Bagaimana cara kerja sensor gerak? Bagaimana sensor gerak inframerah dirancang dan bekerja. Logika kerja positif dan negatif

- Ini adalah sensor yang beroperasi tanpa kontak fisik dan mekanis. Mereka beroperasi melalui medan listrik dan magnet, dan sensor optik juga banyak digunakan. Pada artikel ini, kita akan menganalisis ketiga jenis sensor: optik, kapasitif, dan induktif, dan pada akhirnya kita akan melakukan percobaan dengan sensor induktif. Omong-omong, orang juga menyebut sensor nirkontak saklar kedekatan, jadi jangan takut jika melihat nama seperti itu ;-).

Sensor optik

Jadi, beberapa kata tentang sensor optik... Prinsip pengoperasian sensor optik ditunjukkan pada gambar di bawah ini

Penghalang

Ingat adegan film di mana karakter utama harus berjalan melalui pancaran optik tanpa mengenai satupun? Jika sinar itu menyentuh bagian tubuh mana pun, alarm akan terpicu.

Sinar itu dipancarkan melalui suatu sumber. Ada juga “penerima pancaran”, yaitu benda kecil yang menerima pancaran. Segera setelah pancaran sinar tidak berada pada penerima pancaran, kontak di dalamnya akan segera hidup atau mati, yang akan langsung mengontrol alarm atau apa pun sesuai kebijaksanaan Anda. Pada dasarnya, sumber berkas cahaya dan penerima berkas, yang secara tepat disebut sebagai “fotodetektor” penerima berkas, berpasangan.

Sensor perpindahan optik dari SKB IS sangat populer di Rusia.

Jenis sensor ini memiliki sumber cahaya dan fotodetektor. Mereka terletak tepat di rumah sensor ini. Setiap jenis sensor memiliki desain yang lengkap dan digunakan di sejumlah mesin yang memerlukan peningkatan akurasi pemrosesan, hingga 1 mikrometer. Ini sebagian besar adalah mesin dengan sistem H dan lisan P terprogram kamu papan ( CNC), yang bekerja sesuai program dan memerlukan sedikit campur tangan manusia. Sensor non-kontak ini dibuat berdasarkan prinsip ini

Sensor jenis ini ditandai dengan huruf “T” dan disebut penghalang. Segera setelah pancaran optik terputus, sensor diaktifkan.

Kelebihan:

jangkauannya bisa mencapai hingga 150 meter
keandalan tinggi dan kekebalan kebisingan

Minus:

pada jarak penginderaan jauh, diperlukan penyesuaian fotodetektor ke berkas optik yang tepat.

Refleks

Jenis sensor refleks ditandai dengan huruf R. Pada sensor jenis ini, emitor dan penerima terletak di rumah yang sama.

Prinsip pengoperasiannya dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Cahaya dari emitor dipantulkan dari beberapa pemantul cahaya (reflektor) dan masuk ke penerima. Segera setelah pancaran sinar terganggu oleh objek apa pun, sensor akan terpicu. Sensor ini sangat nyaman di jalur konveyor saat menghitung produk.

Difusi

DAN tipe terakhir sensor optik – difusi - dilambangkan dengan huruf D. Tampilannya mungkin berbeda:

Prinsip pengoperasiannya sama dengan reflektor, namun disini cahaya sudah dipantulkan dari benda. Sensor semacam itu dirancang untuk jarak respons yang pendek dan bersahaja dalam pengoperasiannya.

Sensor kapasitif dan induktif

Optik adalah optik, tetapi induktif dan sensor kapasitif. Kira-kira beginilah penampakan mereka

Mereka sangat mirip satu sama lain. Prinsip operasinya dikaitkan dengan perubahan magnet dan Medan listrik. Sensor induktif terpicu ketika ada logam yang didekatkan padanya. Mereka tidak menggigit bahan lain. Yang kapasitif bereaksi terhadap hampir semua zat.

Bagaimana cara kerja sensor induktif?

Seperti kata pepatah, lebih baik melihat sekali daripada mendengar seratus kali, jadi mari kita bereksperimen sedikit induktif sensor.

Jadi, tamu kita adalah sensor induktif produksi Rusia

Kami membaca apa yang tertulis di sana

Merk sensor VBI bla bla bla bla, S – penginderaan jarak, ini dia 2 mm, U1 – versi untuk iklim sedang, IP – 67 – tingkat perlindungan(singkatnya, tingkat perlindungan di sini sangat tinggi), U b – tegangan di mana sensor beroperasi, disini tegangannya bisa berkisar antara 10 sampai 30 Volt, Saya memuat – memuat arus, sensor ini mampu mengalirkan arus hingga 200 miliampere ke beban, menurut saya ini lumayan.

Di bagian belakang tag terdapat diagram koneksi untuk sensor ini.

Baiklah, mari kita periksa kinerja sensornya? Untuk melakukan ini, kami melampirkan beban. Beban kita akan berupa LED yang dihubungkan seri dengan resistor dengan nilai nominal 1 kOhm. Mengapa kita membutuhkan resistor? Saat LED dinyalakan, ia mulai mengkonsumsi arus secara berlebihan dan terbakar. Untuk mencegah hal ini, resistor dipasang seri dengan LED.

Kami menyediakan kabel coklat sensor dengan plus dari catu daya, dan kabel biru dengan minus. Saya mengambil tegangan menjadi 15 Volt.

Saat kebenaran akan datang... Kami mewujudkannya area kerja sensor benda logam, dan sensor kami segera terpicu, seperti yang ditunjukkan oleh LED yang terpasang pada sensor, serta LED eksperimental kami.

Sensor tidak merespons bahan selain logam. Sebotol damar tidak berarti apa-apa baginya :-).

Alih-alih LED, input rangkaian logika dapat digunakan, yaitu ketika sensor dipicu, ia menghasilkan sinyal logis yang dapat digunakan pada perangkat digital.

Kesimpulan

Dalam dunia elektronik, ketiga jenis sensor ini semakin banyak digunakan. Setiap tahun produksi sensor ini semakin bertambah dan berkembang. Mereka benar-benar digunakan dalam daerah yang berbeda industri. Otomatisasi dan robotisasi tidak akan mungkin terjadi tanpa sensor ini. Dalam artikel ini, saya hanya menganalisis sensor paling sederhana yang hanya memberi kita sinyal “on-off”, atau, dalam bahasa profesional, sedikit informasi. Jenis sensor yang lebih canggih dapat memberikan parameter berbeda dan bahkan dapat terhubung langsung ke komputer dan perangkat lain.

Beli sensor induktif

Di toko radio kami sensor induktif harganya 5 kali lebih mahal dibandingkan jika dipesan dari China dari Aliexpress.

Di Sini Anda dapat melihat variasi sensor induktif.

Tukang ledeng apartemen modern, pembangun dan tukang listrik Kashkarov Andrey Petrovich

Bagaimana cara kerja sensor gerak?

Di tengah sensor terdapat penerima cahaya IR - fotosel.

Lensa Fresnel terdiri dari banyak lensa kecil, yang masing-masing memfokuskan cahaya IR ke bidang fotosel, dan salah satunya langsung ke fotosel itu sendiri (sinyal direkam).

Ketika seseorang bergerak, setelah beberapa waktu fokus lensa menjauh dari fotosel dan sinyalnya menghilang.

Kemudian lensa lain memfokuskan radiasi IR dari orang tersebut ke fotosel dan sinyal muncul kembali.

Kemunculan-kemunculan-kemunculan suatu sinyal ini merupakan tanda kehadiran manusia.

Setiap lensa mencakup segmennya sendiri. Sinyal menghilang ketika seseorang (tangan manusia) meninggalkan batas segmen ini.

Saat bergerak dalam suatu segmen, sinyalnya tidak berubah. Dari penjelasan di atas, beberapa kesimpulan logis dapat ditarik.

1. Semakin banyak lensa, semakin kecil gerakan yang dapat ditangkap sensor.

2. Dengan jarak dari sensor, ukuran segmen bertambah dan dari jarak tertentu semua gerakan kecil, misalnya gerakan tangan, gelengan kepala, akan berada dalam batas satu segmen; Setelah jarak tersebut, sensor kehadiran hanya dapat berfungsi sebagai sensor gerak.

3. Sensor gerak memiliki segmen yang lebih besar dibandingkan sensor kehadiran.

4. Sensor gerak merespons cahaya IR yang lebih terang dibandingkan dengan sensor kehadiran.

Dari buku Wanita Mengemudi pengarang Khannikov Alexander Alexandrovich

Keselamatan lalu lintas

Dari buku Cara rumit menghemat bahan bakar. Rahasia utama mobil pengarang Gromakovsky Alexei Alekseevich

Kecepatan berkendara Salah satu faktor kunci yang mempengaruhi efisiensi sebuah mobil adalah kecepatan mengemudi. Semua orang tahu bahwa mode mengemudi yang paling ekonomis adalah mengemudi di sepanjang jalan raya pedesaan dalam cuaca tenang dengan kecepatan tertinggi sekitar 80–90 km/jam (di

Dari buku Trik Elektronik untuk Anak Penasaran pengarang Kashkarov Andrey Petrovich

Dari buku ABC Pariwisata pengarang Bardin Kirill Vasilievich

Dari buku Lantai di Rumah Anda pengarang Galich Andrey Yurievich

Dari buku Tari Perut. Pelajaran dari sang master. Tingkat Lanjut pengarang Vedehina Tatyana Yurievna

Dari buku Mantan Penghuni Kota di Desa. Kiat yang berguna Dan solusi siap pakai pengarang Andrey Kashkarov

Pengatur suhu dan sensor Kontrol pemanas masuk sistem kabel dilakukan dengan menggunakan pengontrol otomatis yang memberikan kontrol suhu yang tepat dan optimal baik dari segi kenyamanan dan penghematan energi

Dari buku Tukang Ledeng, Pembangun, dan Teknisi Listrik Apartemen Modern pengarang Kashkarov Andrey Petrovich

Gerakan dada Periksa postur tubuh Anda. Berdiri tegak, tarik perut ke dalam, dorong dada sedikit ke depan, kedua kaki kokoh dan kokoh di lantai, lengan terentang ke samping. Kita mulai menggerakkan dada, tanpa bergerak dasar badan, dengan gerakan pendek kita angkat (mendorong keluar) dada

Dari buku Ploskorez Fokina! Gali, gulma, kendurkan, dan potong dalam 20 menit pengarang Gerasimova Natalya

Gerakan pinggul Posisi awal: berdiri dengan kaki penuh, kaki agak terbuka (kira-kira selebar kaki) dan terletak pada garis yang sama sejajar satu sama lain, badan agak miring ke belakang, punggung lurus, perut rileks, lengan diturunkan di sepanjang tubuh, lutut

Dari buku penulis

Gerakan miring Mari kita lanjutkan ke gerakan quickdraw Posisi awal: berdiri tegak dengan seluruh kaki (kaki terletak pada garis yang sama), badan agak miring ke belakang, punggung lurus, kaki dibuka selebar bahu , lutut “lembut”, lengan ke samping. Tarik pinggul Anda ke kanan dan geser beban Anda

Dari buku penulis

Gerakan dengan selendang Tari dengan selendang (syal, kerudung, selendang) merupakan salah satu yang paling tradisional. Syal secara menakjubkan dapat mengubah dan menghiasi gerakan seorang penari. Kemungkinannya hampir tidak terbatas, dan oleh karena itu bekerja dengannya adalah suatu kesenangan tersendiri. Kompeten

Sensor gerak - luar biasa hal yang nyaman, yang memungkinkan Anda mengontrol cahaya di dalam ruangan atau mengontrol buka dan tutup pintu, dan juga dapat memberi tahu Anda tentang tamu yang tidak diinginkan. Pada artikel ini kami akan memberi tahu Anda cara membuat sensor gerak dengan tangan Anda sendiri di rumah dan melihat areanya kemungkinan penerapan data perangkat.

Secara singkat tentang sensor

Salah satu yang paling banyak tipe sederhana sensor - sakelar batas atau tombol pengaturan ulang otomatis (tanpa fiksasi).

Itu dipasang di dekat pintu dan bereaksi terhadap pembukaan dan penutupannya. Menggunakan rangkaian sederhana, alat ini menyalakan lampu di lemari es. Dapat dilengkapi dengan ruang penyimpanan atau ruang depan lorong, pintu masuk, ruang tugas Lampu latar LED, gunakan sakelar ini sebagai alarm yang akan memberi tahu Anda saat pintu dibuka atau ditutup. Kerugian dari desain mungkin adalah kesulitan dalam pemasangan, dan terkadang penampilan yang tidak dapat dipresentasikan.

Perangkat berbahan dasar magnet dapat dilihat pada pintu dan jendela benda yang dilindungi. Prinsip pengoperasiannya sangat mirip dengan tombol. Sakelar buluh dapat membuka atau menyambungkan kontak ketika magnet konvensional disuplai ke sana. Jadi, saklar buluh itu sendiri dipasang di ambang pintu, dan magnet digantung di pintu. Desain ini terlihat rapi dan lebih sering digunakan dibandingkan kancing biasa. Kurangnya perangkat untuk aplikasi yang sangat terspesialisasi. Mereka tidak cocok untuk memantau area terbuka, alun-alun, dan lorong.

Untuk jalur terbuka, ada perangkat yang merespons perubahan lingkungan. Ini termasuk relai foto, relai kapasitif (sensor medan), relai termal (PIR), dan relai suara. Untuk merekam perpotongan suatu daerah tertentu, mengendalikan suatu rintangan, atau adanya pergerakan suatu benda pada daerah yang tumpang tindih tersebut digunakan alat gema foto atau suara.

Prinsip pengoperasian sensor tersebut didasarkan pada pembentukan pulsa dan pencatatannya setelah dipantulkan dari suatu objek. Ketika suatu objek memasuki zona seperti itu, karakteristik sinyal yang dipantulkan berubah, dan detektor menghasilkan sinyal kontrol pada keluarannya.

Untuk lebih jelasnya, disajikan diagram skema pengoperasian relai foto dan relai suara:

LED inframerah digunakan sebagai perangkat transmisi dalam sensor optik, dan fototransistor digunakan sebagai penerima. Sensor suara Mereka beroperasi dalam jangkauan ultrasonik, sehingga pengoperasiannya tampak senyap di telinga kita, tetapi masing-masing berisi pemancar dan penangkap kecil.

Misalnya, sangat bagus untuk melengkapi cermin dengan lampu latar dengan detektor gerakan. Pencahayaan hanya akan menyala pada saat seseorang berada tepat di sebelahnya. Tidak ingin membuatnya sendiri?

Diagram perakitan

gelombang mikro

Untuk kontrol ruang terbuka dan memantau ketersediaan benda di zona yang diinginkan, ada relai kapasitif. Prinsip pengoperasian alat ini adalah mengukur besarnya serapan gelombang radio. Setiap orang telah mengamati atau ikut serta dalam efek ini ketika, saat mendekati penerima radio yang berfungsi, frekuensi pengoperasiannya hilang dan muncul interferensi.

Mari kita bahas cara membuat sensor gerak tipe microwave. Inti dari detektor ini adalah generator gelombang mikro radio dan antena khusus.

Hal ini diagram skematik cara mudah untuk melakukannya sensor gelombang mikro gerakan. Transistor VT1 adalah generator frekuensi tinggi dan juga penerima radio. Dioda detektor memperbaiki tegangan dengan menerapkan bias ke basis transistor VT2. Gulungan transformator T1 disetel ke frekuensi yang berbeda. Pada keadaan awal, ketika antena tidak dipengaruhi oleh kapasitansi eksternal, amplitudo sinyal saling dikompensasi dan tidak ada tegangan pada detektor VD1. Ketika frekuensi berubah, amplitudonya ditambahkan dan dideteksi oleh dioda. Transistor VT2 mulai terbuka. Sebagai pembanding untuk pemrosesan yang jelas dari keadaan "hidup" dan "mati", digunakan thyristor VS1, yang mengontrol relai daya 12 volt.

Di bawah ini adalah diagram relai kehadiran yang efektif menggunakan komponen yang tersedia, yang akan membantu Anda merakit detektor gerakan dengan tangan Anda sendiri atau sekadar berguna untuk mengenal perangkat tersebut.

Panas

Thermal IR (PIR) adalah perangkat sensor yang paling umum di sektor bisnis. Hal ini disebabkan komponen yang murah, skema perakitan yang sederhana, tidak adanya pengaturan tambahan yang rumit, dan lebar kisaran suhu bekerja.

Perangkat yang sudah jadi dapat dibeli di toko peralatan listrik mana pun. Seringkali sensor ini dilengkapi dengan lampu, perangkat alarm, dan pengontrol lainnya. Namun, sekarang kami akan memberi tahu Anda cara membuat sensor gerak termal di rumah. Skema sederhana untuk mengulanginya tampilannya seperti ini:

Sensor termal khusus B1 dan elemen foto VD1 membentuk kompleks kontrol pencahayaan otomatis. Perangkat mulai bekerja hanya setelah senja, ambang respons dapat diatur dengan resistor R2. Sensor menghubungkan beban ketika orang yang bergerak memasuki zona kendali. Waktu pengatur waktu internal untuk mematikan dapat diatur menggunakan pengatur R5.

Modul buatan sendiri untuk Arduino

Sensor murah dapat dibuat dari papan khusus yang sudah jadi untuk perancang radio. Dengan cara ini Anda bisa mendapatkan perangkat yang cukup mini. Untuk perakitan kita memerlukan modul sensor gerak untuk mikrokontroler Arduino dan modul relay saluran tunggal.

Setiap papan memiliki konektor tiga pin, VCC +5 volt, GND -5 volt, keluaran OUT pada detektor dan masukan IN pada papan relai. Untuk membuat perangkat dengan tangan Anda sendiri, Anda perlu menyuplai 5 Volt (plus dan minus) ke papan dari sumber listrik, misalnya, dari pengisi daya telepon, dan menyambungkannya keluar dan masuk secara bersamaan. Sambungan dapat dibuat menggunakan konektor, tetapi akan lebih aman jika menyolder semuanya. Anda dapat mengikuti diagram di bawah ini. Transistor mini, biasanya, sudah terpasang di modul relai, jadi tidak perlu memasangnya lagi.

Ketika seseorang bergerak, modul mengirimkan sinyal ke relai dan modul terbuka. Perhatikan bahwa ada relay tingkat tinggi dan rendah. Itu harus dipilih berdasarkan sinyal yang dihasilkan sensor pada output. Detektor yang sudah jadi dapat ditempatkan di dalam wadah dan ditutup di tempat yang benar. Selain itu, kami merekomendasikan menonton video yang dengan jelas menunjukkan instruksi perakitan sensor buatan sendiri gerakan di rumah. Jika Anda masih memiliki pertanyaan, Anda selalu dapat menanyakannya di komentar.

Suka(0) Tidak Suka( 0 )

Sensor hall (sensor posisi) adalah sensor Medan gaya. Pengoperasian perangkat didasarkan pada efek Hall. Efek ini didasarkan pada prinsip berikut: jika Anda menempatkan konduktor tertentu dengan DC menjadi medan magnet, maka timbul beda potensial transversal (tegangan Hall) pada penghantar tersebut. Dengan kata lain, alat tersebut berfungsi untuk mengukur kekuatan medan magnet. Saat ini, sensor Hall dapat berupa analog atau digital.

Cakupan penerapan sensor Hall sangat luas. Perangkat ini digunakan di sirkuit yang memerlukan pengukuran arus non-kontak. Sedangkan pada mobil, sensor Hall berfungsi untuk mengukur sudut posisi atau, dan juga telah diterapkan pada sistem pengapian, yang menunjukkan momen terbentuknya percikan api.

Baca di artikel ini

Bagaimana cara kerja sensor Hall?

Selama penelitiannya pada tahun 1879, fisikawan Hall menemukan efek bahwa jika sebuah pelat ditempatkan dalam medan magnet dan tegangan diterapkan padanya (arus mengalir melalui pelat), maka elektron dalam pelat tersebut mulai membelok. Penyimpangan ini terjadi tegak lurus terhadap arah fluks magnet.

Selain itu, arah penyimpangan ini bergantung pada polaritas medan magnet. Ternyata elektron akan memiliki kepadatan berbeda pada sisi pelat yang berbeda, sehingga menciptakan potensi berbeda. Fenomena yang ditemukan ini disebut efek Hall.

Dengan kata lain, Hall menempatkan wafer semikonduktor persegi panjang dalam medan magnet dan mengalirkan arus ke tepi sempit semikonduktor tersebut. Akibatnya, ketegangan muncul di tepian yang lebar. Perkembangan teknologi lebih lanjut memungkinkan terciptanya perangkat sensor kompak berdasarkan efek yang ditemukan. Keuntungan utama sensor semacam ini adalah frekuensi pengoperasian perangkat tidak menggeser momen pengukuran. Sinyal keluaran dari alat tersebut selalu stabil, tanpa semburan.

Sensor paling sederhana terdiri dari:

magnet permanen;
bilah rotor;
sirkuit magnetik;
kotak plastik;
sirkuit mikro elektronik;
kontak;

Pengoperasian perangkat ini didasarkan pada skema berikut: bilah rotor logam melewati celah, yang memungkinkan fluks magnet dilangsir. Hasilnya adalah nilai induksi nol pada chip. Sinyal keluaran dalam kaitannya dengan ground hampir sama dengan tegangan suplai.

Sensor Hall pada sistem pengapian merupakan konverter analog yang mengalihkan daya secara langsung.

Di antara kekurangannya, ada baiknya menyoroti sensitivitas perangkat terhadap interferensi elektromagnetik yang mungkin terjadi di sirkuit. Juga ketersediaan sirkuit elektronik dalam desain sensor agak mengurangi keandalannya.

Solusi analog dan digital

Sensor berdasarkan efek Hall mencatat perbedaan potensial. Solusi analog yang dibahas di atas didasarkan pada konversi induksi medan menjadi tegangan, dengan mempertimbangkan polaritas dan kekuatan medan.

Prinsip kerja sensor digital adalah mendeteksi ada tidaknya suatu medan. Jika induksi mencapai nilai tertentu, sensor mencatat adanya suatu medan. Jika induksi tidak sesuai dengan indikator yang diperlukan, maka sensor digital menunjukkan tidak adanya medan. Sensitivitas sensor ditentukan oleh kemampuannya dalam mendeteksi suatu medan pada induksi tertentu.

Sensor Hall digital dapat berupa bipolar atau unipolar. Dalam kasus pertama, perangkat diaktifkan dan dimatikan dengan mengubah polaritasnya. Dalam kasus kedua, peralihan terjadi ketika medan muncul, sensor mati karena induksi berkurang.

Uji sendiri perangkat Anda

Penggunaan aktif perangkat ini di mobil berarti bahwa jika terjadi malfungsi atau malfungsi tertentu, mungkin ada kebutuhan mendesak untuk memeriksa sensor Hall dengan tangan Anda sendiri.

Sebelum mulai bekerja melepaskan konektor kabel yang terhubung ke perangkat, pastikan untuk mematikan kunci kontak!

Mengabaikan aturan ini dapat merusak sensor Hall. Harus ditambahkan bahwa pemeriksaan perangkat menggunakan lampu uji juga tidak dapat diterima.

Salah satu yang paling banyak cara cepat Pengujian ini melibatkan pemasangan sensor pengganti yang sudah dikenal baik pada kendaraan. Jika tanda-tanda kerusakan hilang setelah pemasangan, maka penyebabnya jelas.
Cara kedua yang cocok untuk memeriksa sensor pada sistem pengapian adalah dengan memeriksa adanya percikan api saat kunci kontak dihidupkan. Selain itu, Anda perlu menyambungkan ujung kabel ke output yang diperlukan pada sakelar.
Untuk diagnosis yang paling akurat, yang terbaik adalah memeriksa perangkat menggunakan osiloskop. Selain itu, dalam kondisi tertentu, sensor diperiksa menggunakan multimeter. Multimeter yang ditentukan dialihkan ke mode voltmeter, dan kemudian dihubungkan ke kontak keluaran pada sensor. Sensor Hall yang berfungsi akan memberikan pembacaan dari 0,4 Volt hingga 3. Jika pembacaan berada di bawah ambang batas minimum, maka kemungkinan besar terjadi kegagalan sensor.