Free Press

Induktív, kapacitív, ultrahangos, IR? Ezek a ma használatos közelségérzékelők gyakori típusai különböző alkalmazásokhoz, az Andriod és iPhone közelségérzékeléstől kezdve a távolságmérésig, tárgyérzékelésig, Arduino-val. Ezért a könnyen csatlakoztatható, pontos és megbízható szenzor kiválasztása nagyon fontos a tervezett felhasználások teljesítéséhez.

Ezzel az útmutatóval a különböző közelségérzékelő típusokat, azok felhasználását és árát fogom ismertetni, ajánlásokkal, hogy a döntése könnyebb legyen!

Ez az útmutató a következő összetevőkkel foglalkozik:

• Mi a közelségérzékelők?
• A közelségérzékelők típusai
• Hogyan válasszon közelségérzékelőt
• Honorable mentionions
• Proximity sensor comparison (Summary)

A közelségérzékelők olyan érzékelők, amelyek fizikai érintkezés nélkül érzékelik a tárgyak mozgását/jelenlétét, és az így rögzített információt elektromos jellé továbbítják. Proximity kapcsolóként is definiálható, ezt a definíciót a japán ipari szabványok (JIS) adták az összes érintkezés nélküli érzékelő szenzorra

• összetettnek hangzik? A közelségérzékelő egyszerűen azt jelenti; Olyan érzékelő, amely fizikai érintkezés nélkül érzékeli, rögzíti és továbbítja az információt!

A közelségérzékelő jellemzői

Hogy jobban megértsük, miről is szól a közelségérzékelő, vessünk egy pillantást a jellemzőire. Az alábbiakban a jellemzőit mutatjuk be, néhány egyedileg látottal a hagyományos optikai/érintéses érzékelőkhöz képest:

érintés nélküli érzékelés

Az érintés nélküli közelségérzékelés lehetővé teszi az érzékelést a tárgy megérintése nélkül, biztosítva, hogy a tárgy jól kondicionált maradjon

Nem befolyásolják a felületi körülmények

A közelségérzékelőket szinte nem befolyásolják a tárgyak felületi színei, mivel elsősorban a fizikai változásokat érzékeli

Elhelyezkedés széles alkalmazási tartományban

A közelségérzékelők alkalmasak nedves körülmények és széles hőmérsékleti tartományban történő használatra, ellentétben a hagyományos optikai érzékelésével.

A közelségérzékelők telefonokban is alkalmazhatók, legyen szó Andriod vagy IOS készülékekről. Egyszerű IR technológiából áll, amely a használatnak megfelelően kapcsolja be és ki a kijelzőt. Például kikapcsolja a kijelzőjét, amikor egy telefonhívás van folyamatban, hogy ne aktiváljon véletlenül valamit, miközben az arcához közel helyezi!

Hosszabb élettartam

Mivel a közelségérzékelő félvezető kimeneteket használ, nincsenek mozgó alkatrészek, amelyek a működési ciklustól függenek. Így az élettartama általában hosszabb a hagyományos érzékelőkhöz képest!

Nagy sebességű válaszadási sebesség

A kapcsolókkal összehasonlítva, ahol az érzékeléshez érintkezésre van szükség, a közelségérzékelők nagyobb sebességű válaszadási sebességet kínálnak.

A közelségérzékelők típusai

Most, hogy megértettük, mik a közelségérzékelők, tovább merülünk a különböző típusokba; mindegyik jól illeszkedik a sajátos alkalmazásokhoz és környezetekhez.

Készen állsz? Íme a különböző közelségérzékelő típusok áttekintése!

Induktív közelségérzékelők

Az induktív közelségérzékelők olyan érintés nélküli érzékelők, amelyeket kizárólag fémtárgyak érzékelésére használnak. Az indukció törvényén alapulnak, egy tekercset egy oszcillátorral meghajtanak, amint egy fémtárgy közeledik hozzá.

Két változata van, és 4 fő komponensből áll:

Változatok:

• Árnyékolatlan: A tekercs által generált elektromágneses mező korlátlan, ami szélesebb és nagyobb érzékelési távolságokat tesz lehetővé
• Árnyékolt: A keletkező elektromágneses mező elöl koncentrálódik, ahol az érzékelő tekercs oldalai le vannak takarva

Komponensek:

• A képen látható módon 4 fő komponensből áll; tekercs, oszcillátor, Schmitt trigger és kimeneti kapcsolóáramkör

Hogyan működik az induktív közelségérzékelő?

1. A tekercsre váltakozó áram kerül, amely elektromágneses érzékelési mezőt hoz létre
2. Amikor egy fémtárgy közeledik a mágneses mezőbe, örvényáramok épülnek fel, és a tekercs induktivitásának változását eredményezik
3. Amikor a tekercs induktivitása megváltozik, a folyamatosan figyelő áramkör aktiválja az érzékelő kimeneti kapcsolóját

*Megjegyzés: Az induktív érzékelők akkor is rezegnek, ha nincs célpont, az induktív érzékelők továbbra is rezegnek. A kapcsoló csak akkor lép működésbe, ha egy tárgy jelen van.

Gyakori alkalmazások:

• Ipari felhasználások
  • Termékszámláló automatizálási gépek, termékátadások
• Biztonsági felhasználások
  • Fémtárgyak, fegyverzet, aknák stb. felderítése.

Az induktív közelségérzékelők előnyei

• érintésmentes érzékelés
• Környezethez való alkalmazkodás; ellenáll az ipari területeken gyakori körülményeknek, például pornak és szennyeződésnek
• Képes és sokoldalú a fémérzékelésben
• Az árat tekintve viszonylag olcsó
• Nincsenek mozgó alkatrészek, hosszabb élettartamot biztosít

Az induktív közelségérzékelők hátrányai

• Hiányos érzékelési tartomány, átlagosan legfeljebb 80 mm-es hatótávolság
• Kizárólag fémtárgyakat képes érzékelni
• A teljesítményt befolyásolhatják a külső körülmények; szélsőséges hőmérsékletek,
  vágófolyadékok vagy vegyi anyagok

A Seeednél kínált induktív érzékelők

Grove – 2 csatornás induktív érzékelő (LDC1612)

Itt a Seeednél kínáljuk ezt az induktív érzékelőt, ahol az induktív érzékelés teljesítmény- és megbízhatósági előnyeit minimális költséggel és energiával lehet megvalósítani.

Túlmutatva a közelségérzékelésen, az Arduino kompatibilis a távérzékelési alkalmazások képességével és sok más lehetőséggel!

Érdekli, hogy többet megtudjon? Akkor látogasson el a termékoldalunkra!

Kapacitív közelségérzékelők

A kapacitív közelségérzékelők olyan érintkezés nélküli érzékelők, amelyek fém és nem fémes tárgyakat egyaránt érzékelnek, beleértve a folyadékokat, porokat és szemcséket. Működésük a kapacitás változásának érzékelésével történik.

Az induktív érzékelőkhöz hasonlóan oszcillátorból, Schmitt-triggerből és kimeneti kapcsolóáramkörből áll. Az egyetlen különbség, hogy 2 töltőlemezből (1 belső, 1 külső) áll a kapacitásra:

• A belső lemez az oszcillátorhoz csatlakozik
• A külső lemez (érzékelőelektródák) érzékelőfelületként szolgál

Hogyan működnek a kapacitív közelségérzékelők?

1. A kapacitív közelségérzékelő elektrosztatikus mezőt hoz létre
2. Amikor egy tárgy (vezető/nem vezető) megközelíti az érzékelési területet, mindkét lemez kapacitása megnő, ami oszcillátor amplitúdó erősítést eredményez
3. A kapott amplitúdó erősítés kiváltja az érzékelő kimeneti kapcsolót

*Megj: A kapacitív érzékelők csak akkor rezegnek, ha a céltárgy jelen van

Gyakori alkalmazások:

• Ipari felhasználások
  • Termékeket számláló gyártásautomatizálási gépek, termékátadások
  • Töltési folyamatok, csővezetékek, tinták stb.
  • Folyadékszint, összetétel, és nyomás
• Nedvességszabályozás
• Nem invazív tartalomérzékelés
• Érintéses alkalmazások

A kapacitív közelségérzékelők előnyei

• érintésmentes érzékelés
• Az anyagok széles köre képes érzékelni
• Elérhető a tárgyak nem-fém falakon keresztül a széles érzékenységi sávnak köszönhetően
• Jól használható ipari környezetben
• Elhelyezkedik potenciométerben, amely lehetővé teszi a felhasználók számára az érzékelő érzékenységének beállítását, úgy, hogy csak a kívánt tárgyakat érzékelje
• Nincsenek mozgó alkatrészek, ami hosszabb élettartamot biztosít

A kapacitív közelségérzékelők hátrányai

• Relatív alacsony hatótávolság, bár növekszik az induktív érzékelőkhöz képest
• magasabb ár az induktív érzékelőkhöz képest

A Seeednél kínált kapacitív érzékelők

Grove – kapacitív nedvességérzékelő (korrózióálló)

Mióta megértettük, hogy a kapacitív közelségérzékelők képesek a nedvesség ellenőrzésére, természetesen szükségünk lesz egy érzékelőre az alkalmazásához!

Itt jön a képbe a The Grove – kapacitív nedvességérzékelő (korrózióálló). Ez egy talajnedvesség-érzékelő, amely a kapacitásváltozáson alapul. Az ellenállásos érzékelőkkel összehasonlítva nem csak korrózióálló, de széleskörű alkalmazási lehetőségeket kínál!

Indeklődött, hogy többet megtudjon? Akkor látogasson el termékoldalunkra itt!

Grove – 12 billentyűs kapacitív I2C érintésérzékelő V2 (MPR121)

Kéne egy modul, amely többet tud a kapacitív közelségérzékelésnél? Nálunk pont ez van!

A Grove – 12 billentyűs kapacitív I2C érintésérzékelő V2 (MPR121) egy 3 az 1-ben modul a következő funkciókkal: Kapacitásérzékelés, érintésérzékelés és közelségérzékelés.

Ha további információkat szeretne megtudni róla, akkor látogasson el termékoldalunkra itt!

Ultrahangos közelségérzékelők

A harmadik a listán az ultrahangos közelségérzékelők, amelyek nagyfrekvenciás ultrahangtartomány kibocsátásával érzékelik a tárgyak jelenlétét. Ezt az elektromos energia átalakításával teszi. A kapacitív érzékelőkhöz hasonlóan szilárd, folyékony, szemcsés vagy szemcsés tárgyakat is képes érzékelni.

Vélhetően az összes közül a legegyszerűbb, csak egy ultrahangos adóból és egy ultrahangos vevőből áll.

Hogyan működik az ultrahangos közelségérzékelő?

1. A szonikus jelátalakító szonikus hullámokat bocsát ki
2. A szonikus hullámok visszapattannak a tárgyról
3. A visszapattanó hullám ezután visszatér az érzékelőhöz
4. Az idő, amikor az. a hanghullámok kibocsátásához és vételéhez szükséges idő a távolság/közelség meghatározására szolgál

Gyakori alkalmazások

• Távolságmérés
• A szélsebesség és a szélerősség mérésére szolgáló anemométerek
• A szélsebesség és a szélerősség mérésére szolgáló anemométerek irány érzékelése
• Automatizált gyártási folyamatok
• Folyadékok érzékelése
• Menedzser nélküli légi járművek (UAV) objektumok megfigyelésére
• Robotika

Előnyök az ultrahangos közelségérzékelők

• érintésmentes érzékelés
• nem befolyásolja a tárgy színe és átlátszósága
• nem befolyásolják a külső környezeti feltételek, megbízható megoldás
  • Szélsőséges körülmények között is jól működik
  • Sötét környezetben is használható
• alacsony áramfelvétel

Az ultrahangos közelségérzékelők hátrányai

• Korlátozott érzékelési tartomány, bár nagyobb tartományra is képes, mivel az induktív és kapacitív érzékelőkhöz képest
• Nem működik vákuumban, mivel az ultrahangos érzékelők hanghullámokon keresztül működnek
• Nem képes a puha vagy extrém textúrájú tárgyak távolságának mérésére

A Seeed

Grove – Ultrasonic Sensor által kínált ultrahangos érzékelők: A HC-SR04 továbbfejlesztett változata

A hagyományos HC-SR04 ultrahangos érzékelőhöz képest jelentős előnyökkel rendelkező Grove – Ultrahangos érzékelő a tökéletes ultrahangos modul nemcsak a közelségérzékeléshez, hanem a távolságméréshez és az ultrahangos érzékelőhöz is!

Indeklődik, hogy többet megtudjon? Megnézheti a következő forrásokat:

• Termékoldal
• Blogbejegyzés a jellemzőiről, összehasonlítások a HC -SR04-gyel

IR közelségérzékelő

Az IR, röviden infravörös, infravörös fénysugár kibocsátásával érzékeli egy tárgy jelenlétét. Az ultrahangos érzékelőkhöz hasonlóan működik, bár a hanghullámok helyett IR hullámokat sugároz.

Az infravörös közelségérzékelők egy kibocsátó IR LED-ből és egy fényérzékelőből állnak a visszaverődés érzékelésére. Beépített jelfeldolgozó áramkörrel rendelkezik, amely egy optikai pontot határoz meg a PSD-n.

Hogyan működnek az IR közelségérzékelők?

1. Az infravörös fényt az IR LED kibocsátó bocsátja ki
2. A fénysugár eltalálja a tárgyat, és szögben visszaverődik
3. A visszavert fény eléri a fényérzékelőt
4. A fényérzékelőben lévő érzékelő meghatározza a visszaverődő tárgy helyzetét/távolságát

Gyakori alkalmazások

• Távolságmérés
• Tárgyszámláló; Ha a tárgy elvágja a sugárzó fényt, akkor az egynek számít
• Biztonsági rendszerek, például megfigyelés, betörésjelző stb.
• Monitoring és vezérlő alkalmazások

Az IR közelségérzékelők előnyei

• érintkezés nélküli érzékelés
• Nappali és éjszakai használatra egyaránt alkalmazható
• Biztonságos kommunikáció látóvonalon keresztül
• Megfelel. Puha tárgyak távolságának mérése az ultrahangos közelségérzékelőkkel ellentétben
• Az infravörös érzékelő pontosságát nem befolyásolja a korrózió vagy az oxidáció

Az infravörös közelségérzékelők hátrányai

• A környezeti feltételek és a kemény tárgyak hatására, falakon vagy ajtókon keresztül történő használatra képtelen
• A kommunikációhoz látótávolság szükséges az adó és a vevő között
• A teljesítmény nagyobb távolságokon csökken

A Seeednél kínált infravörös közelségérzékelő

Grove – 80cm infravörös közelségérzékelő

A SHARP GP2Y0A21 alapján, ez az IR közelségérzékelő egy népszerű választás, amit mindenkinek ajánlok, aki az alternatívákon túl pontos távolságmérést keres.

Ez az alacsony energiafogyasztású, kis méretű csomagba csomagolt IR közelségérzékelő folyamatos távolságmérést tesz lehetővé 10 cm-től 80 cm-ig terjedő tartományban!

Indeklődött, hogy többet megtudjon? Megnézheti a következő forrásokat:

• Termékoldal
• Blogbejegyzés a jellemzőiről, Arduino útmutató

Hogyan válasszon megfelelő közelségérzékelőt

Most, hogy segítsek kiválasztani a megfelelőt a négy közül, megadtam azokat a kritériumokat, amelyeket figyelembe kell vennie a közelségérzékelő kiválasztásakor.

Mindenesetre, mint mindig, először is figyelembe kell vennie a tervezett célt; egyáltalán mire akarja használni.

Közelségérzékelő Crieria	Hogyan válasszon	Az érzékelő alkalmassága
A tárgy követelményei	Nézze meg a tárgyat, amelyen a közelségérzékelőt használni kívánja Figyeljen a következő tényezőkre: Tárgy színe Tárgy alakja Tárgy anyaga	A legmegfelelőbb az összetett tárgyak követelményeihez: IR-közelségérzékelő Egyáltalán nem alkalmas komplex tárgyi követelményekhez: Ultrahangos közelségérzékelő
Az érzékelés környezete	Nézze meg, hogy milyen környezetben fogja érzékelni a tárgyat Megfontolja a következő tényezőket: Tisztaság Hőmérséklet Nedvesség	A zord környezethez való alkalmasság: Kapacitív (leginkább alkalmas) Induktív Ultrahangos Kemény környezethez nem alkalmas: IR közelségérzékelő
Érzékelési tartomány/távolság	Nézze meg, hogy a tárgy az érzékelő felületéhez közel kerül-e Figyeljen a következő tényezőkre: Távolság az elhelyezett tárgy és az érzékelő között (Távol vagy közel)	Közeli érzékelésre alkalmas: Induktív és kapacitív közelségérzékelők Távolságérzékelésre alkalmas: Ultrahangos és IR közelségérzékelők

Egy további tényező, amelyet érdemes figyelembe venni, az elektromos rendszer, amelybe a közelségérzékelőt integrálja. Legyen szó elektromos terhelésről (NPN/PNP) vagy feszültségellátásról (AC/DC), az érzékelőnek együtt kell működnie az Ön által működtetett rendszer vezérlésével.

Elismerésre méltó említések

Most, hogy lefedtem a közelségérzékelő megfontolásának kritériumait, itt van egy lista néhány elismerésre méltó említésről, amelyeket még érdemes megnézni!

Fotóelektromos közelségérzékelő

A fotóelektromos közelségérzékelők olyanok, amelyek csúcskategóriás fotoelektromos technológiát használnak, fénysugarat bocsát ki, amely mindenféle tárgyat képes érzékelni!

A következő 3 különböző modellel rendelkezik; fényvisszaverő, átsugárzó és fényvisszaverő. Mindegyik modell különböző fénykibocsátási módszereket kínál, bár mindannyian rendkívül hatékonyak, ha távolságérzékelésről van szó.

Ha érdekli az ilyen közelségérzékelési technológia, megnézheti ezt az érzékelőt, amely ezt egy kis csomagba integrálja:

PSK-CM8JL65-CC5 infravörös távolságmérő érzékelő

Mágneses közelségérzékelő

A mágneses közelségérzékelők olyan közelségi eszközök, amelyeket nagy érzékelési tartományuk révén mágneses tárgyak érzékelésére használnak. Egy tipikusan üveg- és fémlapátot foglal magába, lehetővé téve a gyors mágnesezést!

Bár csupán mágneseket érzékel, mégis nagyszerű az alacsony ára, a nagy hatótávolsága és a kis mérete miatt.

Ha megtetszett egy ilyen, és szeretne többet megtudni róla, akkor nézze meg ezt:

Grove – 12 bites mágneses forgó pozícióérzékelő / kódoló (AS5600)

Az A5600-on alapuló mágneses forgó pozícióérzékelő nem csak az érintésmentes közelségérzékelési igények kielégítésére alkalmas, de jelentős előnyöket is tartalmaz a hagyományos kódolókkal szemben. Pontos, programozható és költséghatékony, ezt a lehetőséget érdemes megfontolni!

Érdekli, hogy többet megtudjon róla? További információkért látogasson el termékoldalunkra!

LiDAR közelségérzékelő

A LiDar, röviden Light Detection and Ranging, egy magasabb szintű érzékelési technológia, amely kiváló maximális érzékelési tartományt biztosít gyors frissítési sebességgel. Az egyetlen fő hátránya az ára, ahol az átlagfogyasztó számára túl drága lehet.

Ne féljen azonban, itt a Seeednél kínálunk egy mini LiDAR közelségérzékelőt, amely nagyon is megfizethető!

Indeklődött, hogy többet megtudjon róla? Akkor látogasson el a termékoldalunkra!

Összefoglaló

Összefoglalva, itt vannak a közelségérzékelők összehasonlítva az ajánlott felhasználási módokkal:

	Induktív	Kapacitív	Ultrahangos	IR
Az érzékelő tárgy	Kizárólag fém	Fém és nem fémes tárgyak Beleértve folyadékot, porokat, és szemcsés	Egyszerű felületű tárgy	Egyszerű/bonyolult felületű tárgy
Érzékelése Hatótávolság	Rövid	Rövid	Hosszú	Hosszú
Alkalmazások	Ipari felhasználás: Gépek, Automatizálás Folyadék és nedvesség Tapintásérzékelés	Távolságmérés Anemométerek a szélsebesség és -irány érzékelésére Termelési folyamatok automatizálása Folyadékérzékelés Parancsnok nélküli légi járművek (UAV) tárgyak megfigyelésére Robotika	Tárgyszámláló Biztonsági rendszerek, például megfigyelés, betörésjelzők stb. Figyelő és ellenőrző alkalmazások
Környezet	Kemény környezeti körülmények között való használatra alkalmas (bizonyos mértékig)	Kemény környezeti körülmények között való használatra rendkívül alkalmas. körülmények között	Kemény környezeti körülmények között való használatra alkalmas (Nem alkalmas vákuumban való használatra)	Nem alkalmas kemény környezeti körülmények között való használatra

A közelségérzékelő Arduino kompatibilitása, Figyelembe veheti az egyes közelségérzékelő típusokhoz tartozó ajánlott Seeed termékeket! Ezzel időt takaríthat meg a saját készítéssel való próbálkozással is!

• Induktív érzékelő ajánlás:
  • Grove – 2 csatornás induktív érzékelő (LDC1612)
• Kapacitív érzékelő ajánlás:
  • Grove – Kapacitív nedvességérzékelő (korrózióálló)
  • Grove – 12 billentyűs kapacitív I2C érintésérzékelő V2 (MPR121)
• Ultrahangos érzékelő ajánlás:
• Ultrahangos érzékelő ajánlás:
  • Grove – Ultrahangos érzékelő
• IR érzékelő ajánlás:
  • Grove – 80cm infravörös közelségérzékelő