Cảm biến quang

Cảm biến quang

Cảm biến quang là một loại một thiết bị có khả năng nhận biết được hầu hết các vật ngoại trừ các vật trong suốt như thủy tinh… Chúng có thể nhận biết được vật với khoảng cách ở xa ( ngược với cảm biến điện dung và cảm biến cảm ứng từ), và chúng có thể nhận biết được vật trong môi trường chân không( ngược với cảm biến siêu âm)

Phần điều khiển của cảm biến quang bao gồm phần phát (nguồn sáng), phần thu để nhận ra ánh sáng do bên phát phát ra kết hợp với mạch so sánh và khuếch đại tín hiệu.

Ánh sáng sử dụng trong cảm biến quang là ánh sáng hồng ngoại đã được điều chế và được phát ra bởi diode phát quang (LED) với tần số từ 5 đến 30KHz.

Cảm biến quang được chia làm 3 loại chính:

Thru -Beam 

Cảm biến loại Thru – Beam gồm hai đầu riêng biệt được gắn ở hai phía đối diện nhau. Đầu phát sẽ phát ra chùm tia hội tụ thông qua một thấu kính hướng tới bên thu.

Bình thường khi không có vật che tia sáng thì đầu thu sẽ nhận ra ánh sáng do đầu phát phát ra, lúc này ngõ ra của cảm biến sẽ không tác động. Tuy nhiên khi có một vật băng ngang qua giữa đầu phát và đầu thu khi đó tia sáng sẽ bị che làm cho đầu thu không nhận ra ánh sáng do đầu phát phát ra lúc này cảm biến sẽ tác động làm thay đổi trạng thái ngõ ra.

Cảm biến loại này thường được sử dụng ở nơi công cộng như bảo tàng, bãi đỗ xe… nhằm phát hiện ra sự di chuyển của một vật.

Trong công nghiệp hai đầu của cảm biến được gắn hai phía đối diện nhau của băng tải nhằm phát hiện sự di chuyển của vật trên băng tải.

Khoảng cách tối đa mà cảm biến loại này có thể nhận ra được vật cản là khoảng 100m.

Diffuse Reflective

Cảm biến Diffuse Reflective là loại cảm biến tiệm cận có phần phát và phần thu được đặt trên cùng một khối. Ánh sáng từ phần phát phát ra đập vào vật và phản xạ lại ánh sáng kiểu khuếch tán. Nếu phần thu nhận đủ lượng ánh sáng phản xạ cần thiết, trạng thái ngõ ra sẽ tác động. Nếu không có vật cản thì không có ánh sáng phản xạ lại, phần thu không nhận đủ lượng ánh sáng phản xạ cần thiết, trạng thái ngõ ra sẽ không tác động.

Cảm biến loại này tiện lợi hơn loại cảm biến Thru – beam bởi vì phần phát và phần thu được đặt chung cùng một vỏ nên đấu dây đơn giản. Tuy nhiên loại cảm biến này không nhận ra những vật cản có bề mặt mờ đục hay vật cản có bề mặt phản xạ ánh sáng kém.

Khoảng cách tối đa mà cảm biến loại này có thể nhận ra được vật cản là khoảng 1m.

Retro – reflective

Cảm biến Retro – reflective có phần phát và phần thu được đặt chung cùng một vỏ giống cảm biến loại diffuse reflective nhưng nguyên lý hoạt động giống loại Thru – Beam. Ánh sáng từ phần phát sẽ được chiếu thẳng đến một gương phản xạ và ánh sáng phản xạ về phần thu. Khi có một vật che đường ánh sáng thì ngõ ra của cảm biến sẽ tác động, ngược lại nếu không có vật che đường ánh sáng thì ngõ ra cảm biến sẽ không tác động.

Cảm biến loại này có thể nhận biết được các loại vật cản, tuy nhiên khi sử dụng cảm biến loại này chúng ta cần sử dụng gương phản xạ đồng bộ với cảm biến do nhà sản xuất cung cấp để phát huy hiệu quả của cảm biến.

Khoảng cách tối đa mà cảm biến loại này có thể nhận ra được vật cản là khoảng 10m.

Một số ứng dụng thực tế