Cảm biến quang là một loại thiết bị được sử dụng khá phổ biến hiện nay trên thị trường. Việc ngày càng có nhiều công nghệ tiên tiến thay thế con người thì các cảm biến cũng được sử dụng đến nhiều hơn trong sản xuất và chế tạo. Cùng mình tìm hiểu về thiết bị cảm biến quang qua bài viết dưới đây nhé.
Thiết bị cảm biến quang là gì ?
Như thường lệ thì trước khi vào nội dung chính chúng ta sẽ tìm hiểu sơ lược về dòng cảm biến này trước nhé. Cảm biến quang (tên tiếng anh là Photoelectric Sensor) là tổ hợp của các linh kiện quang điện. Thiết bị này khi tiếp xúc với ánh sáng chúng sẽ thay đổi trạng thái, cảm biến quang sử dụng ánh sáng phát ra từ bộ phận phát để phát hiện sự hiện diện của vật thể.
Khi có sự thay đổi ở bộ phận thu thì mạch điều khiển của cảm biến quang sẽ cho ra tín hiệu ở ngõ OUT. Cảm biến quang là thiết bị đóng vai trò rất quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa. Nếu không có cảm biến quang thì khó mà có được tự động hóa, giống như làm việc mà không nhìn được vậy.
>>>Xem thêm: Công nghệ nhiệt điện áp dụng trong thời đại công nghệ
Cấu tạo của cảm biến quang là gì ?
Thông thường thì với một cảm biến quang chúng ta sẽ có 3 bộ phận chính bao gồm bộ phận phát sáng, bộ phận thu sáng và mạch xử lý tín hiệu đầu ra. Các bạn có thể tham khảo hình ảnh bên dưới để có thể dễ dàng hình dung hơn.
Bộ phận thu sáng của thiết bị cảm biến quang:
Thông thường đối với một cảm biến quang thì bộ thu sáng là một phototransistor hay còn gọi là tranzito quang. Bộ phận này cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện tỉ lệ. Hiện nay nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Mạch này tích hợp tất cả bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý và chức năng vào một vi mạch (IC). Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát (như trường hợp của loại thu-phát), hoặc ánh sáng phản xạ lại từ vật bị phát hiện (trường hợp phản xạ khuếch tán).
Bộ phận phát sáng:
Hầu hết thì các loại cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED và ánh sáng được phát ra thường sẽ theo dạng xung. Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phân biệt được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ các nguồn khác (như ánh nắng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng). Các loại LED thông dụng nhất là LED đỏ, LED hồng ngoại hoặc LED lazer. Một số dòng cảm biến đặc biệt dùng LED trắng hoặc xanh lá. Ngoài ra thì trong một số trường hợp chúng ta cũng có thể thấy loại LED vàng.
Mạch xử lý tín hiệu đầu ra:
Mạch đầu ra chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranzito quang thành tín hiệu ON/OFF được khuếch đại. Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng được xác định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt. Mặc dù một số loại cảm biến thế hệ trước tích hợp mạch nguồn và dùng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ-le (relay) vẫn khá phổ biến, ngày nay các loại cảm biến chủ yếu dùng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN). Một số cảm biến quang còn có cả tín hiệu tỉ lệ ra phục vụ cho các ứng dụng đo đếm.
Có bao nhiêu loại cảm biến quang thông dụng:
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại cảm biến quang khác nhau, tuy nhiên thì theo mình thấy chỉ có 3 loại là dễ dàng bắt gặp nhất. Cụ thể đó là:
Cảm biến quang khuếch tán (diffuse reflection sensor):
Đặc điểm của cảm biến:
Thiết bị cảm biến quang phản xạ khuếch tán là loại cảm biến có bộ thu và phát chung. Thường được dùng để phát hiện các vật thể trên hệ thống máy móc tự động. Giám sát các thiết bị đã được lắp đúng vị trí hay chưa. Đặc điểm nổi bật là bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc, khoảng cách tối đa 2m. Các bạn có thể dễ dàng bắt gặp chúng trong các dây chuyền sản xuất, đóng gói sản phẩm cũng như đếm các sản phẩm để cho vào một thùng hay bộ lô.
Nguyên lý hoạt động như sau :
Cảm biến dạng này sẽ hoạt động theo 2 trạng thái duy nhất đó là:
- Trạng thái báo phát hiện vật cản: cảm biến phát ánh liên tục từ bộ phát đến bề mặt vật cản. Ánh sáng phản xạ đi ngược về vị trí thu sáng
- Trạng thái không vật cản: Khi không có vật cản đi vào, ánh sáng không phản xạ về vị trí thu được hoặc bề mặt vật không phản xạ ánh sáng về vị trí thu.
>>>xem thêm: Thiết bị repeater wifi là gì? Những điều bạn cần biết
Cảm biến quang thu phát chung (through – beam sensor):
Đặc điểm của cảm biến:
Loại cảm biến quang thu phát độc lập là cảm biến ánh sáng không phản xạ, để hoạt động được cần một con phát ánh sáng và một con thu ánh sáng lắp đối diện với nhau. Đặc điểm của dòng cảm biến này là không bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc, khoảng cách phát hiện đến 60m.
Nguyên lý hoạt động như sau:
Loại cảm biến này cũng hoạt động theo 2 trạng thái duy nhất đó là:
- Trạng thái không có vật cản: cảm biến phát ánh sáng và cảm biến thu ánh sáng. Quá trình phát và thu ánh sáng liên tục với nhau
- Trạng thái có vật cản: cảm biến phát vẫn phát ánh sáng nhưng cảm biến thu ánh sáng không thu được ánh sáng (bị vật cản che chắn)
Bài viết trên đã cho các bạn biết về Thiết bị cảm biến quang, Cảm ơn các bạn đã xem qua bài viết của mình nhé.
>>Xem thêm: Công nghệ mạng LTE và những điều bạn cần nên biết
Lộc Đạt-tổng hợp
Tham khảo ( baoanjsc, congnghedoluong, … )