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Induttivo, Capacitivo, Ultrasonico, IR? Questi sono i tipi comuni di sensori di prossimità utilizzati oggi per varie applicazioni, che vanno dal rilevamento di prossimità di Andriod e iPhone, alla misurazione della distanza, al rilevamento di oggetti, con Arduino. Quindi, sceglierne uno che sia facilmente collegabile, accurato e affidabile è molto importante per soddisfare gli usi previsti.

In questa guida, coprirò i vari tipi di sensori di prossimità, i suoi usi e il prezzo, con raccomandazioni per rendere la vostra decisione più facile!

Questa guida coprirà i seguenti componenti:

• Cosa sono i sensori di prossimità?
• Tipi di sensori di prossimità
• Come scegliere un sensore di prossimità
• Menzioni d’onore
• Sensore di prossimità a confronto (Sommario)

I sensori di prossimità sono sensori che rilevano il movimento/presenza di oggetti senza contatto fisico e trasmettono le informazioni acquisite in un segnale elettrico. Può anche essere definito come un interruttore di prossimità, una definizione data dal Japanese Industrial Standards (JIS) a tutti i sensori di rilevamento senza contatto

• Sembra complesso? Sensore di prossimità significa semplicemente: un sensore che rileva, cattura e trasmette informazioni senza alcun contatto fisico!

Caratteristiche del sensore di prossimità

Per capire meglio in cosa consiste il sensore di prossimità, diamo uno sguardo alle sue caratteristiche. Di seguito le sue caratteristiche, con alcune viste in modo unico rispetto ai tradizionali sensori ottici/di contatto:

Rilevamento senza contatto

Il rilevamento di prossimità senza contatto permette il rilevamento senza toccare l’oggetto, assicurando che l’oggetto rimanga ben condizionato

Non influenzato dalle condizioni della superficie

I sensori di prossimità non sono quasi influenzati dai colori della superficie degli oggetti, dal momento che rileva principalmente i cambiamenti fisici

Adattabilità ad una vasta gamma di applicazioni

I sensori di prossimità sono adatti a condizioni di umidità e all’uso in un ampio intervallo di temperature, a differenza del rilevamento ottico tradizionale.

I sensori di prossimità sono applicabili anche nei telefoni, che si tratti di dispositivi Andriod o IOS. Consiste in una semplice tecnologia IR che accende e spegne il display in base al vostro utilizzo. Per esempio, spegne il tuo display quando una telefonata è in corso, in modo da non attivare accidentalmente qualcosa mentre lo metti vicino alle guance!

Lunga vita di servizio

Siccome un sensore di prossimità utilizza uscite a semiconduttore, non ci sono parti mobili dipendenti dal ciclo operativo. Pertanto, la sua vita utile tende ad essere più lunga rispetto ai sensori tradizionali!

Tasso di risposta ad alta velocità

Rispetto agli interruttori dove il contatto è richiesto per il rilevamento, i sensori di prossimità offrono un tasso di risposta a velocità più elevata.

Tipi di sensori di prossimità

Ora che abbiamo capito cosa sono i sensori di prossimità, ci immergiamo ulteriormente nei vari tipi; ognuno ben adatto alle sue applicazioni e ambienti specifici.

Pronto? Ecco il riepilogo dei diversi tipi di sensori di prossimità!

Sensori di prossimità induttivi

I sensori di prossimità induttivi sono sensori senza contatto utilizzati per rilevare solo oggetti metallici. Si basano sulla legge dell’induzione, pilotando una bobina con un oscillatore una volta che un oggetto metallico si avvicina.

Ha due versioni e comprende 4 componenti principali:

Versioni:

• Non schermato: Il campo elettromagnetico generato dalla bobina non è limitato, consentendo distanze di rilevamento maggiori e più ampie
• Shielded: Il campo elettromagnetico generato è concentrato nella parte anteriore, dove i lati della bobina del sensore sono coperti

Componenti:

• Comprende 4 componenti principali come si vede nell’immagine; bobina, oscillatore, trigger di Schmitt e circuito di commutazione di uscita

Come funziona il sensore di prossimità induttivo?

1. Una corrente alternata viene fornita alla bobina, generando un campo di rilevamento elettromagnetico
2. Quando un oggetto metallico si avvicina al campo magnetico, le correnti parassite si accumulano e provocano cambiamenti nell’induttanza della bobina
3. Quando l’induttanza della bobina cambia, il circuito che è stato continuamente monitorato, attiverà l’interruttore di uscita del sensore

*Nota: Anche quando un obiettivo non è presente, i sensori induttivi continuano ad oscillare. L’interruttore viene attivato solo quando è presente un oggetto.

Applicazioni comuni:

• Usi industriali
  • Macchine di automazione della produzione che contano prodotti, trasferimenti di prodotti
• Usi di sicurezza
  • Rilevamento di oggetti metallici, armeria, mine, ecc.

Svantaggi dei sensori di prossimità induttivi

• Rilevamento senza contatto
• Adattabilità all’ambiente; resistente alle condizioni comuni viste nelle aree industriali come polvere e sporcizia
• Capace e versatile nel rilevamento di metalli
• Considerevolmente economico quando si tratta di prezzo
• Nessuna parte mobile, garantendo una maggiore durata

Svantaggi dei sensori di prossimità induttivi

• Mancanza di portata di rilevamento, con una media di portata massima fino a 80mm
• Possono rilevare solo oggetti metallici
• Le prestazioni possono essere influenzate da condizioni esterne; temperature estreme,
  fluidi da taglio o prodotti chimici

Sensori induttivi offerti da Seeed

Grove – Sensore induttivo a 2 canali (LDC1612)

Qui da Seeed, offriamo questo sensore induttivo, dove permette di realizzare i vantaggi di prestazioni e affidabilità del rilevamento induttivo a costi e potenza minimi.

Espandendo oltre il semplice rilevamento di prossimità, il suo Arduino compatibile con la capacità di applicazioni di rilevamento remoto e molte altre possibilità!

Interessato a saperne di più? Puoi andare alla nostra pagina dei prodotti per saperne di più!

Sensori di prossimità capacitivi

I sensori di prossimità capacitivi sono sensori senza contatto che rilevano oggetti metallici e non metallici, compresi liquidi, polveri e granuli. Funzionano rilevando un cambiamento di capacità.

Similmente ai sensori induttivi, consiste in un oscillatore, un trigger Schmitt e un circuito di commutazione di uscita. L’unica differenza è che comprende 2 piastre di carica (1 interna, 1 esterna) per la capacitazione:

• Lastra interna collegata all’oscillatore
• Lastra esterna (elettrodi del sensore) usata come superficie di rilevamento

Come funzionano i sensori di prossimità capacitivi?

1. Il sensore di prossimità capacitivo produce un campo elettrostatico
2. Quando un oggetto (conduttivo/non conduttivo) si avvicina all’area di rilevamento, la capacità di entrambe le piastre aumenta, con conseguente guadagno di ampiezza dell’oscillatore
3. Il guadagno di ampiezza risultante attiva l’interruttore di uscita del sensore

*Nota: I sensori capacitivi oscillano solo quando l’oggetto target è presente

Applicazioni comuni:

• Usi industriali
  • Macchine di automazione della produzione che contano prodotti, trasferimenti di prodotti
  • Processi di riempimento, tubazioni, inchiostri, ecc.
  • Livello dei fluidi, composizione, e pressione
• Controllo dell’umidità
• Rilevamento non invasivo del contenuto
• Applicazioni touch

Svantaggi dei sensori di prossimità capacitivi

• Rilevamento senza contatto
• Una vasta gamma di materiali che possono essere rilevati
• In grado di rilevare oggetti attraverso pareti nonmetalliche con la sua ampia banda di sensibilità
• Ben adatto ad essere utilizzato in un ambiente industriale
• Contiene un potenziometro che permette agli utenti di regolare la sensibilità del sensore, in modo che solo gli oggetti desiderati vengano rilevati
• Nessuna parte in movimento, garantendo una maggiore durata

Svantaggi dei sensori di prossimità capacitivi

• Relativamente bassa gamma, anche se incrementale rispetto ai sensori induttivi
• Prezzo più elevato rispetto ai sensori induttivi

Sensori capacitivi offerti da Seeed

Grove – Sensore di umidità capacitivo (resistente alla corrosione)

Da quando abbiamo capito che i sensori di prossimità capacitivi sono in grado di controllare l’umidità, avremo, ovviamente, bisogno di un sensore per le sue applicazioni!

E’ qui che entra in gioco The Grove – Sensore capacitivo di umidità (resistente alla corrosione). Si tratta di un sensore di umidità del suolo basato sulle variazioni di capacità. Rispetto ai sensori resistivi, non solo è resistente alla corrosione, ma offre una vasta gamma di applicazioni!

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

Hai bisogno di un modulo che faccia più di un semplice rilevamento di prossimità capacitivo? Abbiamo proprio questo!

Il Grove – 12 Key Capacitive I2C Touch Sensor V2 (MPR121) è un modulo 3-in-1 con le seguenti caratteristiche: Rilevamento della capacitanza, rilevamento del tocco e rilevamento di prossimità.

Per saperne di più, puoi andare alla nostra pagina del prodotto qui!

Sensori di prossimità a ultrasuoni

Il terzo di questa lista è il sensore di prossimità a ultrasuoni, che rileva la presenza di oggetti attraverso l’emissione di ultrasuoni ad alta frequenza. Lo fa attraverso la conversione di energia elettrica. Similmente ai sensori capacitivi, può rilevare oggetti in solido, liquido, granulare o granulare pure.

Probabilmente il più semplice tra tutti, comprende solo un trasmettitore ultrasonico e un ricevitore ultrasonico.

Come funziona il sensore di prossimità a ultrasuoni?

1. Il trasduttore sonico emette onde sonore
2. Le onde sonore rimbalzano sull’oggetto
3. L’onda che ha rimbalzato viene poi riportata al sensore
4. Tempo che ha impiegato per emettere e ricevere le onde sonore viene poi usato per determinare la distanza/vicinanza

Applicazioni comuni

• Misura della distanza
• Anemometri per la velocità del vento e direzione del vento
• Processi di produzione automatizzati
• Rilevamento di fluidi
• Veicoli aerei senza equipaggio (UAV) per il monitoraggio di oggetti
• Robotica

Vantaggi dei sensori di prossimità a ultrasuoni

• Rilevamento senza contatto
• Non influenzato dal colore e dalla trasparenza dell’oggetto
• Non influenzato dalle condizioni ambientali esterne, soluzione affidabile
  • Funziona bene in luoghi con condizioni estreme
  • Può essere usato in ambienti bui
• Basso consumo di corrente

Svantaggi di un sensore di prossimità ad ultrasuoni

• Raggio d’azione limitato, anche se capace di un raggio più alto rispetto ai sensori induttivi e capacitivi
• Non funziona nel vuoto perché i sensori a ultrasuoni funzionano tramite onde sonore
• Non sono in grado di misurare la distanza di oggetti morbidi o con texture estreme

Sensori a ultrasuoni offerti da Seeed

Grove – Sensore a ultrasuoni: Versione migliorata del HC-SR04

Realizzato con significativi vantaggi rispetto al tradizionale sensore a ultrasuoni HC-SR04, il Grove – Ultrasonic Sensor è il modulo a ultrasuoni perfetto non solo per il rilevamento di prossimità, ma anche per la misurazione della distanza e il rilevamento a ultrasuoni. Puoi controllare le seguenti risorse:

• Pagina del prodotto
• Blog Post sulle sue caratteristiche, confronti con HC -SR04

Sensore di prossimità IR

IR, in breve per infrarossi, rileva la presenza di un oggetto emettendo un fascio di luce infrarossa. Funziona in modo simile ai sensori a ultrasuoni, anche se invece di usare le onde sonore, viene trasmesso l’IR.

I sensori di prossimità a infrarossi sono costituiti da un LED IR che emette, e un rilevatore di luce per il rilevamento della riflessione. Ha un circuito di elaborazione del segnale incorporato che determina un punto ottico sul PSD.

Come funzionano i sensori di prossimità IR?

1. La luce infrarossa viene emessa dall’emettitore IR LED
2. Il fascio di luce colpisce l’oggetto e viene riflesso in un angolo
3. La luce riflessa raggiunge il rilevatore di luce
4. Il sensore nel rilevatore di luce determina la posizione/distanza dell’oggetto riflettente

Applicazioni comuni

• Misura della distanza
• Contatore di oggetti; quando l’oggetto taglia la luce radiante, conta come uno
• Sistemi di sicurezza come sorveglianza, antifurto, ecc.
• Applicazioni di monitoraggio e controllo

Svantaggi dei sensori di prossimità IR

• Rilevamento senza contatto
• Applicabile per usi diurni e notturni
• Comunicazione sicura attraverso una linea di vista
• In grado di misurare la distanza da oggetti morbidi a differenza dei sensori di prossimità ad ultrasuoni
• La precisione del sensore ad infrarossi non è influenzata dalla corrosione o dall’ossidazione

Svantaggi dei sensori di prossimità IR

• Interessati dalle condizioni ambientali e dagli oggetti duri, implica l’impossibilità di utilizzo attraverso muri o porte
• Richiede una linea di vista tra trasmettitore e ricevitore per la comunicazione
• Le prestazioni diminuiscono su distanze maggiori

Sensore di prossimità a infrarossi offerto da Seeed

Grove – Sensore di prossimità a infrarossi da 80cm

Basato sul SHARP GP2Y0A21, questo sensore di prossimità a infrarossi è una scelta popolare che raccomando a chiunque stia cercando una misurazione accurata della distanza oltre le alternative.

Confezionato in un piccolo pacchetto con un basso consumo energetico, questo sensore di prossimità IR permette una lettura continua della distanza con una gamma da 10cm a 80cm!

Interessato a saperne di più? Puoi controllare le seguenti risorse:

• Pagina del prodotto
• Post del blog sulle sue caratteristiche, guida Arduino

Come scegliere un sensore di prossimità adatto

Ora per aiutarti a scegliere uno adatto tra i quattro, ho fornito i criteri che dovresti considerare quando fai una selezione del sensore di prossimità.

Tuttavia, come sempre, dovrai prima considerare il tuo scopo; per cosa stai cercando di usarlo in primo luogo.

Sensore di prossimità Crieria	Come scegliere	Adeguatezza del sensore
Requisiti dell’oggetto	Da un’occhiata all’oggetto su cui hai intenzione di usare un sensore di prossimità Considera i seguenti fattori: Colore dell’oggetto Forma dell’oggetto Materiale dell’oggetto	Più adatto ai requisiti di oggetti complessi: Sensore di prossimità IR Non adatto per requisiti complessi dell’oggetto: Sensore di prossimità a ultrasuoni
Ambiente di rilevamento	Da un’occhiata all’ambiente in cui si intende rilevare l’oggetto Considera i seguenti fattori: Pulizia Temperatura Umidità	Adatto per ambienti difficili: Capacitivo (il più adatto) Induttivo Ultrasonico Non adatto per ambienti difficili: Sensore di prossimità IR
Raggio d’azione/Distanza	Vedi se il tuo oggetto sarà posto vicino alla faccia del sensore Considera i seguenti fattori: Distanza tra l’oggetto posizionato e il sensore (lontano o vicino)	Adatti per il rilevamento a distanza ravvicinata: Sensori di prossimità induttivi e capacitivi Adatti per il rilevamento a lunga distanza: Sensori di prossimità a ultrasuoni e IR

Un ulteriore fattore da notare è il sistema elettrico con cui stai integrando il sensore di prossimità. Che si tratti di un carico elettrico (NPN/PNP) o di un’alimentazione di tensione (AC/DC), il sensore deve funzionare con i controlli di sistema che stai eseguendo.

Menzioni d’onore

Ora che ho coperto i criteri per la considerazione del sensore di prossimità, ecco una lista di alcune menzioni d’onore che vale ancora la pena dare un’occhiata!

Sensore di prossimità fotoelettrico

I sensori di prossimità fotoelettrici sono quelli che utilizzano la tecnologia fotoelettrica di fascia alta, emettono un raggio di luce che è in grado di rilevare tutti i tipi di oggetti!

Ha i seguenti 3 modelli diversi: riflettente, a sbarramento e retroriflettente. Ogni modello offre diversi metodi di emissione della luce, anche se sono tutti altamente efficienti quando si tratta di rilevare la distanza.

Se sei interessato a questa tecnologia di rilevamento di prossimità, puoi controllare questo sensore che la integra in un piccolo pacchetto:

PSK-CM8JL65-CC5 Infrared Distance Measuring Sensor

Magnetic Proximity Sensor

I sensori di prossimità magnetici sono dispositivi di prossimità utilizzati per rilevare oggetti magnetici attraverso i loro grandi campi di rilevamento. Uno tipico incorpora una lama di vetro e metallo, permettendo una rapida magnetizzazione!

Anche se si limita a percepire i magneti, è comunque ottimo per il suo basso costo, lungo raggio e piccole dimensioni.

Se ne hai voglia e vuoi saperne di più, puoi dare un’occhiata a questo:

Grove – Sensore / Encoder di posizione rotativo magnetico a 12 bit (AS5600)

Basato sull’A5600, questo sensore di posizione rotativo magnetico non è solo capace di rilevare le necessità di prossimità senza contatto, ma contiene anche vantaggi significativi rispetto ai normali encoder. Preciso, programmabile e conveniente, è un’opzione da considerare!

Interessato a saperne di più? Puoi andare alla nostra pagina del prodotto per maggiori informazioni!

Sensore di prossimità LiDAR

LiDar, in breve per Light Detection and Ranging, è una tecnologia di rilevamento di fascia alta che fornisce un eccellente campo di rilevamento massimo con velocità di aggiornamento veloce. L’unico svantaggio principale è il costo, dove può essere troppo costoso per il consumatore medio.

Non temere però, qui a Seeed, offriamo un mini sensore di prossimità LiDAR che è molto conveniente!

Interessato a saperne di più? Puoi andare alla nostra pagina del prodotto!

Sommario

Per riassumere, ecco i sensori di prossimità confrontati con i loro usi raccomandati:

	Induttivo	Capacitivo	Ultrasonico	IR
Sensing Object	Solo metallo	Oggetti metallici e non metallici Inclusi liquidi, polveri, e granulare	Oggetto con superfici semplici	Oggetto con superfici semplici/complicate
Rilevamento Gamma	Corto	Corto	Lungo	Lungo
Applicazioni	Usi industriali: Macchinari, Automazioni	Usi industriali: Macchinari, Automazioni Liquido e umidità Rilevamento tattile	Misura della distanza Anemometri per il rilevamento della velocità e direzione del vento Automazione processi di produzione Rilevamento fluidi Veicoli aerei senza equipaggio (UAV) per il monitoraggio di oggetti Robotica	Contatore articoli Sistemi di sicurezza come sorveglianza, allarmi antifurto, ecc. Applicazioni di monitoraggio e controllo
Ambiente	Adatto ad essere usato in condizioni ambientali difficili (in parte)	Estremamente adatto ad essere usato in condizioni ambientali difficili	Adatto a condizioni ambientali difficili (Non adatto ad essere usato nel vuoto)	Non adatto ad essere usato in condizioni ambientali difficili

Per la compatibilità del sensore di prossimità Arduino, Potete considerare i prodotti Seeed raccomandati coperti per ogni tipo di sensore di prossimità! Questo ti farà risparmiare tempo nel cercare di crearne uno da solo!

• Raccomandazione sensore induttivo:
  • Grove – Sensore induttivo a 2 canali (LDC1612)
• Raccomandazione sensore capacitivo:
  • Grove – Sensore di umidità capacitivo (resistente alla corrosione)
  • Grove – Sensore tattile capacitivo I2C a 12 tasti V2 (MPR121)
• Sensore a ultrasuoni consigliato:
  • Grove – Sensore a ultrasuoni
• Raccomandazione sensore IR:
  • Grove – Sensore di prossimità a infrarossi da 80cm