: ... Dòng điện: ... Đặc tính hoạt động: ... Khoảng cách tác động: ... Tiêu chuẩn cách điện: ...
3.3. Vẽ sơ đồ kết nối cảm biến 3.4. Các bƣớc thực hành.
Bước 1: Tiến hành đấu nối cảm biến theo sơ đồ đã vẽ
Chú ý: Tùy thuộc vào ngõ ra của cảm biến mà có thể đấu nối theo dạng NPN hoặc PNP.
Bước 2: Lần lượt cho các vật cảm biến khác nhau đi qua bộ phận phát - thu với những khoảng cách khác nhau để xét xem tác động ở ngõ ra của cảm biến
3.5. Những ghi chú khi thực hành và nhận xét: ... ... ... ... ... ...
CÂU HỎI BÀI 8
1. Trình bày nguyên lý hoạt động của cảm biến quang loại phản xạ khuếch tán?
61
BÀI 9: CẢM BIẾN MÀU Giới thiệu:
Tương tự như cảm biến quang phản xạ khuếch tán, nhưng cảm biến màu (color sensor) có khả năng nhận biết màu, và ta có thể dạy cho cảm biến nhận biết màu theo mong muốn.
Mục tiêu:
- Phân tích được cấu trúc của cảm biến màu.
- Phân tích được nguyên lý hoạt động, đặc điểm của cảm biến màu. - Lắp đặt được các mạch điện ứng dụng của cảm biến màu.
- Rèn luyện tinh thần tự giác học tập, thái độ học tập nghiêm túc.
Nội dung chính:
1. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của cảm biến màu.
Hình 9.1: Cấu trúc hoạt động của cảm biến màu
Cảm biến màu phát các ánh sáng đỏ (R), xanh lá (G), xanh dương (B) tới vật cảm biến, sau đó nhận ánh sáng phản xạ về, phân tích tỉ lệ các ánh sáng R, G, B để phân biệt màu của vật.
Biến đổi tín hiệu ra của bộ cảm biến màu thành số
Hình 9.2: Cấu trúc hoạt động của cảm biến màu
2. Đặc điểm và ứng dụng của cảm biến màu 2.1. Đặc điểm
-Độ tin cậy cao.
-D sử dụng.
62
2.2.Ứng dụng:
-Để phát hiện bàn chải đánh răng các màu khác nhau: E3MC là loại sensor màu, nó
rất d dàng nhận biết các màu theo yêu cầu (phân biệt 4 màu cùng 1 lúc).
Hình 9.3a: Ứng dụng của cảm biến màu
-Phát hiện và loại ra các sản phẩm khác màu: Với chức năng Teach, ta có thể dạy
sensor biết được màu của vật cần chọn. Nếu vật khác màu đã lưu (tức là không giống sản phẩm mong muốn), sensor sẽ xuất tín hiệu báo.
Hình 9.3b: Ứng dụng của cảm biến màu
-Phát hiện màu của chất lỏng: Sensor E3MC phân biệt màu bằng cách phát hiện sự
khác biệt giữa màu phát hiện với màu chuẩn đã đăng ký, sử dụng một tấm panel trắng phía sau giúp độ phản xạ cao hơn.
Hình 9.3c: Ứng dụng của cảm biến màu
-Các lon được đặt ở bên trong hộp trong suốt. Muốn cả hộp trông vuông vắn đẹp mắt
thì tất cả các lon bên trong phải được để đúng chiều: Dùng loại E3MC có thể chỉnh được đúng hướng qua màu sắc hoặc dấu hiệu
63
Hình 9.3d: Ứng dụng của cảm biến màu
3. Thực hành với cảm biến phân loại màu. 3.1. Thiết bị: 3.1. Thiết bị:
+ Cảm biến phân loại màu F150 – 3
+ Relay trung gian, tiếp điểm thường mở của relay trung gian + Nguồn 24VDC
+ Đèn tín hiệu 24VDC + Vật cảm biến
3.2. Ghi các thông số kỹ thuật của cảm biến
Nguồn gốc: ... Công ty sản xuất: ... ... Mã số sản xuất sản phẩm: ... ... Điện áp hoạt động: ... Dòng điện: ... Đặc tính hoạt động: ... Khoảng cách tác động: ... Tiêu chuẩn cách điện: ...
3.3. Vẽ sơ đồ kết nối cảm biến 3.4. Các bƣớc thực hành
Bước 1: Tiến hành đấu nối cảm biến theo sơ đồ đã vẽ.
Bước 2: Lần lượt cho các vật cảm biến có màu sắc khác nhau (đỏ, xanh lá, xanh dương) đi qua cảm biến để xét xem với các vật cảm biến khác nhau thì các tác động ở ngõ ra của cảm biến sẽ như thế nào?
3.5. Những ghi chú khi thực hành và nhận xét: ... ... ... ... ... ...
CÂU HỎI BÀI 9
1. Trình bày nguyên lý hoạt động của cảm biến màu?
64
BÀI 10: ĐO VẬN TỐC VÕNG QUAY VÀ GÓC QUAY