Free Press

Indukcyjny, pojemnościowy, ultradźwiękowy, IR? Są to powszechne typy czujników zbliżeniowych używanych obecnie w różnych zastosowaniach, począwszy od wykrywania zbliżenia Andriod i iPhone, do pomiaru odległości, wykrywania obiektów, z Arduino. Stąd, wybranie takiego, który jest łatwy do podłączenia, dokładny i niezawodny jest bardzo ważne dla spełnienia zamierzonych zastosowań.

W tym przewodniku, omówię różne typy czujników zbliżeniowych, ich zastosowania i cenę, z zaleceniami, aby ułatwić Ci podjęcie decyzji!

Ten przewodnik obejmie następujące elementy:

• Co to są czujniki zbliżeniowe?
• Typy czujników zbliżeniowych
• Jak wybrać czujnik zbliżeniowy
• Wspomnienia
• Porównanie czujników zbliżeniowych (Podsumowanie)

Czujniki zbliżeniowe to czujniki, które wykrywają ruch/obecność obiektów bez kontaktu fizycznego i przekazują tę informację przechwyconą w postaci sygnału elektrycznego. Można go również zdefiniować jako przełącznik zbliżeniowy, definicja nadana przez Japońskie Standardy Przemysłowe (JIS) wszystkim bezstykowym czujnikom wykrywającym

• Brzmi skomplikowanie? Czujnik zbliżeniowy oznacza po prostu; Czujnik, który wykrywa, przechwytuje i przekazuje informacje bez żadnego kontaktu fizycznego!

Cechy czujnika zbliżeniowego

Aby lepiej zrozumieć, o co chodzi w czujniku zbliżeniowym, przyjrzymy się jego cechom. Poniżej przedstawiono jego cechy, z niektórymi unikalnymi w porównaniu z tradycyjnymi czujnikami optycznymi/kontaktowymi:

Czujnik bezdotykowy

Czujnik zbliżeniowy bezdotykowy pozwala na wykrywanie bez dotykania obiektu, zapewniając, że obiekt pozostaje w dobrym stanie

Niezależność od warunków powierzchniowych

Na czujniki zbliżeniowe prawie nie mają wpływu kolory powierzchni obiektów, ponieważ wykrywają one głównie zmiany fizyczne

Przydatność do szerokiego zakresu zastosowań

Czujniki zbliżeniowe nadają się do pracy w warunkach wilgotnych i w szerokim zakresie temperatur, w przeciwieństwie do tradycyjnej detekcji optycznej.

Czujniki zbliżeniowe mają również zastosowanie w telefonach, czy to urządzeniach Andriod czy IOS. Składa się on z prostej technologii IR, która włącza i wyłącza wyświetlacz odpowiednio do użycia. Na przykład, wyłącza wyświetlacz, gdy trwa rozmowa telefoniczna, tak aby nie aktywować czegoś przypadkowo podczas umieszczania go w pobliżu policzków!

Dłuższa żywotność

Ponieważ czujnik zbliżeniowy wykorzystuje wyjścia półprzewodnikowe, nie ma ruchomych części zależnych od cyklu operacyjnego. W związku z tym jego żywotność jest zazwyczaj dłuższa w porównaniu z tradycyjnymi czujnikami!

Wysoka szybkość reakcji

W porównaniu z przełącznikami, gdzie do wyczucia wymagany jest kontakt, czujniki zbliżeniowe oferują wyższą szybkość reakcji.

Typy czujników zbliżeniowych

Teraz, gdy zrozumieliśmy, czym są czujniki zbliżeniowe, zagłębimy się dalej w ich różne typy; każdy z nich jest dobrze dostosowany do konkretnych zastosowań i środowisk.

Czy jesteś gotowy? Oto zestawienie różnych typów czujników zbliżeniowych!

Indukcyjne czujniki zbliżeniowe

Indukcyjne czujniki zbliżeniowe to bezdotykowe czujniki używane do wykrywania tylko metalowych obiektów. Opierają się na prawie indukcji, napędzając cewkę z oscylatorem, gdy zbliża się do niej metalowy obiekt.

Ma dwie wersje i składa się z 4 głównych elementów:

Wersje:

• Nieekranowany: Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez cewkę jest nieograniczone, co pozwala na szersze i większe odległości detekcji
• Shielded: Generowane pole elektromagnetyczne jest skoncentrowane z przodu, gdzie boki cewki czujnika są zasłonięte

Komponenty:

• Składa się z 4 głównych komponentów, jak widać na rysunku; cewki, oscylatora, wyzwalacza Schmitta i wyjściowego obwodu przełączającego

Jak działa indukcyjny czujnik zbliżeniowy?

1. Prąd zmienny jest dostarczany do cewki, generując elektromagnetyczne pole detekcji
2. Gdy metalowy obiekt zbliża się do pola magnetycznego, powstają prądy wirowe, które powodują zmiany indukcyjności cewki
3. Gdy indukcyjność cewki się zmienia, obwód, który stale monitoruje, wyzwoli przełącznik wyjściowy czujnika

*Uwaga: Nawet gdy cel nie jest obecny, czujniki indukcyjne nadal oscylują. Przełącznik jest wyzwalany tylko wtedy, gdy obiekt jest obecny.

Wspólne zastosowania:

• Użytki przemysłowe
  • Maszyny automatyki produkcyjnej, które liczą produkty, transfery produktów
• Użytki związane z bezpieczeństwem
  • Wykrywanie obiektów metalowych, zbrojowni, min lądowych itp.

Zalety indukcyjnych czujników zbliżeniowych

• Detekcja bezdotykowa
• Dostosowanie do środowiska; odporne na typowe warunki występujące w obszarach przemysłowych, takie jak pył i brud
• Możliwość i wszechstronność w wykrywaniu metali
• Dużo tańsze, jeśli chodzi o cenę
• Brak części ruchomych, zapewniając dłuższą żywotność

Wady indukcyjnych czujników zbliżeniowych

• Brak zasięgu detekcji, uśredniając maksymalny zasięg do 80mm
• Możliwość wykrywania tylko obiektów metalowych
• Na wydajność mogą mieć wpływ warunki zewnętrzne; ekstremalne temperatury,
  płyny tnące lub chemikalia

Czujniki indukcyjne oferowane w Seeed

Grove – 2-kanałowy czujnik indukcyjny (LDC1612)

Tutaj, w Seeed, oferujemy ten czujnik indukcyjny, gdzie umożliwia on realizację korzyści związanych z wydajnością i niezawodnością wykrywania indukcyjnego przy minimalnych kosztach i mocy.

Wykraczając poza zwykłe wykrywanie zbliżeniowe, jego kompatybilność z Arduino umożliwia zdalne wykrywanie aplikacji i wiele innych możliwości!

Zainteresowany, aby dowiedzieć się więcej? Możesz przejść na stronę produktu, aby dowiedzieć się więcej!

Capacitive Proximity Sensors

Capacytowe czujniki zbliżeniowe to bezdotykowe czujniki wykrywające zarówno obiekty metaliczne, jak i niemetaliczne, w tym ciecze, proszki i granulaty. Ich działanie polega na wykrywaniu zmiany pojemności.

Podobnie do czujników indukcyjnych, składa się z oscylatora, wyzwalacza Schmitta i obwodu przełączającego wyjście. Jedyna różnica polega na tym, że składa się z 2 płytek ładujących (1 wewnętrzna, 1 zewnętrzna) do ładowania pojemności:

• Płytka wewnętrzna podłączona do oscylatora
• Płytka zewnętrzna (elektrody czujnika) używana jako powierzchnia czujnika

Jak działają pojemnościowe czujniki zbliżeniowe?

1. Kapacytowy czujnik zbliżeniowy wytwarza pole elektrostatyczne
2. Gdy obiekt (przewodzący/nieprzewodzący) zbliża się do obszaru wykrywania, zwiększa się pojemność obu płytek, co powoduje wzmocnienie amplitudy oscylatora
3. Wynikłe wzmocnienie amplitudy wyzwala przełącznik wyjścia czujnika

*Uwaga: Czujniki pojemnościowe oscylują tylko wtedy, gdy obiekt docelowy jest obecny

Wspólne zastosowania:

• Użytki przemysłowe
  • Maszyny automatyki produkcyjnej, które liczą produkty, transfery produktów
  • Procesy napełniania, rurociągi, farby drukarskie itp.
  • Poziom cieczy, skład, i ciśnienie
• Kontrola wilgotności
• Nieinwazyjne wykrywanie zawartości
• Aplikacje dotykowe

Zalety pojemnościowych czujników zbliżeniowych

• Detekcja bezdotykowa
• Szerokie spektrum materiałów, które można wykryć
• Możliwość wykrywania obiektów przez niemetaliczne ściany dzięki szerokiemu pasmu czułości.metalowych ścianach dzięki szerokiemu pasmu czułości
• Doskonale nadaje się do stosowania w środowisku przemysłowym
• Zawiera potencjometr, który umożliwia użytkownikom regulację czułości czujnika, tak, że tylko pożądane obiekty będą wykrywane
• Brak ruchomych części, co zapewnia dłuższą żywotność

Wady pojemnościowych czujników zbliżeniowych

• Relatywnie niski zasięg, choć przyrostowo większy od czujników indukcyjnych
• Wyższa cena w porównaniu z czujnikami indukcyjnymi

Czujniki pojemnościowe oferowane w Seeed

Grove – Pojemnościowy czujnik wilgotności (odporny na korozję)

Ponieważ teraz zrozumieliśmy, że pojemnościowe czujniki zbliżeniowe są zdolne do kontroli wilgotności, będziemy oczywiście potrzebować czujnika do jego zastosowań!

W tym miejscu do gry wchodzi The Grove – pojemnościowy czujnik wilgotności (odporny na korozję). Jest to czujnik wilgotności gleby oparty na zmianach pojemności. W porównaniu z czujnikami rezystancyjnymi, jest on nie tylko odporny na korozję, ale również oferuje szeroki zakres zastosowań!

Chcesz dowiedzieć się więcej? Przejdź do naszej strony produktu tutaj!

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

Potrzebujesz modułu, który robi więcej niż tylko pojemnościowe wykrywanie zbliżeniowe? Właśnie to mamy!

Moduł Grove – 12 Key Capacitive I2C Touch Sensor V2 (MPR121) to moduł 3 w 1 z następującymi funkcjami: Capacitance Sensing, Touch Sensing, oraz Proximity Sensing.

Aby dowiedzieć się więcej na jego temat, możesz udać się na naszą stronę produktu tutaj!

Ultradźwiękowe czujniki zbliżeniowe

Trzecia pozycja na tej liście to ultradźwiękowe czujniki zbliżeniowe, wykrywające obecność obiektów poprzez emisję ultradźwięków o wysokiej częstotliwości. Dokonuje tego poprzez konwersję energii elektrycznej. Podobnie jak czujniki pojemnościowe, może wykrywać obiekty w stanie stałym, ciekłym, ziarnistym lub granulowanym, jak również.

Prawdopodobnie najprostszy wśród wszystkich, składa się tylko z nadajnika ultradźwiękowego i odbiornika ultradźwiękowego.

Jak działa ultradźwiękowy czujnik zbliżeniowy?

1. Przetwornik ultradźwiękowy emituje fale dźwiękowe
2. Fale dźwiękowe odbijają się od obiektu
3. Fala, która się odbiła, jest następnie zwracana do czujnika
4. Czas, jaki wziął do emisji i odbioru fal dźwiękowych jest następnie używany do określenia odległości / bliskości

Wspólne zastosowania

• Pomiar odległości
• Anemometry do wykrywania prędkości i kierunku wiatru kierunku wiatru
• Automatyzacja procesów produkcyjnych
• Detekcja płynów
• Załogowe statki powietrzne (UAV) do monitorowania obiektów
• Robotyka

Zalety ultradźwiękowych czujników zbliżeniowych

• Bezkontaktowa detekcja
• Nie ma wpływu kolor i przezroczystość obiektu
• Nie ma wpływu zewnętrzne warunki środowiskowe, niezawodne rozwiązanie
  • Dobrze sprawdza się w miejscach o ekstremalnych warunkach
  • Możliwość stosowania w ciemnych środowiskach
• Niski pobór prądu

Wady ultradźwiękowych czujników zbliżeniowych

• Zawężony zasięg detekcji, choć zdolny do uzyskania większego zasięgu w porównaniu z czujnikami indukcyjnymi i pojemnościowymi w porównaniu z czujnikami indukcyjnymi i pojemnościowymi
• Nie działa w próżni, ponieważ czujniki ultradźwiękowe działają na zasadzie fal dźwiękowych
• Nie są w stanie mierzyć odległości obiektów miękkich lub o ekstremalnych fakturach

Czujniki ultradźwiękowe oferowane w firmie Seeed

Grove – Czujnik ultradźwiękowy: Ulepszona wersja HC-SR04

Wykonany ze znacznymi korzyściami w stosunku do tradycyjnego czujnika ultradźwiękowego HC-SR04, Grove – Ultrasonic Sensor jest idealnym modułem ultradźwiękowym nie tylko do wykrywania zbliżeniowego, ale również do pomiaru odległości i detektora ultradźwiękowego. as well!

Interesuje Cię, aby dowiedzieć się więcej? Możesz sprawdzić następujące zasoby:

• Strona produktu
• Blog Post na temat jego cech, porównania z HC -SR04

IR Proximity Sensor

IR, w skrócie dla podczerwieni, wykrywa obecność obiektu przez emitowanie wiązki światła podczerwonego. Działa podobnie do czujników ultradźwiękowych, choć zamiast fal dźwiękowych, emitowana jest podczerwień.

Czujniki zbliżeniowe na podczerwień składają się z diody LED na podczerwień, która emituje, oraz detektora światła do wykrywania odbicia. Posiada wbudowany obwód przetwarzania sygnału, który wyznacza optyczny punkt na PSD.

Jak działają czujniki zbliżeniowe na podczerwień?

1. Światło podczerwone jest emitowane z emitera IR LED
2. Wiązka światła uderza w obiekt i zostaje odbita z powrotem pod kątem
3. Odbite światło dotrze do detektora światła
4. Czujnik w detektorze światła określa pozycję/odległość odbijającego się obiektu

Wspólne zastosowania

• Pomiar odległości
• Licznik przedmiotów; gdy obiekt przecina promieniujące światło, liczy się jako jeden
• Systemy bezpieczeństwa, takie jak nadzór, alarmy przeciwwłamaniowe itp.
• Monitorowanie i aplikacje kontrolne

Zalety czujników zbliżeniowych IR

• Detekcja bezdotykowa
• Możliwość stosowania w dzień i w nocy
• Zabezpieczona komunikacja przez linię wzroku
• Możliwość mierzyć odległość do miękkich obiektów w przeciwieństwie do ultradźwiękowych czujników zbliżeniowych
• Na dokładność czujnika podczerwieni nie ma wpływu korozja lub utlenianie

Wady czujników zbliżeniowych IR

• Odporność na warunki środowiskowe i twarde obiekty, implikując niemożność użycia przez ściany lub drzwi
• Wymaga linii widzenia pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem do komunikacji
• Wydajność spada przy większych odległościach

Czujnik zbliżeniowy na podczerwień oferowany w Seeed

Grove – 80cm czujnik zbliżeniowy na podczerwień

Poparty na SHARP GP2Y0A21, ten czujnik zbliżeniowy IR jest popularnym wyborem, który polecam każdemu, kto szuka dokładnego pomiaru odległości poza swoimi alternatywami.

Zapakowany w małą obudowę o niskim poborze mocy, ten czujnik zbliżeniowy IR pozwala na ciągły odczyt odległości w zakresie od 10cm do 80cm!

Zainteresowany, aby dowiedzieć się więcej? Możesz sprawdzić następujące zasoby:

• Strona produktu
• Post na blogu na temat jego cech, przewodnik Arduino

Jak wybrać odpowiedni czujnik zbliżeniowy

Teraz, aby pomóc Ci wybrać odpowiedni z tych czterech, przedstawiłem kryteria, które powinieneś rozważyć podczas dokonywania wyboru czujnika zbliżeniowego.

Jednakże, jak zawsze, będziesz musiał najpierw rozważyć swój zamierzony cel; Do czego próbujesz go użyć w pierwszej kolejności.

Czujnik zbliżeniowy Crieria	Jak wybrać	Przydatność czujnika
Wymagania dotyczące obiektu	Przyjrzyjrzyj się obiektowi, na którym planujesz zastosować czujnik zbliżeniowy Rozważ następujące czynniki: Kolor obiektu Kształt obiektu Materiał obiektu	Najlepiej nadaje się do złożonych wymagań obiektu: Czujnik zbliżeniowyIR Nieodpowiedni dla złożonych wymagań dotyczących obiektów: Ultradźwiękowy czujnik zbliżeniowy
Środowisko wyczuwania	Przyjrzyjrzyj się środowisku, w którym zamierzasz wyczuwać swój obiekt Rozważ następujące czynniki: Czystość Temperatura Wilgotność	Przystosowane do trudnych warunków środowiskowych: Capacitive (most-suited) Inductive Ultrasonic Not suited for harsh environment: IR proximity sensor
Sensing Range/Distance	Take a look at whether your object will be placed close to the sensor face Consider following factors: Odległość pomiędzy umieszczonym obiektem a czujnikiem (Far or Close)	Przeznaczone do wykrywania bliskiego zasięgu: Indukcyjne i pojemnościowe czujniki zbliżeniowe Przeznaczone do wykrywania dalekiego zasięgu: Ultradźwiękowe i podczerwone czujniki zbliżeniowe

Dodatkowym czynnikiem, na który warto zwrócić uwagę, jest układ elektryczny, z którym integrujesz czujnik zbliżeniowy. Niezależnie od tego, czy jest to obciążenie elektryczne (NPN/PNP) czy zasilanie napięciowe (AC/DC), czujnik musi funkcjonować z systemem sterowania, który obsługujesz.

Wasze wyróżnienia

Teraz, gdy już przedstawiłem kryteria rozważań na temat czujników zbliżeniowych, poniżej znajduje się lista kilku wyróżnień, na które nadal warto zwrócić uwagę!

Fotoelektryczny czujnik zbliżeniowy

Fotoelektryczne czujniki zbliżeniowe to takie, które wykorzystują wysokiej klasy technologię fotoelektryczną, emitują wiązkę światła, która jest zdolna do wykrywania wszelkiego rodzaju obiektów!

Ma następujące 3 różne modele: odbiciowy, przelotowy i retro-refleksyjny. Każdy model oferuje różne metody emisji światła, ale wszystkie są bardzo skuteczne, jeśli chodzi o wykrywanie odległości.

Jeśli interesuje Cię taka technologia wykrywania odległości, możesz sprawdzić ten czujnik, który integruje ją w małej obudowie:

PSK-CM8JL65-CC5 Czujnik pomiaru odległości na podczerwień

Magnetyczny czujnik zbliżeniowy

Magnetyczne czujniki zbliżeniowe są urządzeniami zbliżeniowymi używanymi do wykrywania obiektów magnetycznych dzięki dużym zakresom wykrywania. Typowy zawiera szkło i metalowe ostrze, pozwalając na szybkie namagnesowanie!

Choć czujnik ten jedynie wyczuwa magnesy, nadal jest świetny ze względu na niski koszt, duży zasięg i małe wymiary.

Jeśli masz ochotę na taki i chciałbyś dowiedzieć się więcej na jego temat, możesz sprawdzić to:

Grove – 12-bitowy magnetyczny czujnik położenia obrotowego / enkoder (AS5600)

Na podstawie A5600, ten magnetyczny czujnik położenia obrotowego jest nie tylko zdolny do bezdotykowego wykrywania potrzeb zbliżeniowych, ale posiada również znaczące zalety w stosunku do zwykłych enkoderów. Precyzyjny, programowalny i ekonomiczny, jest to opcja, którą warto rozważyć!

Chcesz dowiedzieć się więcej? Możesz przejść do naszej strony produktu, aby uzyskać więcej informacji!

Czujnik zbliżeniowy LiDAR

LiDar, w skrócie Light Detection and Ranging, jest technologią wykrywania wyższej klasy, która zapewnia doskonały maksymalny zasięg wykrywania z szybkimi częstotliwościami aktualizacji. Jedynym głównym minusem jest koszt, który może być zbyt wysoki dla przeciętnego konsumenta.

Nie bój się jednak, tutaj w Seeed, oferujemy mini czujnik zbliżeniowy LiDAR, który jest bardzo przystępny cenowo!

Zainteresowany, aby dowiedzieć się więcej na ten temat? Możesz udać się na naszą stronę produktu!

Podsumowanie

Podsumowując, oto czujniki zbliżeniowe w porównaniu z ich zalecanymi zastosowaniami:

	Indukcyjne	Kapacytowe	Ultradźwiękowe	IR
Czujnik Obiekt	Tylko metal	Przedmioty metalowe i niemetalowe W tym ciecze, proszki, i granulowane	Obiekty o prostych powierzchniach	Obiekty o prostych/skomplikowanych powierzchniach
Zakres wykrywania Zasięg	Krótki	Krótki	Długi	Długi
Zastosowania	Użytki przemysłowe: Maszyny, Automaty	Użytki przemysłowe: Maszyny, Automatyka Ciecz i wilgoć Czujniki dotykowe	Pomiar odległości Anemometry do wykrywania prędkości i kierunku wiatru Automatyzacja procesów produkcyjnych Detekcja płynów Unmanned aerial vehicles (UAVs) do monitorowania obiektów Robotyka	Licznik sztuk Systemy bezpieczeństwa, takie jak nadzór, alarmy przeciwwłamaniowe itp. Aplikacje monitorowania i kontroli
Środowisko	Przystosowane do użycia w trudnych warunkach środowiskowych (w pewnym stopniu)	Niezwykle odpowiednie do użycia w trudnych warunkach środowiskowych	Przystosowany do pracy w trudnych warunkach środowiskowych (Nie nadaje się do pracy w próżni)	Nie nadaje się do pracy w trudnych warunkach środowiskowych

Dla czujnika zbliżeniowego kompatybilność z Arduino, Możesz wziąć pod uwagę zalecane produkty Seeed dla każdego typu czujnika zbliżeniowego! Pozwoli to zaoszczędzić czas przy próbach samodzielnego wykonania jednego z nich!

• Zalecenie dotyczące czujnika indukcyjnego:
  • Grove – 2-Channel Inductive Sensor (LDC1612)
• Rekomendacja czujnika pojemnościowego:
  • Grove – Capacitive Moisture Sensor (Corrosion Resistant)
  • Grove – 12 Key Capacitive I2C Touch Sensor V2 (MPR121)
• Zalecenie czujnika ultradźwiękowego:
  • Grove – Ultrasonic Sensor
• Rekomendacja czujnika IR:
  • Grove – 80cm Infrared Proximity Sensor

.