Free Press

Inductief, capacitief, ultrasoon, IR? Dit zijn de meest voorkomende typen naderingssensoren die tegenwoordig worden gebruikt voor uiteenlopende toepassingen, variërend van nabijheidsmeting voor Andriod en iPhone tot afstandsmeting en objectdetectie met Arduino. Daarom is het kiezen van een die gemakkelijk aan te sluiten, nauwkeurig en betrouwbaar is zeer belangrijk voor het vervullen van uw beoogde toepassingen.

In deze gids, zal ik de verschillende nabijheidssensor soorten, de toepassingen en de prijs te behandelen, met aanbevelingen om uw beslissing een gemakkelijker te maken!

Deze gids zal de volgende onderdelen te behandelen:

• Wat zijn nabijheidssensoren?
• Typen naderingssensoren
• Hoe kiest u een naderingssensor
• Eervolle vermeldingen
• Nabijheidssensor vergeleken (samenvatting)

Bijheidssensoren zijn sensoren die beweging/aanwezigheid van voorwerpen detecteren zonder fysiek contact en die de opgevangen informatie doorgeven in een elektrisch signaal. Het kan ook worden gedefinieerd als een naderingsschakelaar, een definitie die door de Japanse industriële normen (JIS) wordt gegeven aan alle contactloze detecterende sensoren

• Klinkt ingewikkeld? Een naderingssensor betekent eenvoudigweg een sensor die informatie detecteert, vastlegt en doorstuurt zonder fysiek contact

Proximity Sensor Features

Om beter te begrijpen wat een naderingssensor precies is, zullen we de functies ervan eens bekijken. Hieronder volgen de kenmerken, met enkele unieke in vergelijking met traditionele optische/contactsensoren:

Contactloze detectie

Contactloze proximiteitssensoren maken detectie mogelijk zonder het object aan te raken, Hierdoor blijft het object goed geconditioneerd

Onafhankelijk van oppervlaktegesteldheid

Nabijheidssensoren zijn vrijwel ongevoelig voor oppervlaktekleuren van objecten omdat het voornamelijk fysieke veranderingen detecteert

Geschiktheid voor brede reeks toepassingen

Bijheidssensoren zijn geschikt voor vochtige omstandigheden en gebruik in een breed temperatuurbereik, in tegenstelling tot uw traditionele optische detectie.

Bijheidssensoren zijn ook toepasbaar in telefoons, of het nu uw Andriod of IOS-apparaten zijn. Het bestaat uit eenvoudige IR-technologie die aan en uit het display schakelt afhankelijk van uw gebruik. Bijvoorbeeld, het schakelt uw display uit wanneer een telefoongesprek aan de gang is, zodat u niet per ongeluk iets zou activeren terwijl u het in de buurt van uw wangen plaatst!

Langere levensduur

Omdat een nabijheidssensor halfgeleideruitgangen gebruikt, zijn er geen bewegende delen die afhankelijk zijn van de bedrijfscyclus. De levensduur is dus langer in vergelijking met die van traditionele sensoren

Hoge responssnelheid

In vergelijking met schakelaars, waarbij contact nodig is voor detectie, bieden naderingsschakelaars een hogere responssnelheid.

Typen naderingsschakelaars

Nu we hebben begrepen wat naderingsschakelaars zijn, gaan we dieper in op de verschillende typen; elk zeer geschikt voor zijn specifieke toepassingen en omgevingen.

Klaar? Hier volgt een overzicht van de verschillende soorten naderingssensoren!

Inductieve naderingssensoren

Inductieve naderingssensoren zijn contactloze sensoren die alleen metalen voorwerpen detecteren. Het is gebaseerd op de wet van inductie, die een spoel met een oscillator aandrijft zodra een metalen voorwerp nadert.

Het heeft twee versies en bestaat uit 4 hoofdcomponenten:

Versies:

• Onafgeschermd: Elektromagnetisch veld opgewekt door de spoel is onbeperkt, waardoor bredere en grotere detectieafstanden mogelijk zijn
• Afgeschermd: Het opgewekte elektromagnetische veld concentreert zich aan de voorkant, waar de zijkanten van de sensorspoel bedekt zijn

Componenten:

• Het bestaat uit 4 hoofdcomponenten zoals op de afbeelding te zien is; Spoel, Oscillator, Schmitt Trigger, en uitgangsschakelcircuit

Hoe werkt de inductieve naderingssensor?

1. Er wordt een wisselspanning op de spoel gezet, waardoor een elektromagnetisch detectieveld ontstaat
2. Wanneer een metalen voorwerp het magnetische veld nadert, ontstaan wervelstromen die resulteren in veranderingen in de inductantie van de spoel
3. Wanneer de inductantie van de spoel verandert, activeert het circuit dat continu bewaakt, de uitgangsschakelaar van de sensor

*Opmerking: Zelfs wanneer er geen doel aanwezig is, blijft de inductieve sensor trillen. De schakelaar wordt alleen geactiveerd wanneer een object aanwezig is.

Gemeenschappelijke toepassingen:

• Industrieel gebruik
  • Productieautomatiseringsmachines die producten tellen, producttransfers
• Beveiligingstoepassingen
  • Opsporing van metalen objecten, wapentuig, landmijnen, enz.

Voordelen van inductieve naderingssensoren

• Contactloze detectie
• Aanpassingsvermogen aan omgeving; bestand tegen veel voorkomende omstandigheden in industriële omgevingen zoals stof en vuil
• Kunnen en zijn veelzijdig in het detecteren van metalen
• Worden beschouwd als goedkoop als het gaat om prijs
• Geen bewegende delen, waardoor langere levensduur

Nadelen van inductieve naderingssensoren

• Gering detectiebereik, gemiddeld maximaal 80mm
• Kan alleen metalen voorwerpen detecteren
• Prestaties kunnen worden beïnvloed door externe omstandigheden; extreme temperaturen,
  snijvloeistoffen of chemicaliën

Inductieve sensoren aangeboden bij Seeed

Grove – 2-kanaals inductieve sensor (LDC1612)

Hier bij Seeed, bieden wij deze inductieve sensor, waar het mogelijk is de prestatie en betrouwbaarheid voordelen van inductieve sensing te realiseren tegen minimale kosten en vermogen.

Uitbreidend boven alleen nabijheidsdetectie, is het Arduino compatibel met de mogelijkheid van remote sensing toepassingen en vele andere mogelijkheden!

Interesseerd om meer te weten te komen? Ga naar onze productpagina voor meer informatie!

Capacitieve naderingsschakelaars

Capacitieve naderingsschakelaars zijn contactloze sensoren die zowel metalen als niet-metalen voorwerpen detecteren, waaronder vloeistoffen, poeders en korrels. De werking berust op het detecteren van een verandering in capaciteit.

Zoals inductieve sensoren bestaat het uit een oscillator, Schmitt-trigger en uitgangsschakelcircuit. Het enige verschil is dat het bestaat uit 2 laadplaten (1 interne, 1 externe) voor de capacitatie:

• Interne plaat verbonden met de oscillator
• Externe plaat (sensor elektroden) gebruikt als het detectieoppervlak

Hoe werken capacitieve naderingsschakelaars?

1. Capacitieve naderingssensor produceert een elektrostatisch veld
2. Wanneer een voorwerp (geleidend/niet-geleidend) het detectiegebied nadert, neemt de capaciteit van beide platen toe, wat resulteert in oscillatoramplitudeversterking
3. De resulterende amplitudeversterking activeert de sensoruitgangsschakelaar

*Note: Capacitieve sensoren oscilleren alleen wanneer het doelobject aanwezig is

Gemeenschappelijke toepassingen:

• Industrieel gebruik
  • Productieautomatiseringsmachines die producten tellen, producttransfers
  • Vulprocessen, pijpleidingen, inkten, enz.
  • Vloeistofniveau, samenstelling, en druk
• Vochtigheidscontrole
• Niet-invasieve inhoudsdetectie
• Touch toepassingen

Voordelen van Capacitieve naderingsschakelaars

• Contactloze detectie
• Een breed scala aan materialen kan worden gedetecteerd
• In staat om objecten te detecteren door nietmetalen muren met zijn brede gevoeligheidsband
• Geschikt voor gebruik in een industriële omgeving
• Bevat potentiometer waarmee gebruikers de gevoeligheid van de sensor kunnen aanpassen, zodat alleen gewenste objecten worden gedetecteerd
• Geen bewegende delen, waardoor een langere levensduur

Nadelen van Capacitieve naderingsschakelaars

• Relatief laag bereik, hoewel incrementeel ten opzichte van inductieve sensoren
• Hogere prijs in vergelijking met inductieve sensoren

Capacitieve sensoren aangeboden bij Seeed

Grove – Capacitieve vochtsensor (corrosiebestendig)

Nadat we nu hebben begrepen dat capacitieve naderingsschakelaars in staat zijn vocht te controleren, hebben we natuurlijk een sensor nodig voor de toepassingen ervan!

Dit is waar The Grove – Capacitieve vochtsensor (corrosiebestendig) om de hoek komt kijken. Het is een bodemvochtsensor gebaseerd op capaciteitsveranderingen. Vergeleken met resistieve sensoren is hij niet alleen corrosiebestendig, maar biedt hij ook een breed scala aan toepassingen!

Interesseerd om meer te weten te komen? Ga dan hier naar onze productpagina!

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

Nou je een module die meer doet dan alleen capacitieve nabijheidsdetectie? We hebben precies dat!

De Grove – 12 Key Capacitive I2C Touch Sensor V2 (MPR121) is een 3-in-1 module met de volgende functies: Capacitieve Sensing, Touch Sensing, en Proximity Sensing.

Meer informatie hierover vindt u hier op onze productpagina!

Ultrasone Nabijheidssensoren

De derde op deze lijst is de ultrasone nabijheidssensor, die de aanwezigheid van objecten detecteert door het uitzenden van hoogfrequent ultrasoon bereik. Dit gebeurt door de omzetting van elektrische energie. Net als capacitieve sensoren kan het ook voorwerpen in vaste, vloeibare of korrelvormige vorm detecteren.

Probably de gemakkelijkste onder alle, het bestaat alleen uit een ultrasone zender en een ultrasone ontvanger.

Hoe werkt de ultrasone nabijheidssensor?

1. De sonische zender zendt geluidsgolven uit
2. De geluidsgolven kaatsen af op het voorwerp
3. De afgeketste golf wordt vervolgens naar de sensor teruggestuurd
4. Tijd die het nodig had om geluidsgolven uit te zenden en te ontvangen, wordt vervolgens gebruikt om afstand/nadering te bepalen

Algemene toepassingen

• Afstandsmeting
• Anemometers voor detectie van windsnelheid en -richting
• windrichting
• Automatisering productieprocessen
• Luchtdetectie
• Bemande luchtvaartuigen (UAV’s) voor objectbewaking
• Robotica

Voordelen van ultrasone nabijheidssensoren

• Contactloze detectie
• Niet beïnvloed door kleur en transparantie van het object
• Niet beïnvloed door externe omgevingsfactoren, betrouwbare oplossing
  • Werkt goed op plaatsen met extreme omstandigheden
  • Kan worden gebruikt in donkere omgevingen
• Laag stroomverbruik

Nadelen van ultrasone naderingssensoren

• Beperkt detectiebereik hoewel geschikt voor hoger bereik als vergeleken met inductieve en capacitieve sensoren
• Werkt niet in vacuüm aangezien ultrasone sensoren via geluidsgolven werken
• Niet in staat om de afstand van Zachte voorwerpen of voorwerpen met extreme texturen te meten

Ultrasone sensoren aangeboden bij Seeed

Grove – Ultrasone Sensor: Verbeterde versie van de HC-SR04

Gemaakt met aanzienlijke voordelen ten opzichte van de traditionele HC-SR04 ultrasone sensor, de Grove – Ultrasone Sensor is de perfecte ultrasone module voor niet alleen proximity sensing, maar als voor afstandsmeting en ultrasone detector. ook!

Geïnteresseerd om meer te weten te komen? U kunt kijken op de volgende bronnen:

• Product pagina
• Blog post over de functies, vergelijkingen met HC -SR04

IR Nabijheidssensor

IR, in het kort voor infrarood, detecteert de aanwezigheid van een object door het uitzenden van een bundel infrarood licht. De werking is vergelijkbaar met die van ultrasone sensoren, maar in plaats van met geluidsgolven wordt IR uitgezonden.

Infrarood-naderheidssensoren bestaan uit een IR-LED die uitzendt, en een lichtdetector voor de detectie van reflectie. Het heeft een ingebouwd signaalverwerkingscircuit dat een optische vlek op de PSD bepaalt.

Hoe werken IR naderingssensoren?

1. Infrarood licht wordt uitgezonden door de IR LED-emitter
2. De lichtstraal raakt het object en wordt onder een hoek weerkaatst
3. Het weerkaatste licht bereikt de lichtdetector
4. De sensor in de lichtdetector bepaalt de positie/afstand van het reflecterende object

Gemeenschappelijke toepassingen

• Afstandsmeting
• Itemteller; wanneer een object het uitstralende licht snijdt, telt het als één
• Beveiligingssystemen zoals bewaking, inbraakalarm, enz.
• bewakings- en controletoepassingen

Voordelen van IR naderingssensoren

• Contactloze detectie
• toepasbaar voor gebruik overdag en ’s nachts
• Veiligde communicatie via een zichtlijn
• In staat om de afstand tot zachte voorwerpen te meten, in tegenstelling tot ultrasone naderingssensoren
• Nauwkeurigheid van de infraroodsensor wordt niet beïnvloed door corrosie of oxidatie

Nadelen van IR naderingssensoren

• Betrokken door omgevingsfactoren en harde voorwerpen,
• Eist zichtlijn tussen zender en ontvanger voor communicatie
• Prestaties dalen over grotere afstanden

Infrarood naderingssensor aangeboden bij Seeed

Grove – 80cm Infrarood naderingssensor

Gebaseerd op de SHARP GP2Y0A21, is deze IR-naderingssensor een populaire keuze die ik aanbeveel voor iedereen die op zoek is naar een nauwkeurige afstandsmeting die verder gaat dan de alternatieven.

Gepakt in een kleine verpakking met een laag stroomverbruik, maakt deze IR proximity sensor het mogelijk om continu afstand te lezen met een bereik van 10cm tot 80cm!

Interessant om meer te weten? U kunt de volgende bronnen bekijken:

• Productpagina
• Blogpost over de functies, Arduino-gids

Hoe kiest u een geschikte naderingssensor

Nu om u te helpen een geschikte uit de vier te kiezen, heb ik criteria gegeven die u moet overwegen bij het maken van een naderingssensor selectie.

Zoals altijd moet u echter eerst het beoogde doel voor ogen houden; waar probeert u de sensor in de eerste plaats voor te gebruiken.

Proximity Sensor Crieria	Hoe te selecteren	Sensor geschiktheid
Objecteisen	Bekijk het object waarop u van plan bent een proximity sensor te gebruiken Benader de volgende factoren: Objectkleur Vorm van het object Objectmateriaal	Het meest geschikt voor complexe objectvereisten: IR-naderingssensor Niet geschikt voor complexe objectvereisten: Ultrasone naderingssensor
Omgeving voor detectie	Bekijk de omgeving waarin u uw object gaat waarnemen Overweeg de volgende factoren: Reinheid Temperatuur Vochtigheid	Geschikt voor ruwe omgeving: Capacitief (meest geschikt) Inductief Ultrasoon Niet geschikt voor ruige omgeving: IR naderingssensor
Zichtbereik/Afstand	Bekijk of uw voorwerp dicht bij het sensorvlak wordt geplaatst Bekijk de volgende factoren: Afstand tussen geplaatst voorwerp en sensor (Ver of dichtbij)	Geschikt voor detectie op korte afstand: Inductieve en Capacitieve naderingssensoren Geschikt voor detectie op lange afstand: Ultrasone en IR naderingssensoren

Een bijkomende factor die de moeite van het opmerken waard is, is het elektrische systeem waarmee u de naderingssensor integreert. Of het nu, elektrische belasting (NPN / PNP) of spanningstoevoer (AC / DC), moet de sensor functioneren met het systeem controles die u draait.

Honorable mentions

Nu dat ik heb gedekt de criteria voor nabijheidssensor overweging, hier is een lijst van enkele eervolle vermeldingen die nog steeds de moeite waard een kijkje te nemen op!

Photo-elektrische naderingssensor

Photo-elektrische naderingssensoren maken gebruik van high-end foto-elektrische technologie, het zendt een lichtstraal uit die in staat is om allerlei objecten te detecteren!

Het heeft de volgende 3 verschillende modellen; Reflecterend, Through-beam, en Retro-reflecterend. Elk model biedt verschillende lichtemissiemethoden, maar ze zijn allemaal zeer efficiënt als het gaat om afstandsdetectie.

Als u geïnteresseerd bent in dergelijke nabijheidsdetectietechnologie, kunt u deze sensor bekijken die het integreert in een klein pakket:

PSK-CM8JL65-CC5 Infrarood Afstandsmeetsensor

Magnetische naderingssensor

Magnetische naderingssensoren zijn nabijheidsapparaten die worden gebruikt om magnetische objecten te detecteren door hun grote detectiebereik. Een typische bevat glas en een metalen blad, waardoor snel kan worden gemagnetiseerd!

Hoewel het alleen magneten waarneemt, is het nog steeds geweldig voor zijn lage kosten, lange bereik, en kleine afmetingen.

Als u er een wilt en er meer over wilt weten, kunt u dit bekijken:

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

Deze Magnetic Rotary Position Sensor is gebaseerd op de A5600 en is niet alleen geschikt voor contactloze proximity sensing, maar biedt ook aanzienlijke voordelen ten opzichte van gewone encoders. Nauwkeurig, programmeerbaar en kosteneffectief, het is een optie om te overwegen!

Interesseerd in meer informatie? Ga naar onze productpagina voor meer informatie!

LiDAR Nabijheidssensor

LiDar, kort voor Light Detection and Ranging, is een high-end detectie-technologie die een uitstekend maximaal detectiebereik biedt met snelle updatesnelheden. Het enige grote nadeel is de kostprijs, die voor de gemiddelde consument te hoog kan oplopen.

Maar wees niet bang, hier bij Seeed bieden we een mini LiDAR nabijheidssensor die zeer betaalbaar is!

Wilt u er meer over weten? U kunt naar onze productpagina gaan!

Samenvatting

Samenvattend zijn hier de naderingssensoren vergeleken met hun aanbevolen gebruik:

	Inductief	Capacitief	Ultrasoon	IR
Voorwerp	Alleen metaal	Metalen en niet-metalen voorwerpen Inclusief vloeistof, poeders, en korrelig	Voorwerp met eenvoudige oppervlakken	Voorwerp met eenvoudige/gecompliceerde oppervlakken
Zichtbereik Bereik	Kort	Kort	Lang	Lang
Toepassingen	Industrieel gebruik: Machines, Automatiseringen	Industrieel gebruik: Machines, Automatiseringen Liquid and moisture Touch sensing	Distance measurement Anemometers voor detectie van windsnelheid en -richting Automatisering productieprocessen Fluid detection Unmanned aerial vehicles (UAVs) voor objectbewaking Robotics	Item counter Veiligheidssystemen zoals bewaking, inbraakalarm, enz. Monitoring- en controletoepassingen
Milieu	Geschikt voor gebruik in barre omstandigheden (tot op zekere hoogte)	Uitermate geschikt voor gebruik in barre omstandigheden	Geschikt voor gebruik in barre omstandigheden (Niet geschikt voor gebruik in vacuüm)	Niet geschikt voor gebruik in barre omstandigheden

Voor nabijheidssensor Arduino compatibiliteit, kunt u de aanbevolen Seeed producten voor elk proximity sensor type overwegen! Dit bespaart u tijd en moeite om er zelf een te maken!

• Inductieve sensor aanbeveling:
  • Grove – 2-kanaals inductieve sensor (LDC1612)
• Aanbevolen capacitieve sensor:
  • Grove – Capacitieve vochtigheidssensor (corrosiebestendig)
  • Grove – 12-kanaals capacitieve I2C aanraaksensor V2 (MPR121)
• Aanbeveling ultrasone sensor:
  • Grove – Ultrasone Sensor
• Aanbeveling IR-sensor:
  • Grove – 80cm Infrarode Nabijheidssensor