Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta đã quen với việc triển khai các các loại mạch cảm biến sử dụng các loại cảm biến khác nhau như Cảm biến hồng ngoại , cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến PIR, v.v. Thông thường, chúng tôi quan sát hệ thống mở cửa tự động dựa trên mạch cảm biến PIR, hệ thống đèn đường tự động dựa trên mạch cảm biến LDR, mạch cảm biến áp điện dựa trên hệ thống phát điện , Hệ thống tín hiệu giao thông dựa trên mạch cảm biến hồng ngoại, hệ thống phát hiện chướng ngại vật dựa trên mạch cảm biến siêu âm, v.v.
Ở đây, trong bài viết này, chúng ta hãy cùng nhau thảo luận về mạch cảm biến tiệm cận đơn giản và hoạt động. Tuy nhiên, trước khi thảo luận chi tiết về cảm biến tiệm cận, chủ yếu, chúng ta phải biết thực sự cảm biến tiệm cận có nghĩa là gì?
Cảm biến tiệm cận
Một cảm biến có thể được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của các đối tượng xung quanh nó mà không cần tiếp xúc vật lý được gọi là cảm biến tiệm cận. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng trường điện từ hoặc chùm bức xạ điện từ trong đó trường hoặc tín hiệu quay trở lại thay đổi trong trường hợp có sự hiện diện của bất kỳ vật thể nào xung quanh nó. Đối tượng được cảm biến khoảng cách này gọi là mục tiêu.
Cảm biến tiệm cận
Do đó, nếu chúng ta thảo luận về các loại mục tiêu khác nhau như mục tiêu nhựa, mục tiêu kim loại, v.v. đòi hỏi các loại cảm biến tiệm cận khác nhau như cảm biến tiệm cận điện dung hoặc cảm biến tiệm cận quang điện, cảm biến tiệm cận cảm ứng, cảm biến tiệm cận từ tính, v.v. Phạm vi mà cảm biến độ gần có thể phát hiện một đối tượng được gọi là phạm vi danh định. Không giống như các cảm biến khác, cảm biến tiệm cận có tuổi thọ cao và có độ tin cậy rất cao vì không có bộ phận cơ học cũng như không có tiếp xúc vật lý giữa cảm biến và đối tượng được cảm biến.
Sơ đồ mạch cảm biến tiệm cận
Sơ đồ khối mạch cảm biến tiệm cận
Hãy để chúng tôi thảo luận về mạch cảm biến tiệm cận cảm ứng được sử dụng thường xuyên nhất trong nhiều ứng dụng. Sơ đồ mạch cảm biến tiệm cận được hiển thị trong hình trên bao gồm các khối khác nhau như khối dao động, cuộn cảm ứng điện , bộ nguồn, bộ điều chỉnh điện áp, v.v.
Nguyên tắc làm việc của cảm biến tiệm cận
Mạch cảm biến tiệm cận cảm ứng được sử dụng để phát hiện các vật thể kim loại và mạch không phát hiện bất kỳ vật thể nào ngoài kim loại. Sơ đồ mạch cảm biến tiệm cận ở trên đại diện cho trường được tạo ra bởi cuộn dây, được tạo ra bằng cách cung cấp Nguồn cấp . Bất cứ khi nào, trường này bị nhiễu do phát hiện bất kỳ vật thể kim loại nào (khi một vật thể kim loại đi vào trường này), thì một dòng điện xoáy sẽ được tạo ra để lưu thông trong mục tiêu.
Sơ đồ mạch cảm biến tiệm cận khi mục tiêu được phát hiện
Do đó, tải sẽ gây ra trên cảm biến làm giảm biên độ trường điện từ. Nếu vật thể kim loại (được gọi là mục tiêu, như chúng ta đã thảo luận trước đó trong bài viết này) được di chuyển về phía cảm biến tiệm cận , khi đó dòng điện xoáy sẽ tăng theo. Do đó, tải trên bộ dao động sẽ tăng lên, làm giảm biên độ trường.
Khối kích hoạt ở vùng lân cận mạch cảm biến được sử dụng để theo dõi biên độ của bộ dao động và ở các mức cụ thể (mức xác định trước), mạch kích hoạt bật hoặc tắt cảm biến (ở điều kiện bình thường). Nếu vật hoặc mục tiêu bằng kim loại được di chuyển ra xa cảm biến tiệm cận, thì biên độ của dao động sẽ tăng lên.
Dạng sóng dao động của cảm biến tiệm cận
Dạng sóng của bộ dao động cảm biến tiệm cận quy nạp khi có mục tiêu và khi không có mục tiêu có thể được biểu diễn như trong hình trên.
Mạch cảm biến tiệm cận Điện áp hoạt động
Ngày nay, các cảm biến tiệm cận cảm ứng có sẵn với các điện áp hoạt động khác nhau. Các cảm biến tiệm cận cảm ứng này có sẵn ở các chế độ AC, DC và AC / DC (chế độ phổ quát). Phạm vi hoạt động của mạch cảm biến tiệm cận là từ 10V đến 320V DC và 20V đến 265V AC.
Hệ thống dây mạch cảm biến tiệm cận
Việc đấu dây mạch cảm biến tiệm cận được thực hiện như hình bên dưới. Tùy thuộc vào tình trạng bóng bán dẫn Dựa trên sự vắng mặt của mục tiêu, các đầu ra của cảm biến tiệm cận được coi là NC (thường đóng) hoặc NO (thường mở).
Hệ thống dây mạch cảm biến tiệm cận
Nếu đầu ra PNP thấp hoặc tắt trong khi mục tiêu vắng mặt, thì chúng ta có thể coi thiết bị như được mở bình thường. Tương tự, nếu đầu ra PNP cao hoặc bật trong khi mục tiêu vắng mặt, thì chúng ta có thể coi thiết bị như thường đóng.
Kích thước mục tiêu của mạch cảm biến tiệm cận
Bề mặt phẳng và nhẵn với độ dày 1mm và được làm bằng thép nhẹ có thể được coi là mục tiêu tiêu chuẩn. Có nhiều loại thép khác nhau, trong đó thép có sẵn và thép nhẹ được làm bằng thành phần của cacbon và sắt (hàm lượng cao hơn). Mục tiêu tiêu chuẩn có cảm biến được che chắn sẽ có các cạnh bằng với đường kính của mặt cảm biến. Các mặt của mục tiêu có cảm biến không được che chắn bằng với đường kính lớn hơn trong số hai, tức là đường kính của mặt cảm biến hoặc tăng gấp ba lần phạm vi hoạt động định mức.
Kích thước mục tiêu của mạch cảm biến tiệm cận
Mặc dù kích thước của mục tiêu lớn hơn mục tiêu tiêu chuẩn, nhưng sẽ không có sự thay đổi trong phạm vi phát hiện. Nhưng, nếu kích thước của mục tiêu trở nên nhỏ hơn mục tiêu tiêu chuẩn hoặc không đều, thì khoảng cách phát hiện sẽ giảm. Do đó, chúng ta có thể nói rằng, với kích thước nhỏ nhất của mục tiêu, thì mục tiêu phải được di chuyển đến gần mặt cảm biến hơn để được phát hiện.
Ứng dụng mạch cảm biến tiệm cận
Mạch cảm biến tiệm cận có thể được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau, một vài ứng dụng mạch cảm biến tiệm cận được mô tả dưới đây:
Mạch dò kim loại đơn giản
Một máy dò kim loại đơn giản có thể được thiết kế bằng cách sử dụng cảm biến tiệm cận, còi và mạch LC (cuộn cảm nối song song với tụ điện), được kết nối như thể hiện trong sơ đồ mạch trên. Mạch này sẽ làm cho đèn LED phát sáng và phát ra âm thanh bất cứ khi nào nó phát hiện ra vật thể hoặc mục tiêu kim loại.
Cảm biến tiệm cận trong điện thoại di động
Mạch cảm biến tiệm cận này thường được sử dụng trong điện thoại di động (điện thoại thông minh hoặc điện thoại màn hình cảm ứng) mà chúng ta sử dụng trong cuộc sống hàng ngày. Nếu cảm biến này được tạo ra để di chuyển gần tai hoặc bị bóng hoặc chạm vào, thì đèn hiển thị của điện thoại di động sẽ tắt để tránh chạm vào màn hình di động (tránh màn hình tiếp xúc với khuôn mặt hoặc ngón tay) trong khi gọi ( dựa trên yêu cầu). Các công tắc cảm ứng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các mạch cảm biến tiệm cận và mạch cảm biến tiệm cận có thể được sử dụng để thiết kế các dự án robot dò kim loại.
Bạn có muốn thiết kế dựa trên cảm biến dự án điện tử với những ý tưởng sáng tạo của bạn? Sau đó, đăng ý tưởng của bạn để được hỗ trợ kỹ thuật trong việc thiết kế các dự án của riêng bạn.
