Free Press

Induktiv, kapacitiv, ultralyd, IR? Dette er de almindelige typer af nærhedssensorer, der anvendes i dag til forskellige applikationer, lige fra Andriod- og iPhone-nærhedsaflæsning til afstandsmåling, objektdetektion med Arduino. Derfor er det meget vigtigt at vælge en, der er let at tilslutte, præcis og pålidelig, for at opfylde dine planlagte anvendelser.

I denne guide vil jeg dække de forskellige typer af nærhedssensorer, deres anvendelser og pris, med anbefalinger for at gøre din beslutning nemmere!

Denne guide vil dække følgende komponenter:

• Hvad er nærhedssensorer?
• Typer af nærhedssensorer
• Sådan vælger du en nærhedssensor
• Hæderlige omtaler
• Nærhedssensor sammenlignet (Resumé)

Nærhedssensorer er sensorer, der registrerer bevægelse/tilstedeværelse af genstande uden fysisk kontakt og videresender den opfangede information til et elektrisk signal. Det kan også defineres som en nærhedsafbryder, en definition, der er givet af de japanske industristandarder (JIS) til alle kontaktløse detekterende sensorer

• Lyder det komplekst? Nærhedssensor betyder ganske enkelt; En sensor, der registrerer, opfanger og videresender information uden fysisk kontakt!

Nærhedssensorens funktioner

For yderligere at forstå, hvad en nærhedssensor er, skal vi se på dens funktioner. Følgende er dens funktioner, med nogle unikke set i forhold til traditionelle optiske/kontaktsensorer:

Kontaktløs sensor

Kontaktløs nærhedsføler giver mulighed for detektion uden at røre ved objektet, hvilket sikrer, at objektet forbliver velkonditioneret

Unafekteret af overfladeforhold

Nærhedssensorer er næsten upåvirkede af objekters overfladefarver, da de hovedsageligt registrerer fysiske ændringer

Egnethed til en bred vifte af applikationer

Nærhedssensorer er egnede til fugtige forhold og brug i et bredt temperaturområde, i modsætning til din traditionelle optiske detektion.

Nærhedssensorer er også anvendelige i telefoner, uanset om det er dine Andriod- eller IOS-enheder. Den består af simpel IR-teknologi, der tænder og slukker skærmen i overensstemmelse med din brug. For eksempel slukker den for skærmen, når der er et telefonopkald i gang, så du ikke ved et uheld aktiverer noget, mens du placerer den i nærheden af dine kinder!

Længere levetid

Da en nærhedssensor bruger halvlederudgange, er der ingen bevægelige dele, der er afhængige af driftscyklussen. Derfor har dens levetid tendens til at være længere sammenlignet med traditionelle sensorer!

Høj reaktionshastighed

Sammenlignet med kontakter, hvor der kræves kontakt for at registrere, giver nærhedssensorer en højere reaktionshastighed.

Typer af nærhedssensor

Nu da vi har forstået, hvad nærhedssensorer er, vil vi dykke yderligere ned i de forskellige typer; hver især velegnet til sine specifikke applikationer og miljøer.

Er du klar? Her er en oversigt over de forskellige typer af nærhedssensorer!

Induktive nærhedssensorer

Induktive nærhedssensorer er kontaktløse sensorer, der kun bruges til at registrere metalgenstande. Den er baseret på loven om induktion, der driver en spole med en oscillator, når en metalgenstand nærmer sig den.

Den har to versioner og består af 4 hovedkomponenter:

Versioner:

• Uafskærmet: Elektromagnetisk felt, der genereres af spolen, er ubegrænset, hvilket giver mulighed for bredere og større aftastningsafstande
• Skærmet: Komponenter:
  • Den består af 4 hovedkomponenter, som det ses på billedet; Spole, oscillator, Schmitt-trigger og udgangskoblingskredsløb

  Hvordan fungerer induktiv nærhedssensor?

  1. Der tilføres vekselstrøm til spolen, hvilket genererer et elektromagnetisk detektionsfelt
  2. Når et metalobjekt kommer tættere på det magnetiske felt, opbygges hvirvelstrømme, hvilket resulterer i ændringer i spoleinduktansen
  3. Når spoleinduktansen ændres, vil kredsløbet, der løbende har overvåget, udløse sensorens udgangskontakt

  *Bemærk: Selv når der ikke er et mål til stede, fortsætter induktive sensorer med at svinge. Kontakten udløses kun, når der er et objekt til stede.

  Almindelige anvendelser:

  • Industrielle anvendelser
    • Produktionsautomatiseringsmaskiner, der tæller produkter, produktoverførsler
  • Sikkerhedsanvendelser
    • Detektion af metalobjekter, våbenlager, landminer osv.

  Fordele ved induktive nærhedssensorer

  • Kontaktløs detektering
  • Miljøtilpasningsevne; modstandsdygtig over for almindelige forhold, der ses i industriområder som f.eks. støv og snavs
  • Kompetent og alsidig inden for metalaflæsning
  • Sammenligneligt billig, når det kommer til prisen
  • Ingen bevægelige dele, hvilket sikrer en længere levetid

  Ulemper ved induktive nærhedssensorer

  • Mangel på detektionsområde, med en gennemsnitlig maksimal rækkevidde på op til 80 mm
  • Kan kun detektere metalgenstande
  • Præstationerne kan påvirkes af ydre forhold; ekstreme temperaturer,
    skærevæsker eller kemikalier

  Induktive sensorer, der tilbydes hos Seeed

  Grove – 2-kanals induktiv sensor (LDC1612)

  

  Her hos Seeed tilbyder vi denne induktive sensor, hvor den gør det muligt at realisere ydelses- og pålidelighedsfordelene ved induktiv aftastning til minimale omkostninger og strøm.

  Den udvider sig ud over blot nærhedsaflæsning og er Arduino-kompatibel med mulighed for fjernaflæsningsapplikationer og mange andre muligheder!

  Interesseret i at finde ud af mere? Du kan gå til vores produktside for at få mere at vide!

  Kapacitive nærhedssensorer

  

  Kapacitive nærhedssensorer er kontaktløse sensorer, der registrerer både metalliske og ikke-metalliske genstande, herunder væske, pulver og granulater. Den fungerer ved at detektere en ændring i kapacitansen.

  I lighed med induktive sensorer består den af en oscillator, Schmitt-trigger og et udgangskoblingskredsløb. Den eneste forskel er, at den består af 2 opladningsplader (1 intern og 1 ekstern) til kapacitering:

  • Intern plade forbundet til oscillatoren
  • Ekstern plade (sensorelektroder), der anvendes som aftastningsflade

  Hvordan fungerer kapacitive nærhedssensorer?

  1. Kapacitiv nærhedssensor producerer et elektrostatisk felt
  2. Når en genstand (ledende/ikke-ledende) nærmer sig det registrerende område, øges kapacitansen af begge plader, hvilket resulterer i oscillatorens amplitudeforøgelse
  3. Den resulterende amplitudeforøgelse udløser sensorudgangskontakten

  *Note: Kapacitive sensorer svinger kun, når målobjektet er til stede

  Almindelige anvendelser:

  • Industrielle anvendelser
    • Produktionsautomatiseringsmaskiner, der tæller produkter, produktoverførsler
    • Fyldningsprocesser, rørledninger, trykfarver osv.
    • Væskeniveau, sammensætning, og tryk
  • Fugtkontrol
  • Non-invasiv indholdsdetektion
  • Touch-applikationer

  Fordele ved kapacitive nærhedssensorer

  • Kontaktløs detektion
  • En bred vifte af materialer, der kan detekteres
  • Kan detektere genstande gennem ikkemetalliske vægge med sit brede følsomhedsbånd
  • Velegnet til brug i et industrielt miljø
  • Indeholder potentiometer, der giver brugerne mulighed for at justere sensorens følsomhed, således at kun ønskede genstande vil blive registreret
  • Ingen bevægelige dele, hvilket sikrer en længere levetid

  Ulemper ved kapacitive nærhedssensorer

  • Relativt lavt område, dog trinvis stigning fra induktive sensorer
  • Højere pris sammenlignet med induktive sensorer

  Kapacitive sensorer tilbydes hos Seeed

  Grove – Kapacitiv fugtsensor (korrosionsbestandig)

  

  Når vi nu har forstået, at kapacitive nærhedssensorer er i stand til at kontrollere fugt, skal vi selvfølgelig bruge en sensor til dens applikationer!

  Det er her, at The Grove – Kapacitiv fugtsensor (korrosionsbestandig) kommer i spil. Det er en jordfugtighedssensor, der er baseret på kapacitetsændringer. Sammenlignet med resistive sensorer er den ikke kun korrosionsbestandig, den tilbyder også en bred vifte af anvendelsesmuligheder!

  Interesseret i at finde ud af mere? Gå til vores produktside her!

  Grove – 12 Key Capacitive I2C Touch Sensor V2 (MPR121)

  

  Har du brug for et modul, der kan mere end bare kapacitiv nærhedsaflæsning? Vi har netop det!

  Grove – 12 Key Capacitive I2C Touch Sensor V2 (MPR121) er et 3-i-1-modul med følgende funktioner: Kapacitansafdækning, berøringsafdækning og nærhedsafdækning.

  For at finde flere oplysninger om den, kan du gå til vores produktside her!

  Ultrasonic Proximity Sensors

  

  Den tredje på denne liste er ultralyds nærhedssensorer, der registrerer tilstedeværelsen af objekter ved at udsende højfrekvent ultralydsområde. Det gør den gennem omdannelse af elektrisk energi. I lighed med kapacitive sensorer kan den også detektere objekter i fast, flydende, granuleret eller granuleret form.

  Den er formentlig den nemmeste af dem alle og består kun af en ultralydssender og en ultralydsmodtager.

  Hvordan fungerer ultralyds nærhedssensor?

  1. Den soniske transducer udsender soniske bølger
  2. Soniske bølger preller af på objektet
  3. Bølgen, der prellede af, returneres derefter til sensoren
  4. Tidspunktet for, at den tog at udsende og modtage lydbølger bruges derefter til at bestemme afstanden/navnen

  Almindelige anvendelser

  • Afstandsmåling
  • Anemometre til måling af vindhastighed og retning
  • Automatisering af produktionsprocesser
  • Detektion af væsker
  • Ubemandede luftfartøjer (UAV’er) til overvågning af objekter
  • Robotteknologi

  Fordele af ultralyds-nærhedssensorer

  • Kontaktløs detektion
  • Påvirkes ikke af objektets farve og gennemsigtighed
  • Påvirkes ikke af eksterne miljøforhold, pålidelig løsning
    • Fungerer godt på steder med ekstreme forhold
    • Kan bruges i mørke miljøer
  • Lavt strømforbrug

  Ulemper ved en ultralyds nærhedssensor

  • Begrænset detektionsområde, men kan dog have større rækkevidde som sammenlignet med induktive og kapacitive sensorer
  • Funktionerer ikke i vakuum, da ultralydssensorer fungerer via lydbølger
  • Kan ikke måle afstanden til bløde genstande eller genstande med ekstreme teksturer

  Ultralydssensorer, der tilbydes hos Seeed

  Grove – Ultrasonic Sensor: Forbedret version af HC-SR04

  

  Grove – Ultrasonic Sensor er fremstillet med betydelige fordele i forhold til den traditionelle HC-SR04 ultralydssensor og er det perfekte ultralydsmodul ikke kun til nærhedsafdækning, men også til afstandsmåling og ultralydsdetektor!

  Interesseret i at finde ud af mere? Du kan tjekke følgende ressourcer:

  • Produktside
  • Blogindlæg om dens funktioner, sammenligninger med HC -SR04

  IR Nærhedssensor

  IR, som er en forkortelse for infrarød, registrerer tilstedeværelsen af et objekt ved at udsende en stråle af infrarødt lys. Den fungerer på samme måde som ultralydssensorer, men i stedet for at bruge soniske bølger sendes IR ud.

  Infrarøde nærhedssensorer består af en IR-LED, der udsender, og en lysdetektor til detektion af refleksion. Den har et indbygget signalbehandlingskredsløb, der bestemmer et optisk punkt på PSD’et.

  Hvordan fungerer IR-nærhedssensorer?

  1. Infrarødt lys udsendes fra IR LED-emitteren
  2. Lysstrålen rammer objektet og bliver reflekteret tilbage i en vinkel
  3. Det reflekterede lys når lysdetektoren
  4. Sensoren i lysdetektoren bestemmer positionen/afstanden til det reflekterende objekt

  Hyppige anvendelser

  • Afstandsmåling
  • Artikeltæller; når objektet skærer det udstrålende lys, tæller det som en
  • Sikkerhedssystemer som f.eks. overvågning, tyverialarmer osv.
  • Overvågnings- og kontrolanvendelser

  Fordele ved IR-nærhedssensorer

  • Kontaktløs detektion
  • Anvendeligt til brug om dagen og om natten
  • Sikker kommunikation gennem en sigtelinje
  • Kunne måle afstanden til bløde genstande i modsætning til ultralyds-nærhedssensorer
  • Nøjagtigheden af den infrarøde sensor påvirkes ikke af korrosion eller oxidation

  Ulemper ved IR-nærhedssensorer

  • Påvirkes af miljøforhold og hårde genstande, hvilket indebærer manglende mulighed for brug gennem vægge eller døre
  • Kræver sigtelinje mellem sender og modtager til kommunikation
  • Præstationerne falder over længere afstande

  Infrarød nærhedssensor, der tilbydes hos Seeed

  Grove – 80cm infrarød nærhedssensor

  

  Baseret på SHARP GP2Y0A21, er denne IR-nærhedssensor et populært valg, som jeg anbefaler til alle, der er på udkig efter præcis afstandsmåling ud over dine alternativer.

  Pakket i en lille pakke med lavt strømforbrug giver denne IR-nærhedssensor mulighed for kontinuerlig afstandsaflæsning med en rækkevidde på 10 cm til 80 cm!

  Interesseret i at finde ud af mere? Du kan tjekke følgende ressourcer:

  • Produktside
  • Blogindlæg om dens funktioner, Arduino-guide

  Sådan vælger du en passende nærhedssensor

  Nu har jeg for at hjælpe dig med at vælge en passende ud af de fire, givet dig kriterier, som du bør overveje, når du foretager et valg af nærhedssensor.

  Som altid skal du dog først overveje dit tilsigtede formål; Hvad forsøger du i første omgang at bruge den til.

  Nærhedssensor Crieria	Sådan vælger du	Sensorens egnethed
  Objektkrav	Se på det objekt, du planlægger at bruge en nærhedssensor på Tænk på følgende faktorer: Objektets farve Objektets form Objektets materiale	Mest velegnet til komplekse objektkrav: IR-nærhedssensor Indgår ikke til komplekse objektkrav: Ultrasonisk nærhedssensor
  Miljøet for registrering	Se på det miljø, som du skal registrere dit objekt i Tænk på følgende faktorer: Renhed Renhed Temperatur Fugt	Vedegnet til barske miljøer: Kapacitiv (mest velegnet) Induktiv Ultrasonisk Indenfor egnet til barske miljøer: IR-nærhedssensor
  Sensorerækkevidde/afstand	Se på, om dit objekt vil blive placeret tæt på sensorens overflade Tænk på følgende faktorer: Afstanden mellem det placerede objekt og sensoren (langt eller tæt på)	Ved egnet til sensorer med tæt rækkevidde: Induktive og kapacitive nærhedssensorer Ved egnet til sensorer med lang rækkevidde: Ultrasoniske og IR-nærhedssensorer

  En yderligere faktor, der er værd at bemærke, er det elektriske system, som du integrerer nærhedssensoren i. Uanset om det er elektrisk belastning (NPN/PNP) eller spændingsforsyning (AC/DC), skal sensoren fungere med de systemstyringer, du kører.

  Honorable mentions

  Nu da jeg har dækket kriterierne for overvejelse af nærhedssensorer, er her en liste over nogle honorable mentions, som stadig er værd at tage et kig på!

  Fotoelektrisk nærhedssensor

  Fotoelektriske nærhedssensorer er dem, der bruger high-end fotoelektrisk teknologi, den udsender en lysstråle, der er i stand til at detektere alle slags genstande!

  Den har følgende 3 forskellige modeller; Reflekterende, Through-beam og Retro-reflekterende. Hver model tilbyder varierende lysemissionsmetoder, selvom de alle er meget effektive, når det kommer til afstandsdetektion.

  Hvis du er interesseret i en sådan teknologi til nærhedsafdækning, kan du tjekke denne sensor, der integrerer den i en lille pakke:

  PSK-CM8JL65-CC5 Infrarød afstandsmålingssensor

  

  Magnetisk nærhedssensor

  Magnetiske nærhedssensorer er nærhedsenheder, der bruges til at registrere magnetiske genstande gennem deres store aftastningsområder. En typisk en inkorporerer glas- og metalbladet, hvilket giver mulighed for hurtig magnetisering!

  Trods det blot registrerer magneter, er det stadig fantastisk for sin lave pris, store rækkevidde og små dimensioner.

  Hvis du har lyst til en og gerne vil vide mere om den, kan du tjekke dette:

  Grove – 12-bit Magnetic Rotary Position Sensor / Encoder (AS5600)

  

  Baseret på A5600 er denne Magnetic Rotary Position Sensor ikke kun i stand til kontaktløse nærhedsaftastningsbehov, men den indeholder også betydelige fordele i forhold til almindelige enkodere. Præcis, programmerbar og omkostningseffektiv, det er en mulighed, der bør overvejes!

  Interesseret i at finde ud af mere? Du kan gå til vores produktside for at få flere oplysninger!

  LiDAR Nærhedssensor

  LiDar, en forkortelse for Light Detection and Ranging, er en sensorteknologi af højere kvalitet, der giver en fremragende maks. detektionsafstand med hurtige opdateringshastigheder. Den eneste store ulempe er prisen, hvor det kan være for dyrt for den gennemsnitlige forbruger.

  Fygt dog ikke, her hos Seeed tilbyder vi en mini LiDAR nærhedssensor, der er meget overkommelig!

  

  Interesseret i at finde ud af mere om den? Du kan gå til vores produktside!

  Summarum

  For at opsummere, her er nærhedssensorerne sammenlignet med dens anbefalede anvendelsesmuligheder:

  	Induktiv	Kapacitiv	Ultrasonisk	IR
  Sensorobjekt	Kun metal	Metalliske og ikke-metalliske objekter Inklusive væske, pulvere, og granuleret	Objekt med enkle overflader	Objekt med enkle/komplicerede overflader
  Sensorer Rækkevidde	Kort	Kort	Langt	Langt
  Anvendelser	Industrielle anvendelser: Maskiner, automatiseringer	Industrielle anvendelser: Maskiner, Automatisering Væske og fugt Touch sensing	Afstandsmåling Anemometre til registrering af vindhastighed og -retning Automatisering af produktionsprocesser Flødighedsdetektion Ubemandede luftfartøjer (UAV’er) til overvågning af objekter Robotteknologi	Item counter Sikkerhedssystemer, f.eks. overvågning, tyverialarmer osv. Overvågnings- og kontrolanvendelser
  Miljø	Vær egnet til at blive brugt under barske miljøforhold (til en vis grad)	Udmærket egnet til at blive brugt under barske miljøforhold	forhold	Vegnet til barske miljøforhold (Ikke egnet til brug i vakuum)	Ikke egnet til brug under barske miljøforhold

  For nærhedssensor Arduino-kompatibilitet, Du kan overveje de anbefalede Seeed-produkter, der er dækket for hver type nærhedssensor! Dette vil også spare dig tid i forsøget på at lave en selv!

  • Anbefaling af induktiv sensor:
    • Grove – 2-kanals induktiv sensor (LDC1612)
  • Kapacitiv sensor anbefaling:
    • • Grove – Kapacitiv fugtsensor (korrosionsbestandig)
      • Grove – Kapacitiv I2C-berøringssensor V2 med 12 taster (MPR121)
    • Anbefaling af ultralydssensor:
  • Anbefaling af ultralydssensor:
    • Grove – Ultrasonic Sensor
  • IR sensor anbefaling:
    • Grove – 80cm Infrarød Nærhedssensor
  Vil du følge og synes godt om os: