Pengantar
Deteksi ada tidaknya suatu objek dari jarak jauh disebut 'proximity sensing'. Sensor magnetik memiliki tempat khusus di antara anggota keluarga sensor jarak.
Mereka dikenal karena jangkauan deteksi tertinggi mereka jika dibandingkan dengan saudara mereka, sensor jarak induktif.
Blog ini bertujuan untuk membahas gambaran umum tentang sensor jarak magnetik/switch dan bagaimana mereka dapat digunakan dalam aplikasi penginderaan jarak dekat.
Apa itu Saklar Kedekatan Magnetik?
Sensor/saklar jarak magnetik adalah sensor pendeteksi posisi non-kontak. Mereka mendeteksi objek menggunakan properti magnetik mereka. Dengan kata lain, sensor jarak magnetik dirancang khusus untuk bekerja dengan magnet.
Ketika mendeteksi objek magnetik melalui bahan yang tidak dapat dimagnetkan seperti plastik, kayu, atau bahkan aluminium, sensor jarak magnetik menjadi sangat berguna.
Mereka tidak hanya tersedia dalam banyak varian ukuran/paket, tetapi juga memiliki stabilitas mekanik yang tinggi dalam kondisi goncangan/getaran yang ekstrim.
Prinsip Kerja Saklar Kedekatan Magnetik
Ada berbagai teknologi yang digunakan dalam sensor jarak magnetik:
- Variabel keengganan
- Sensor reluktansi variabel dibangun menggunakan magnet permanen dan kumparan pick-up yang melilit feromagnet. Sensor ini tidak memerlukan catu daya eksternal. Ketika magnet melewati sensor, tegangan diinduksi dalam koil dan mengeluarkan sinyal analog. Ada varian 'aktif' dari mereka yang bertenaga yang dapat memberikan informasi penginderaan yang lebih akurat seperti kecepatan nol.
- Saklar buluh
- Sensor magnetik berbasis saklar buluh terdiri dari bola kaca tertutup rapat. Bola kaca membungkus dua 'buluh' yang bersifat magnetis. Ketika magnet ditempatkan di dekat sakelar, kedua buluh bersentuhan satu sama lain, menyelesaikan rangkaian.
- Efek hall
- Sensor efek hall menggunakan prinsip dengan nama yang sama untuk mengukur medan magnet yang dihasilkan oleh objek magnet. Ada dua jenis sensor Hall, digital dan analog. Sensor digital mengeluarkan sinyal logika TINGGI atau RENDAH. Sensor analog mengeluarkan tegangan/arus yang sebanding dengan kekuatan medan magnet.
- GMR (Efek Resistif Magnet Raksasa) Induktif
- Sensor GMR terdiri dari a jembatan batu gandum sirkuit. Dua resistor dirancang khusus untuk memiliki internal yang menggunakan feromagnetik dan non-ferromagnetik bahan. Hal ini membuat resistansi resistor berubah ketika terkena medan magnet.
Rangkaian jembatan wheatstone menghasilkan sinyal tegangan yang sebanding dengan medan magnet yang ada. Tegangan ini dilewatkan melalui tahap pengkondisian sinyal ke komparator.
Komparator membandingkan sinyal dengan ambang batas dan mengubah tahap keluaran menjadi keluaran sinyal.
Diagram Sirkuit Sensor Kedekatan Magnetik
Sensor magnetik bisa sangat berguna, tidak hanya dalam tugas otomasi industri tetapi juga dalam tugas switching tujuan umum seperti menghidupkan/mematikan alat bertenaga AC.
Rangkaian berikut adalah aplikasi di mana sakelar buluh magnetik digunakan untuk mengontrol relai. Menempatkan magnet sebentar di sakelar buluh akan mengaktifkan/menonaktifkan relai.
Rangkaian ini memiliki tiga blok utama, yaitu rangkaian input, rangkaian waktu tunda, dan flip flop. Mendekatkan magnet ke saklar buluh akan membuat pin 2 timer NE555 menjadi pendek ke ground.
NE555 dikonfigurasi dalam monostabil mode. Dalam konfigurasi ini, ketika pulsa 0V diterapkan ke pin 2, pin 3 menjadi TINGGI untuk jangka waktu tertentu dan menjadi RENDAH (0V). Konstanta waktu ditentukan oleh jaringan RC yang dibentuk oleh R2 dan C1.
Output dari NE555 terhubung ke pin jam (pin 3) dari IC CD4013. Ini adalah IC flip-flop tipe-D, dan dikonfigurasi untuk berada dalam 'mode sakelar'.
Dalam mode sakelar, setiap kali pulsa diterapkan ke pin 3, output IC2 bertransisi dari TINGGI ke RENDAH atau RENDAH ke TINGGI.
Pin 1 IC2 terhubung ke transistor T1, yang menghidupkan/mematikan relai RL1. Karena T1 adalah transistor NPN, ia menyalakan relai ketika tegangan positif diberikan dari IC2.
Relai memiliki dioda freewheeling D1 untuk mencegah kerusakan transistor. Ini menekan kickback induktif ketika relai mati.
Cara Menguji Saklar Kedekatan Magnetik
Untuk sakelar kedekatan magnetik sederhana seperti sakelar buluh, ikuti rangkaian di bawah ini untuk menguji sensor.
Jika sensor berfungsi dengan baik, menempatkan magnet di sebelah sensor akan menyalakan LED.
Jika Anda memiliki multimeter, atur ke uji kontinuitas modus atau mode dioda dan hubungkan kedua kabel ke dua kabel sensor. Dekatkan magnet ke sensor dan amati pembacaan multimeter.
Multimeter akan berbunyi bip atau menampilkan nilai yang sangat kecil mendekati nol jika sensor bekerja dengan baik.
Untuk sensor yang memiliki LED indikator built-in, langkah pertama adalah menyalakan sensor menggunakan sumber tegangan. Tegangan tergantung pada model sensor dan dapat dari 5V hingga 24VDC.
Saat sensor dihidupkan, letakkan magnet di depan sensor. Jika LED pada sensor menyala, sensor dapat dipastikan bebas kesalahan.
Cara Menghubungkan sakelar Kedekatan Magnetik
Untuk sensor jarak 3-kawat, ada dua konfigurasi, NPN dan PNP. Jenis PNP membutuhkan a tipe tenggelam PLC sementara sensor tipe NPN membutuhkan a jenis sumber PLC. Gambar di bawah dari Real Pars menunjukkan diagram pengkabelan berkode warna yang khas untuk kedua jenis sensor.
Sensor jarak DC 2-kawat relatif lebih mudah untuk dihubungkan. Jika PLC adalah tipe sinking, sensor PNP 2-kawat harus dipilih. Jika PLC adalah tipe sumber, sensor harus tipe keluaran NPN.
Untuk sensor PNP, sambungkan kabel coklat ke +24V dan kabel hitam ke input PLC.
Untuk sensor tipe NPN, sambungkan kabel coklat ke input PLC dan kabel Hitam ke 0V (umum).
Rentang Sensor Kedekatan Magnetik
Secara umum, jangkauan sensor jarak magnet tergantung pada kekuatan medan magnet. Jarak penginderaan khas untuk sensor jarak magnetik berada dalam kisaran 0-80mm dan bisa sedikit lebih tinggi jika magnetnya sangat kuat.
Kesimpulan
Sensor jarak magnetik tersedia dalam berbagai teknologi.
Dalam artikel ini, kami membahas sakelar buluh sederhana ke sensor induktif GMR paling kompleks dan membahas prinsip fungsional di baliknya, cara menguji dan menggunakannya dalam aplikasi dunia nyata.
Pastikan untuk selalu meneliti opsi sebelum memilih sensor tertentu. Ini akan memastikan kinerja optimal sistem Anda.
