Free Press

Induktiivinen, kapasitiivinen, ultraääni, IR? Nämä ovat yleisiä läheisyysantureiden tyyppejä, joita käytetään nykyään erilaisiin sovelluksiin, jotka vaihtelevat Andriodin ja iPhonen läheisyyden tunnistamisesta etäisyyden mittaamiseen, kohteen havaitsemiseen, Arduinon kanssa. Näin ollen sellaisen valitseminen, joka on helposti liitettävissä, tarkka ja luotettava, on erittäin tärkeää aiottujen käyttötarkoitusten täyttämiseksi.

Tässä oppaassa käsittelen erilaisia läheisyysanturityyppejä, niiden käyttötarkoituksia ja hintaa sekä annan suosituksia, jotta päätöksesi olisi helpompi tehdä!

Tässä oppaassa käsitellään seuraavia komponentteja:

• Mitä ovat läheisyysanturit?
• Lähestymisantureiden tyypit
• Miten valita lähestymisanturi
• Kunnianosoitukset
• Lähestymisantureiden vertailu (Yhteenveto)

Lähestymisanturit ovat antureita, jotka havaitsevat esineiden liikkeen/läsnäolon ilman fyysistä kosketusta ja välittävät kaapatun informaation edelleen sähkösignaaliksi. Se voidaan määritellä myös lähestymiskytkimeksi, määritelmä, jonka Japanin teollisuusstandardit (JIS) antavat kaikille kosketuksettomille tunnistaville antureille

• Kuulostaa monimutkaiselta? Lähestymisanturi tarkoittaa yksinkertaisesti; Anturi, joka havaitsee, tallentaa ja välittää tietoa ilman fyysistä kosketusta!

Lähestymisanturin ominaisuudet

Ymmärtääksemme tarkemmin, mistä lähestymisanturissa on kyse, tarkastelemme sen ominaisuuksia. Seuraavassa on sen ominaisuuksia, joista osa on ainutlaatuisia verrattuna perinteisiin optisiin/kosketustunnistimiin:

Kosketukseton tunnistaminen

Kosketukseton lähestymisanturi mahdollistaa tunnistamisen koskematta kohteeseen, varmistaen, että kohde pysyy hyvässä kunnossa

Pintaolosuhteet eivät vaikuta

Kohteiden pintavärit eivät juurikaan vaikuta läheisyysantureihin, koska se havaitsee pääasiassa fysikaalisia muutoksia

Soveltuvuus monenlaisiin käyttökohteisiin

Läheisyysanturit soveltuvat kosteisiin olosuhteisiin ja laajaan lämpötilojen käyttöalueeseen perinteisestä optisesta havaitsemisestasi poiketen.

Lähestymisanturit soveltuvat myös puhelimiin, olipa kyseessä Andriod- tai IOS-laitteesi. Se koostuu yksinkertaisesta IR-tekniikasta, joka kytkee näytön päälle ja pois päältä käytön mukaan. Se kytkee esimerkiksi näytön pois päältä, kun puhelu on käynnissä, jotta et vahingossa aktivoisi jotain, kun asetat sen poskesi lähelle!

Pitempi käyttöikä

Sen vuoksi, että läheisyysanturi käyttää puolijohdelähtöjä, siinä ei ole käyttöjaksosta riippuvia liikkuvia osia. Näin ollen sen käyttöikä on yleensä pidempi verrattuna perinteisiin antureihin!

Nopea reagointinopeus

Vertailtuna kytkimiin, joissa tunnistaminen edellyttää kosketusta, lähestymisanturit tarjoavat nopeamman reagointinopeuden.

Lähestymisanturin tyypit

Nyt kun olemme ymmärtäneet, mitä lähestymisanturit ovat, sukellamme syvemmälle erilaisiin tyyppeihin; kukin niistä sopii hyvin tiettyihin sovelluksiinsa ja ympäristöihin.

Valmiina? Tässä on yhteenveto eri lähestymisanturityypeistä!

Induktiiviset lähestymisanturit

Induktiiviset lähestymisanturit ovat kosketuksettomia antureita, joita käytetään vain metalliesineiden havaitsemiseen. Se perustuu induktiolakiin, joka ohjaa käämiä oskillaattorilla, kun metallinen esine lähestyy sitä.

Sitä on kaksi versiota ja se koostuu neljästä pääkomponentista:

Versiot:

• Suojaamaton: Kelan tuottama sähkömagneettinen kenttä on rajoittamaton, mikä mahdollistaa laajemmat ja suuremmat anturietäisyydet
• Suojattu: Syntyvä sähkömagneettinen kenttä keskittyy etupuolelle, jolloin anturikelan sivut peittyvät

Komponentit:

• Se koostuu neljästä pääkomponentista, kuten kuvassa näkyy; kela, oskillaattori, Schmitt-triggeri ja ulostulon kytkentäpiiri

Miten induktiivinen lähestymisanturi toimii?

1. Kelaan syötetään vaihtovirta, joka luo sähkömagneettisen havaintokentän
2. Kun metalliesine tulee lähemmäs magneettikenttää, pyörrevirrat kerääntyvät ja johtavat kelan induktanssimuutoksiin
3. Kun kelan induktanssi muuttuu, jatkuvasti valvova piiri laukaisee anturin ulostulokytkimen

*Huomaa: Jopa silloinkin, kun kohdetta ei ole läsnä, induktiiviset anturit jatkavat värähtelyä. Kytkin laukeaa vain, kun kohde on läsnä.

Yleiset sovellukset:

• Teollisuuskäytöt
  • Tuotantoautomaatiokoneet, jotka laskevat tuotteita, tuotesiirrot
• Turvallisuuskäytöt
  • Metalliesineiden, asevarastojen, maamiinojen jne. tunnistaminen.

Induktiivisten lähestymisantureiden edut

• Koskettamaton tunnistus
• Ympäristöön sopeutuvuus; Kestää yleisiä teollisuusalueilla esiintyviä olosuhteita, kuten pölyä ja likaa
• Kykyinen ja monipuolinen metallin tunnistuksessa
• Hinnaltaan huomattavan halpa
• Ei liikkuvia osia, takaa pidemmän käyttöiän

Induktiivisten lähestymisantureiden haitat

• Vaje havaitsemisalueella, keskimäärin enintään 80 mm:n kantama
• Voi havaita vain metallisia esineitä
• Ulkoiset olosuhteet voivat vaikuttaa suorituskykyyn; äärimmäiset lämpötilat,
  leikkausnesteet tai kemikaalit

Seeedin tarjoamat induktiiviset anturit

Grove – 2-kanavainen induktiivinen anturi (LDC1612)

Täällä Seeedillä tarjoamme tätä induktiivista anturia, jossa induktiivisen tunnistuksen suorituskyky- ja luotettavuushyödyt toteutuvat mahdollisimman pienin kustannuksin ja pienellä teholla.

Laajentuu pelkkää läheisyysanturia pidemmälle, ja sen Arduino-yhteensopivuus mahdollistaa etäanturisovellukset ja monia muita mahdollisuuksia!

Haluatko tietää lisää? Voit käydä tuotesivullamme lukemassa lisää!

Kapasitiiviset läheisyysanturit

Kapasitiiviset lähestymisanturit ovat kosketuksettomia antureita, jotka havaitsevat sekä metalliset että ei-metalliset kohteet, kuten nesteet, jauheet ja rakeet. Se toimii havaitsemalla kapasitanssin muutoksen.

Se koostuu induktiivisten antureiden tapaan oskillaattorista, Schmittin liipaisimesta ja lähtökytkentäpiiristä. Ainoa ero on, että se koostuu kahdesta latauslevystä (1 sisäinen, 1 ulkoinen) kapasitoitumista varten:

• Sisäinen levy, joka on kytketty oskillaattoriin
• Ulkoista levyä (anturielektrodit) käytetään anturipintana

Miten kapasitiiviset lähestymisanturit toimivat?

1. Kapasitiivinen lähestymisanturi tuottaa sähköstaattisen kentän
2. Kun esine (johtava/ei-johtava) lähestyy anturialuetta, molempien levyjen kapasitanssi kasvaa, mikä johtaa oskillaattorin amplitudivahvistukseen
3. Tuloksena oleva amplitudivahvistus laukaisee anturin ulostulokytkimen

* Huom: Kapasitiiviset anturit värähtelevät vain silloin, kun kohdeobjekti on läsnä

Yleiset sovellukset:

• Teollisuuskäytöt
  • Tuotantoautomaatiokoneet, jotka laskevat tuotteita, tuotteiden siirrot
  • Täyttöprosessit, putkistot, musteet jne.
  • Nesteen taso, koostumus, ja paine
• Kosteudenvalvonta
• Sisällön ei-invasiivinen havaitseminen
• Kosketussovellukset

Kapasitiivisten läheisyysantureiden edut

• Kosketuksettoman havaitsemisen
• Laaja kirjo materiaaleja pystytään havaitsemaan
• Voimallista havaita kohteita ei-metallisten seinien läpi laajan herkkyysalueen ansiosta
• Sopii hyvin käytettäväksi teollisuusympäristössä
• Sisältää potentiometrin, jonka avulla käyttäjät voivat säätää anturin herkkyyttä, siten, että vain halutut kohteet tunnistetaan
• Ei liikkuvia osia, mikä takaa pidemmän käyttöiän

Kapasitiivisten lähestymisantureiden haitat

• Relatiivisesti pieni kantama, Tosin inkrementaalinen lisäys induktiivisiin antureihin verrattuna
• Korkeampi hinta induktiivisiin antureihin verrattuna

Kapasitiiviset anturit tarjolla Seeedillä

Grove – kapasitiivinen kosteusanturi (korroosionkestävä)

Koska olemme nyt ymmärtäneet, että kapasitiiviset läheisyysanturit kykenevät kosteudenvalvontaan, tarvitsemme tietenkin anturin sen käyttöön!

Tässä kohtaa The Grove – kapasitiivinen kosteusanturi (korroosionkestävä) astuu kuvaan. Se on maaperän kosteusanturi, joka perustuu kapasitanssin muutoksiin. Resistiivisiin antureihin verrattuna se ei ole ainoastaan korroosionkestävä, vaan se tarjoaa myös laajan valikoiman sovelluksia!

Haluatko tietää lisää? Siirry tuotesivuillemme täältä!

Grove – 12-näppäiminen kapasitiivinen I2C-kosketusanturi V2 (MPR121)

Tarvitsetko moduulin, joka tekee muutakin kuin pelkkää kapasitatiivista lähestymisanturia? Meillä on juuri sellainen!

Grove – 12 Key Capacitive I2C Touch Sensor V2 (MPR121) on 3-in-1-moduuli, jossa on seuraavat ominaisuudet: Kapasitanssianturi, kosketusanturi ja läheisyysanturi.

Lisätietoa siitä löydät tuotesivultamme täältä!

Ultrasonic Proximity Sensors

Listan kolmantena ovat ultraääni-lähestymisanturit, jotka havaitsevat esineiden läsnäolon lähettämällä korkeataajuisia ultraääniä. Se tekee sen sähköenergian muuntamisen kautta. Samoin kuin kapasitiiviset anturit, se voi havaita esineitä kiinteässä, nestemäisessä, rakeisessa tai rakeisessa sekä.

Valvottavasti helpoin kaikista, se koostuu vain ultraäänilähettimestä ja ultraäänivastaanottimesta.

Miten ultraääni-lähestymisanturi toimii?

1. Äänimuunnin lähettää ääniaaltoja
2. Ääniaallot kimpoavat esineestä
3. Aalto, joka kimposi, palaa sitten takaisin anturiin
4. Aika, että sen ääniaaltojen lähettämiseen ja vastaanottamiseen kulunut aika käytetään etäisyyden/läheisyyden määrittämiseen

Yleisiä sovelluksia

• Etäisyyden mittaus
• Anemometrit tuulen nopeuden ja suunnan havaitseminen
• Tuotantoprosessien automatisointi
• Nesteiden havaitseminen
• Miehittämättömät ilma-alukset (UAV) kohteiden tarkkailuun
• Robotiikka

Edut ultraäänilähestymisantureiden

• Koskettamaton havaitseminen
• Eivät vaikuta kohteen väriin ja läpinäkyvyyteen
• Eivät vaikuta ulkoisiin ympäristöolosuhteisiin, luotettava ratkaisu
  • Toimii hyvin paikoissa, joissa on ääriolosuhteet
  • Voidaan käyttää pimeissä ympäristöissä
• Vähäinen virrankulutus

Ulkoääni-lähestymisantureiden haitat

• Rajoitettu havaitsemisalue, vaikkakin kykenevä korkeampaan alueeseen, koska verrattuna induktiivisiin ja kapasitiivisiin antureihin
• Ei toimi tyhjiössä, koska ultraäänianturit toimivat ääniaaltojen välityksellä
• Ei pysty mittaamaan pehmeiden kohteiden etäisyyttä tai sellaisten kohteiden etäisyyttä, joilla on äärimmäisiä tekstuureja

Ultraääniantureita tarjoaa Seeed

Grove – Ultrasonic Sensor: Parannettu versio HC-SR04:stä

Perinteiseen HC-SR04-ultraäänianturiin verrattuna merkittävät edut omaava Grove – Ultraäänianturi on täydellinen ultraäänimoduuli paitsi läheisyysmittaukseen myös etäisyyden mittaukseen ja ultraäänianturiin!

Haluatko tietää lisää? Voit tutustua seuraaviin resursseihin:

• Tuotesivu
• Blogikirjoitus sen ominaisuuksista, vertailut HC -SR04

IR-läheisyysanturi

IR, lyhennettynä infrapuna-anturista, havaitsee kohteen läsnäolon lähettämällä infrapunavalonsäteen. Se toimii samalla tavalla kuin ultraäänianturit, mutta ääniaaltojen sijasta lähetetään infrapuna-aaltoja.

Infrapuna-lähestymisanturit koostuvat IR-LED:stä, joka säteilee, ja valonilmaisimesta, joka havaitsee heijastuksen. Siinä on sisäänrakennettu signaalinkäsittelypiiri, joka määrittää optisen pisteen PSD:ssä.

Miten IR-lähestymisanturit toimivat?

1. IR-LED-lähettimestä lähtee infrapunavaloa
2. Valonsäde osuu kohteeseen ja heijastuu takaisin kulmassa
3. Heijastunut valo saavuttaa valonilmaisimen
4. Valonilmaisimessa oleva anturi määrittää heijastuvan kohteen sijainnin/etäisyyden

Yleisiä käyttökohteita

• Etäisyyden mittaus
• Kohteen laskuri; kun kohde leikkaa säteilevän valon, se lasketaan yhdeksi
• Turvallisuusjärjestelmät, kuten valvonta, murtohälyttimet jne.
• Valvonta- ja ohjaussovellukset

Ir-lähestymisantureiden edut

• Kosketukseton tunnistus
• Soveltuu päivä- ja yökäyttöön
• Turvallinen kommunikointi näköyhteyden kautta
• Mahd. mitata etäisyyttä pehmeisiin kohteisiin toisin kuin ultraääni-lähestymisanturit
• Korroosio tai hapettuminen ei vaikuta infrapuna-anturin tarkkuuteen

Ympäristöolosuhteet ja kovat kohteet vaikuttavat infrapuna-lähestymisantureiden haittoihin

• , tarkoittaa kyvyttömyyttä käyttää seinien tai ovien läpi
• Tarvitsee näköyhteyden lähettimen ja vastaanottimen välille kommunikaatiota varten
• Suorituskyky heikkenee pidemmillä etäisyyksillä

Infrapuna-lähestymisanturi Seeedin tarjouksessa

Grove – 80cm infrapuna-lähestymisanturi

Perustuu SHARP:iin GP2Y0A21, tämä IR-lähestymisanturi on suosittu valinta, jota suosittelen kaikille, jotka etsivät tarkkaa etäisyydenmittausta yli vaihtoehtojen.

Pakattu pieneen pakkaukseen, jossa on alhainen virrankulutus, tämä IR-lähestymisanturi mahdollistaa jatkuvan etäisyyden lukemisen 10cm – 80cm alueella!

Oletko kiinnostunut kuulemaan lisää? Voit tutustua seuraaviin resursseihin:

• Tuotesivu
• Blogikirjoitus sen ominaisuuksista, Arduino-opas

Miten valita sopiva lähestymisanturi

Nyt auttaakseni sinua valitsemaan sopivan näistä neljästä, olen esittänyt kriteerejä, jotka sinun tulisi ottaa huomioon lähestymisanturin valintaa tehdessäsi.

Kuten aina, sinun on kuitenkin ensin pohdittava käyttötarkoitustasi; Mihin sitä ylipäätään yrität käyttää.

Lähestymisanturi Crieria	Valintatapa	Asensorin soveltuvuus
Kohteen vaatimukset	Katsele kohdetta, johon aiot käyttää lähestymisanturia Huomioi seuraavat tekijät: Objektin väri Objektin muoto Objektin materiaali	Sopii parhaiten monimutkaisiin objektivaatimuksiin: IR-lähestymisanturi Ei sovellu monimutkaisten kohteiden vaatimuksiin: Ultraääni-lähestymisanturi
Anturointiympäristö	Katsele ympäristöä, jossa aiot aistia kohteen Huomioi seuraavat tekijät: Puhtaus Lämpötila Kosteus	Soveltuu vaativaan ympäristöön: Kapasitiivinen (soveltuu parhaiten) Induktiivinen Ultrasonic Ei sovellu vaativaan ympäristöön: IR-lähestymisanturi
Tunnistusalue/etäisyys	Katso, sijoitetaanko esineesi lähelle anturin pintaa Huomioi seuraavat tekijät: Sijoitetun kohteen ja anturin välinen etäisyys (kaukana tai lähellä)	Soveltuu lähietäisyyden tunnistamiseen: Induktiiviset ja kapasitiiviset lähestymisanturit Soveltuu pitkän etäisyyden tunnistamiseen: Ultraääni- ja infrapuna-lähestymisanturit

Lisätekijä, joka kannattaa huomioida, on sähköinen järjestelmä, johon integroit lähestymisanturin. Olipa kyseessä sitten sähkökuorma (NPN/PNP) tai jännitesyöttö (AC/DC), anturin on toimittava käyttämäsi järjestelmän ohjauksen kanssa.

Kunnianosoitukset

Nyt kun olen käsitellyt lähestymisanturien harkintakriteerit, tässä on luettelo muutamista kunniamaininnoista, jotka ovat silti tutustumisen arvoisia!

Fotoelektrinen lähestymisanturi

Fotoelektriset lähestymisanturit ovat sellaisia, jotka käyttävät huippuluokan valosähköistä tekniikkaa, se lähettää valonsäteen, joka pystyy havaitsemaan kaikenlaisia esineitä!

Sitä on seuraavat 3 eri mallia; Heijastava, läpivalaiseva ja heijastava. Jokainen malli tarjoaa vaihtelevia valonlähetysmenetelmiä, vaikka ne kaikki ovat erittäin tehokkaita etäisyyden havaitsemisessa.

Jos olet kiinnostunut tällaisesta etäisyydenmittaustekniikasta, voit tutustua tähän anturiin, joka integroi sen pieneen pakettiin:

PSK-CM8JL65-CC5 Infrapuna-etäisyydenmittausanturi

Magneettinen läheisyysanturi

Magneettiset läheisyysanturit ovat magneettisten objektien havainnointiin käytettäviä läheisyyslaitteita, joilla on suuri havaintoalue. Tyypillinen niistä sisältää lasin ja metallin terän, mikä mahdollistaa nopean magnetoinnin!

Vaikka se vain aistii magneetteja, se on silti loistava edullisten kustannustensa, pitkän kantamansa ja pienten mittojensa ansiosta.

Jos pidät sellaisesta ja haluat tietää siitä lisää, voit tutustua tähän:

Grove – 12-bittinen magneettinen pyörivä asentoanturi / enkooderi (AS5600)

Tämä A5600:aan perustuva magneettinen pyörivä asentoanturi ei ainoastaan kykene kosketuksettomaan lähestymiskykytunnistustarpeeseen, vaan se sisältää myös huomattavia etuja tavallisiin koodereihin verrattuna. Tarkka, ohjelmoitava ja kustannustehokas vaihtoehto, jota kannattaa harkita!

Haluatko lisätietoja? Voit suunnata tuotesivullemme saadaksesi lisätietoja!

LiDAR-lähestymisanturi

LiDar, lyhenne sanoista Light Detection and Ranging (valonhavaitseminen ja etäisyysmittaus), on korkeamman luokan anturitekniikka, joka tarjoaa erinomaisen maksimitunnistusalueen nopeilla päivitysnopeuksilla. Ainoa merkittävä haittapuoli on hinta, joka voi olla liian kallis keskivertokuluttajalle.

Ei kuitenkaan tarvitse pelätä, täällä Seeedillä tarjoamme mini-LiDAR-lähestymisanturin, joka on hyvin edullinen!

Haluatko tietää siitä lisää? Voit suunnata tuotesivuillemme!

Yhteenveto

Yhteenvetona tässä ovat läheisyysanturit verrattuna niiden suositeltuihin käyttökohteisiin:

	Induktiivinen	Kapasitiivinen	Ultraääni	IR
Tunnistettava kohde	Vain metallia	Metalliesineet ja ei-metalliset esineet Sisältää nesteet, jauheet, ja rakeiset	Objekti, jolla on yksinkertaisia pintoja	Objekti, jolla on yksinkertaisia/monimutkaisia pintoja
Tunnistaminen Kantama	Lyhyt	Lyhyt	Pitkä	Pitkä
Käyttökohteet	Teollinen käyttö: Koneet, automaatiot	Teolliset käyttökohteet: Koneet, Automaatiot Neste ja kosteus Kosketusilmaisimet	Etäisyyksien mittaus Anemometrit tuulen nopeuden ja suunnan havaitsemiseen Tuotantoprosessien automatisointi Nesteiden havaitseminen Miehittämättömät ilma-alukset (UAV:t) kohteiden tarkkailuun Robotiikka >	Kohteiden laskenta Turvajärjestelmät, esim. vartiointi, murtohälyttimet jne. Valvonta- ja ohjaussovellukset
Ympäristö	Soveltuu käytettäväksi vaativissa ympäristöolosuhteissa (jossain määrin)	Soveltuu erittäin hyvin käytettäväksi vaativissa ympäristöissä. olosuhteisiin	Soveltuu vaativiin ympäristöolosuhteisiin (Ei sovellu käytettäväksi tyhjiössä)	Ei sovellu käytettäväksi vaativissa ympäristöolosuhteissa

Lähestymisanturin Arduino-yhteensopivuus, Voit harkita suositeltuja Seeed-tuotteita, jotka katetaan kullekin läheisyysanturityypille! Näin säästät aikaa yrittäessäsi tehdä sellaista myös itse!

• Induktiivisen anturin suositus:
  • Grove – 2-kanavainen induktiivinen anturi (LDC1612)
• Kapasitiivisen anturin suositus:
  • Grove – Kapasitiivinen kosteusanturi (korroosionkestävä)
  • Grove – 12-näppäiminen kapasitiivinen I2C-kosketusanturi V2 (MPR121)
• Ultraäänianturin suositus:
  • Grove – Ultraäänianturi
• IR-anturin suositus:
  • Grove – 80cm infrapuna-lähestymisanturi