Pengantar
Sensor fotolistrik adalah jenis sensor yang digunakan untuk mendeteksi objek berdasarkan berbagai sifat optik. Sensor fotolistrik terbuat dari cahaya emitor dan elemen penerima.
Sensor dapat mendeteksi gangguan pada berkas cahaya yang dipantulkan, dan memutuskan apakah ada objek atau tidak.
Pada artikel ini, kita akan berbicara tentang sensor retro-reflektif, yang termasuk dalam keluarga sensor fotolistrik. Mari kita lihat apa itu sensor retro-reflektif, terbuat dari apa dan bagaimana kita dapat menggunakannya untuk mendeteksi objek.
Apa itu Sensor Retro-reflektif?
Sensor retro-reflektif adalah jenis sensor fotolistrik, yang menggunakan interupsi berkas cahaya yang dipantulkan untuk mendeteksi objek. Ada dua jenis utama sensor retro-reflektif:
- Sensor retro-reflektif standar
- Sensor retro-reflektif terpolarisasi
Kedua jenis sensor tersebut memiliki elemen pemancar berkas cahaya dan detektor/penerima yang terpasang pada wadah yang sama. Berkas cahaya yang dipancarkan dipantulkan oleh retroreflektor kembali ke sensornya.
Ketika sebuah objek ditempatkan di antara sensor dan reflektor, itu mengganggu sinar. Tidak adanya berkas cahaya menyebabkan sensor mengubah sinyal keluarannya.
Prinsip Kerja Sensor Retro-reflektif
Seperti disebutkan di atas, sensor retroreflektif memiliki emitor dan penerima yang terpasang di rumah yang sama. Unit reflektor terpisah ditempatkan untuk memantulkan sinar kembali ke sensor.
Ketika sebuah objek masuk ke wilayah antara reflektor dan sensor, itu menghalangi berkas cahaya. Gangguan ini menyebabkan berkas cahaya menyebar, dan sensor mendeteksi perubahan. Ini kemudian menyebabkan output berubah.
Sebuah sensor fotolistrik, secara umum memiliki beberapa blok sirkuit di dalamnya:
- Modulator dan Amplifier
- Pemancar dan Penerima dengan unit Target/Reflektor
- Detektor Amplifier dan Demodulator
- Keluaran
Tahap Modulator dan Amplifier
Pada tahap ini, rangkaian modulator menghasilkan sinyal berdenyut. Ini sering merupakan gelombang persegi yang dengan cepat menyala dan mati.
Amplifier memperkuat sinyal ini dan menghasilkan arus yang cukup untuk menggerakkan LED emitor. Alasan menggunakan berkas cahaya yang berdenyut adalah untuk mengurangi interferensi eksternal yang disebabkan oleh sumber cahaya lain.
Tapi ada sensor yang menggunakan cahaya non-termodulasi. Sensor dengan berkas cahaya tidak termodulasi memiliki jangkauan yang lebih panjang, tetapi rentan terhadap cahaya koheren dan gangguan cahaya eksternal.
Pemancar dan Penerima dengan unit Target/Reflektor
Hampir semua sensor fotolistrik menggunakan LED sebagai pemancar/emitor karena kecepatan dan konsumsi daya yang rendah. Detektor terdiri dari fotodetektor/fotosensor.
Baik pemancar dan penerima memiliki lensa untuk menyaring dan mengarahkan berkas cahaya. Pulsa cahaya yang ditransmisikan dipantulkan oleh retroreflektor dan diambil oleh fotodioda.
Refleksi Reguler vs. Retrorefleksi
Sebuah reflektor standar seperti kaca memantulkan cahaya pada sudut yang sama dengan sudut datang berkas cahaya. Setiap kali reflektor dimiringkan sedikit pun, berkas cahaya yang dipantulkan dapat diarahkan ke tempat lain selain sensor.
Retroreflektor menggunakan kubus sudut, yang terbuat dari 3 permukaan reflektif individu. Mereka tegak lurus (90 derajat) satu sama lain. Mereka dapat mengarahkan cahaya yang dipantulkan kembali ke berkas cahaya yang dipancarkan bahkan ketika reflektor ditempatkan pada suatu sudut. Ini disebut 'retrorefleksi'.
Dengan menggunakan retroreflektor, dapat di-offset atau dimiringkan hingga 10-30 derajat, dan sensor tetap dapat mendeteksi pancaran sinar.
Detektor Amplifier dan Demodulator
Tahap ini memperkuat sinyal dari fotodetektor dan mendemodulasi sinyal yang diterima. Ini mengeluarkan sinyal kontrol ke tahap output untuk mengalihkan output TINGGI / RENDAH.
Tahap Output
Tahap output terdiri dari elemen kontrol akhir untuk mengalihkan output. Ini dapat berupa rangkaian berbasis transistor untuk sensor tipe NPN/PNP, atau keluaran relai. Biasanya, tahap ini juga terdiri dari proteksi tambahan seperti proteksi hubung singkat dan dioda proteksi polaritas terbalik.
Jenis sensor fotolistrik ini menggunakan prinsip retrorefleksi dalam mekanisme penginderaan mereka. Sebuah retroreflektor dapat memantulkan berkas cahaya kembali ke sumbernya, terlepas dari sudut reflektor.
Ini membantu untuk mengkalibrasi/menyelaraskan sensor karena sensor tidak perlu tegak lurus sempurna terhadap reflektor.
Sensor Retro-reflektif Reguler vs Sensor Retro-reflektif Terpolarisasi
Sensor retroreflective biasa dapat mendeteksi hampir semua objek. Tetapi mereka kesulitan mendeteksi objek mengkilap seperti permukaan yang dipoles atau cermin. Sensor retro-reflektif standar tidak dapat mendeteksi objek seperti itu karena mereka dapat 'tertipu' oleh objek mengkilap dengan memantulkan sinar yang dipancarkan kembali ke sensor.
Sensor retro-reflektif terpolarisasi mengharapkan berkas cahaya dipolarisasi oleh reflektor sebesar 90 derajat. Jika sinar yang dipantulkan terpolarisasi 90 derajat, sensor mengetahui bahwa tidak ada objek.
Tetapi ketika objek reflektif masuk di antara sensor dan reflektor, sinar yang dipantulkan tidak terpolarisasi dan sensor dapat mendeteksi objek tersebut. Satu-satunya objek yang dapat mengganggu fungsi sensor ini adalah reflektor.
Sensor Retro-reflektif vs Sensor Reflektif Difus
Perbedaan utama antara kedua jenis ini adalah metode refleksi. Sensor reflektif difus mengharapkan cahaya dipantulkan oleh objek sementara sensor retro-reflektif mengharapkan berkas cahaya diinterupsi oleh objek untuk mendeteksinya.
Sensor retro-reflektif juga membutuhkan retroreflector khusus untuk berfungsi.
Sensor reflektor difus tidak memerlukan reflektor karena objek yang akan dideteksi bertindak sebagai reflektor itu sendiri.
Ini membuat sensor reflektif difus lebih mudah dipasang. Namun, karena deteksi didasarkan pada cahaya yang dipantulkan oleh objek, kondisi fisik seperti warna dan tekstur objek secara langsung memengaruhi kinerja penginderaan.
Sensor retro-reflektif kurang rentan terhadap kondisi seperti warna dan sudut objek yang diindera. Mereka dapat digunakan dalam aplikasi seperti mendeteksi objek transparan seperti kaca. Namun, sensor retro-reflektif memiliki zona mati pada jarak yang sangat dekat.
Kedua sensor memiliki jarak penginderaan beberapa sentimeter hingga beberapa meter, memiliki kabel sederhana dan relatif lebih mudah dipasang.
Aplikasi Sensor Retro-reflektif
Sensor retro-reflektif menemukan aplikasinya di banyak industri seperti otomotif, penanganan material, teknik mesin, makanan dan minuman, dan sistem kontrol akses.
Sensor ini digunakan di jalur perakitan untuk memberikan posisi presisi bagi lengan robot untuk meraihnya. Versi terpolarisasi dari sensor retroreflektif membuat sensor kebal terhadap hasil akhir yang mengkilap di bagian-bagian seperti bodywork.
Dalam aplikasi seperti derek penumpuk di gudang, sensor fotolistrik seperti sensor retro-reflektif digabungkan dengan perangkat tambahan lain seperti skrup data optik. Hal ini memungkinkan derek penumpuk untuk memposisikan/mengambil barang secara tepat dan membaca konten pada barcode secara nirkabel.
Elevator juga menggunakan sensor retro-reflektif untuk mendeteksi posisi pintu dan elevator itu sendiri untuk memastikan keandalan dan kinerja maksimum.
Pengaturan Sensor Reflektif Retro
Sensor reflektif retro tersedia dalam dua jenis: gelap (NC) dan menyala (TIDAK). Jenis dark-on menyalakan output ketika sebuah objek ditempatkan di antara sensor dan reflektor. Jenis light-on menyalakan output saat tidak ada objek.
Ini lebih mudah diingat daripada Biasanya Tertutup (NC) atau Biasanya Terbuka (NO). Beberapa sensor memiliki kedua konfigurasi sementara yang lain mungkin memiliki sakelar pemilih untuk memilih mode operasi
Di bawah ini adalah diagram pengkabelan khas untuk berbagai jenis sensor retro-reflektif.
Ada dua LED pada sensor fotolistrik. SEBUAH LED hijau untuk menunjukkan kekuasaan, Dan oranye/merah LED untuk menunjukkan deteksi. Untuk mengkalibrasi sensor retroreflektif, ada dua opsi: tombol mengajar atau potensiometer.
Untuk mengkalibrasi sensor dengan potensiometer, atur sensor dengan reflektornya dan putar potensiometer hingga kedua LED mati. Sesuaikan potensiometer sampai LED hijau tetap menyala ketika tidak ada objek, dan kedua LED menyala saat objek ada.
FAQ tentang Sensor Retro-reflektif
Q: Sensor retroreflective standar saya memberi saya pembacaan yang salah saat mendeteksi logam mengkilap sebagai target. Bagaimana saya bisa memperbaiki ini?
J: Ini adalah masalah umum dengan sensor retroreflektif standar. Memilih retro-reflektif terpolarisasi sensor dengan reflektor retro kubus sudut akan menghilangkan masalah ini.
Q: Saya mencari sensor retroreflektif yang mampu mendeteksi botol kaca bening pada konveyor untuk aplikasi penghitungan. Apa yang akan menjadi pilihan terbaik?
A A sensor retro-reflektif terpolarisasi dengan deteksi objek yang jelas akan bekerja paling baik untuk aplikasi semacam itu. Sensor ini juga tidak akan memiliki zona mati, yang akan menjadi keuntungan dalam banyak kasus.
Q: Apa jenis reflektor terbaik untuk digunakan dengan sensor retroreflektif?
J: Reflektor retro-kubus sudut kompatibel dengan semua jenis sensor retro-reflektif dalam banyak kasus. Namun, sensor retro-reflektif terpolarisasi harus gunakan reflektor gaya kubus sudut untuk memastikan kinerja puncaknya.
Q: Apakah ada pilihan reflektor untuk suhu ekstrim?
A: Ada reflektor yang dapat menahan suhu tinggi dari 120 hingga 500 derajat Celcius. Untuk penggunaan pada suhu yang sangat rendah, terdapat reflektor yang dilengkapi dengan elemen pemanas built-in untuk mencegah penumpukan kabut/es.
Apakah Sensor Retro-reflektif Membutuhkan Reflektor?
Jawaban sederhananya adalah iya nih. Namun, ini tergantung pada penerapan sensor. Sensor retro-reflektif secara teknis dapat digunakan sebagai pengganti sensor reflektif difus jika objek yang dideteksi itu sendiri adalah retroreflektor atau sejenisnya.
Konfigurasi sensor menyala dan/atau gelap yang dapat dikonfigurasi membuat pendekatan ini lebih mudah.
Namun, untuk memastikan akurasi tertinggi, penggunaan reflektor sangat penting. Di sisi lain, sensor terpolarisasi tidak bekerja sama sekali tanpa reflektor retro polarisasi.
Kesimpulan
Dalam artikel ini, kami membahas sensor retro-reflektif dan prinsip operasinya, bersama dengan aplikasinya. Sensor optik secara umum adalah pilihan yang baik untuk mendeteksi objek tanpa kontak, dan memiliki jangkauan penginderaan yang lebih tinggi daripada jenis sensor lainnya.
Memilih jenis sensor fotolistrik yang tepat untuk aplikasi Anda akan sangat meningkatkan akurasi penginderaan dan akan memberikan output yang bersih dengan pemicu palsu yang minimal.
