تُستخدم أجهزة الاستشعار المعتمدة على الأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع في العديد من الأجهزة الأمنية والأتمتة؛ ومن الواضح أن مزاياها مقارنة بأجهزة الاستشعار البصرية التي تستجيب للضوء المرئي وأجهزة الاستشعار السعوية.

الأشعة تحت الحمراء غير مرئية، فهي لا تتداخل مع أي شخص أو أي شيء، وفي حالة نظام الأمان، فإنها توفر السرية اللازمة لوضع المستشعر. أحد العوامل المهمة هو الاستقرار العالي، وهو مستقل تقريبًا عن حالة البيئة (الأشعة تحت الحمراء تمر أيضًا بشكل جيد عبر الماء). وقد تم نشر دوائر مماثلة لحساسات الأشعة تحت الحمراء في الموقع أكثر من مرة، وهذه الدائرة بسيطة وليست كذلك عدد كبيرتفاصيل.

يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا لمستشعر الأشعة تحت الحمراء الذي يمكنه العمل عند الانعكاس أو تقاطع الشعاع. بفضل استخدام تعديل الإشعاع واختيار تردد الإشعاع المستقبل، يكون المستشعر محميًا بشكل جيد من تداخل الأشعة تحت الحمراء من مختلف الأجهزة الحرارية وأجهزة التحكم عن بعد التحكم عن بعدمعدات.

دائرة الاستشعار

تعتمد الدائرة على شريحة فك تشفير النغمات LM567 (L.1). يحتوي على هزاز متعدد، يعتمد تردده على دائرة RC عند الأطراف 5 و 6، ومكبر صوت انتقائي مع PLL (الذي يتضمن هذا الهزاز المتعدد).

أرز. 1. رسم تخطيطي لمستشعر التشتت المتقاطع باستخدام الأشعة تحت الحمراء.

إذا تم تطبيق التردد من خرج الهزاز المتعدد على مؤشر LED IR، وتم تشغيل الترانزستور الضوئي عند مدخل الدائرة الدقيقة، فسوف تتفاعل الدائرة الدقيقة (مع صفر منطقي عند الخرج) حصريًا مع ضوء هذا LED .

يعمل المفتاح الموجود على الترانزستورات VT1 وVT2 على تضخيم قوة النبضات القادمة من الطرف 5 من A1، بحيث يكون سطوع IR LED HL1 كافيًا لاستقبال إشعاعه بواسطة الترانزستور الضوئي FT1 من مسافة عدة أمتار. يتم ضبط حساسية الترانزستور الضوئي عن طريق قطع المقاوم R1 بحيث يتم الحصول على النطاق المطلوب.

بمجرد وجود عائق أمام مستشعر هذه اللوحة (يتكون المستشعر من ترانزستور ضوئي FT1 وIR LED HL1) على مسافة كافية، ينعكس ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعث من IR LED HL1 منه ويضرب السطح الحساس للضوء للترانزستور الضوئي FT 1. وهذا يؤدي إلى ظهور صفر منطقي عند الطرف 8 من الدائرة الدقيقة A1. يتم توفير تيار فتح لقاعدة الترانزستور VTZ من خلال المقاوم R7.

يتم فتح الترانزستور VTZ، ويفتح الترانزستور VT4، في دائرة المجمع التي يتم فيها تشغيل ملف التتابع K1. تم تصميم لف هذا التتابع لجهد 5 فولت. يحمي الصمام الثنائي VD1 الترانزستور من التلف الناتج عن انبعاثات EMF الحث الذاتي لملف التتابع.

الأجزاء وثنائي الفينيل متعدد الكلور

إذا تحرك العائق بعيدًا إلى مسافة أكبر من حد الحساسية، فسيتم إيقاف تشغيل المرحل. تم أخذ الترانزستور الضوئي من ميكانيكي معيب فأرة الكمبيوتر. لديها حساسية كافية. يمكن استبداله بأي ترانزستور ضوئي آخر.

ولكن من المستحيل استخدام أجهزة الكشف الضوئي المتكاملة من أنظمة التحكم عن بعد، حيث يتم ضبطها على تردد معين ولديها جهاز تشكيل نبض منطقي مدمج.

أرز. 2. لوحة الدوائر المطبوعة لدائرة الاستشعار.

IR LED - أي مصباح LED يعمل بالأشعة تحت الحمراء يستخدم في أجهزة التحكم عن بعد. يوضح الشكل تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لمستشعر الانعكاس.

يوجد مصباح IR LED الموجود على اللوحة على جانب الموصلات المطبوعة، وتعمل اللوحة كقسم مقاوم للضوء يمنع الضوء المباشر من ضرب الترانزستور الضوئي. لضمان عتامة اللوحة، توجد مساحة كبيرة غير محفورة من الرقائق في هذا المكان.

يُنصح بالطلاء على هذه المنطقة بعلامة سوداء بحيث تصبح سوداء. للعمل على تقاطع الشعاع، يتم وضع مصباح IR LED بعيدًا عن اللوحة، ويتم تثبيته مقابله، مستهدفًا الترانزستور الضوئي.

التطبيق العملي لجهاز الاستشعار هو أنظمة الأمن، وأجهزة الأتمتة المنزلية والصناعية، وكذلك كاشف دخان الحريق. في هذه الحالة، عند حدوث دخان، تصبح البيئة المحيطة بالمستشعر أقل شفافية بسبب جزيئات الدخان وينقطع الاتصال البصري.

نوموف أ.

الأدب:

1. دليل. - جهاز فك ترميز النغمات LM567. آر كيه-06-2006.
2. نوموف أ. - مستشعر الأشعة تحت الحمراء. آر كيه-09-2006.

ولحماية المحيط، وكذلك الأبواب والنوافذ والممرات غير المحمية، يتم استخدام أجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء النشطة التي تعمل من خلال تقاطع الشعاع على نطاق واسع. يتكون الكاشف من مكونين رئيسيين: جهاز إرسال وجهاز استقبال، ويجب أن يكونا على خط رؤية لبعضهما البعض. يقوم المستشعر بإنشاء إنذار عندما يقوم أحد المتطفلين بمقاطعة الشعاع الذي يدخل إلى جهاز الاستقبال. تجمع جميع أجهزة الكشف عن أمان شعاع الأشعة تحت الحمراء تقريبًا بين عدة حزم في نظام متزامن في مبيت واحد. قد يكون هناك شعاعان أو أربعة أو أكثر. يتم ذلك لزيادة ارتفاع حاجز الشعاع، وكذلك لتحسين الموثوقية التشغيلية، نظرًا لأن الإنذارات الكاذبة هي إحدى المشكلات الرئيسية في استخدام مثل هذه المستشعرات. يساعد النظام متعدد الحزم على حل مشكلة الإنذارات الكاذبة عندما تدخل أجسام غريبة صغيرة نسبيًا إلى منطقة الشعاع، مثل الطيور وأوراق الشجر المتساقطة وما إلى ذلك. هناك مشكلة كبيرة أخرى تتعلق بأجهزة استشعار أمان الأشعة تحت الحمراء وهي الإنذارات الكاذبة في ظل الظروف الجوية المعاكسة (المطر، تساقط الثلوج ، الضباب)، مما يقلل من شفافية البيئة. يتم ضمان الموثوقية في مثل هذه الحالات من خلال تجاوز طاقة الشعاع بشكل متكرر الحد الأدنى لقيمة العتبة المطلوبة لتشغيل المستشعر. يمكن أيضًا أن يكون مصدر التداخل هو التعرض المباشر لجهاز الاستقبال لأشعة الشمس. يحدث هذا غالبًا عند غروب الشمس أو الفجر، عندما تكون الشمس منخفضة فوق الأفق. وفقًا للمعايير الروسية، يجب أن يظل المستشعر عاملاً في الضوء الطبيعي الذي لا يقل عن 10000 لوكس و500 لوكس على الأقل من أجهزة الإضاءة الكهربائية. تحتوي معظم أجهزة كشف الشعاع الحديثة على وسائل خاصة لتصفية إشعاع الخلفية والتعامل بشكل عام مع الإضاءة. ومع ذلك، لضمان مناعة عالية للضوضاء من إضاءة الخلفية، من المهم جدًا محاذاة المستشعر بشكل صحيح عند إعداده. أما بالنسبة لمهمتنا، فقد يكون استخدام أجهزة الكشف الأمنية بالأشعة تحت الحمراء أمرًا صعبًا نظرًا لميزات التصميم الخاصة بالتركيب في الموقع. يجب تثبيت جهاز الإرسال والاستقبال على الجدران داخل غرفة معادلة الضغط. وفقا لذلك، سوف تعمل المعدات في ظروف الرطوبة العالية الثابتة. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن استبعاد الاتصال الجسدي بين السفينة في الهويس والجدران. من الواضح أن المستشعر سوف يتم سحقه ببساطة. بعد أن بدأنا البحث عن تصميم مناسب، وجهنا انتباهنا إلى الأجهزة المماثلة المستخدمة في أتمتة الإنتاج.

أجهزة استشعار موضع كائن عدم الاتصال.إن عالم الأتمتة أكثر ثراءً وتنوعًا من أنظمة الأمان، إذا قمنا بمقارنتها بمجموعة أجهزة الاستشعار والمحركات المختلفة. وقع اختيارنا على أجهزة استشعار الموضع البصري. وهي مصممة لتحديد وجود/عدم وجود جسم ما في مساحة خاضعة للتحكم بدون تلامس.
يتم استخدامها لأتمتة أي عمليات صناعية، في مجال الروبوتات وأنظمة التحكم والمعالجة والتركيب. يمكن استخدام المستشعر الكهروضوئي لاكتشاف الأجسام على مسافات تتراوح من بضعة ملليمترات إلى عدة عشرات أو حتى مئات الأمتار. تسجيل أي أجسام وبعيدة المدى يميز المستشعر الضوئي عن الأنواع الأخرى أجهزة مماثلة: على سبيل المثال، الاستقرائي، بالسعة أو بالموجات فوق الصوتية. يتكون المستشعر البصري من مصدر (باعث) ومستقبل للإشعاع البصري، والذي يمكن أن يكون موجودًا في نفس الغلاف (أجهزة استشعار أحادية الكتلة) أو في أماكن مختلفة (أجهزة استشعار مزدوجة الكتلة). يقوم مصدر المستشعر بإنشاء إشعاع بصري في مساحة معينة، ويتفاعل جهاز الاستقبال مع تدفق الضوء المنعكس من الجسم أو مع انقطاعه.

!
في هذه المقالة، سيوضح لك مؤلف قناة "اصنع إبداعك الخاص" كيفية إنشاء مستشعر نشط للأشعة تحت الحمراء يستجيب لتقاطع الخط التقليدي. على سبيل المثال، عند المرور عبر المدخل أو مسافة قصيرةمنه.

سيكون هذا المستشعر مفيدًا، على سبيل المثال، لأصحاب المتاجر؛ فهو سيسمح لهم بالسماع في الوقت المناسب عن عبور المشتري لمنطقة معينة. إنه لاسلكي ومكتفي بذاته. يمكن تركيبها في أي مكان مرغوب فيه. كما أنها لا تحتاج إلى تركيب مرايا مثل أنظمة الليزر. مبدأ التشغيل هو أن وحدة التحكم تبعث وتستقبل إشارة منعكسة من جسم ما. للقيام بذلك، يحتوي على مصباح LED للأشعة تحت الحمراء للإرسال وصمام ضوئي للاستقبال مثبت على اللوحة.

نطاق الشعاع قابل للتعديل.
بعد قراءة هذه المقالة، سيتمكن أي شخص تقريبًا يعرف كيفية استخدام مكواة اللحام على الأقل من تكرار هذا الجهاز.

عدد الأجزاء المطلوبة هو الحد الأدنى.

1. وصلة وحدة الأشعة تحت الحمراء إليها.

2. الجرس، أو مكبر الصوت، الجهد 5V.

3. المقاوم 4.7 أوم.

4. الترانزستور BC558.

5. موصل البطارية.

6. تجميع البطارية بجهد 5 فولت، ويمكن التقاطها من هاتف لاسلكي. كما يمكن استبدالها بأي بطارية أخرى مثلا الأكثر شهرة 18650.

7. زر الطاقة (لم يستخدمه المؤلف، وربما سيضطر إلى فصل الموصل عن البطارية في كل مرة).
ملاحظة: يمكن شراء جميع المكونات من سوق الراديو أو متجر المكونات الإلكترونية.

الأدوات والمواد الاستهلاكية التي ستحتاجها:
1. لحام الحديد واللحام.
2. القواطع الجانبية.
3. مفك فيليبس، برغي صغير.
4. الشريط على الوجهين.
5. قطعة صغيرة من البلاستيك الرغوي.

لذلك، عملية البناء.
يقصر ساق المقاوم، ويلحمه بجهة الاتصال الخارجية (الإخراج) الموجودة على اللوحة، ويزيل أيضًا الفائض.

الآن، بعد تقصير الساق الوسطى للترانزستور، القاعدة، قم بلحامها بالمقاوم.

يتم لحام الساق اليمنى أو الثالثة للباعث (الانتباه إلى موضع الترانزستور!) بالطرف السالب للوحة GND.

يتم لحام جهة الاتصال الإيجابية لمكبر الصوت إلى جهة الاتصال الإيجابية الموجودة على لوحة VCC.

الاتصال السلبي لمكبر الصوت هو لمجمع الترانزستور، الساق اليسرى الأولى.

الآن حان دور موصل الطاقة. يذهب السلك الموجب إلى VCC الخاص باللوحة، ويذهب السلك السالب إلى GND الخاص باللوحة.

يقوم بتوصيل البطارية وضبط الحساسية باستخدام مقاوم التشذيب، وتغيير النطاق يدويًا.

بعد أن قمت بدس ثقب صغير في البلاستيك باستخدام مفك البراغي، قم بربط المسمار لتثبيت اللوحة.

بعد ذلك، يتم لصق الشريط على الوجهين على البلاستيك وتوصيله بالبطارية للتحقق من وظيفتها.

ومرة أخرى، باستخدام الشريط، قام بتثبيت الجهاز على الحائط.

تنقسم مستشعرات القرب حسب نوع التشغيل:
— تعريفيأجهزة استشعار RSTI
— بالسعةأجهزة استشعار RSTE
— مغناطيسيأجهزة استشعار RSTM
— الليزرأجهزة استشعار تقاطع شعاع RSTL
هذا نظير لأجهزة الاستشعار باهظة الثمن XUB LAPCN M12R وغيرها من Telemecanique
— بصريأجهزة استشعار انعكاس الشعاع RSTO (يوصى بها بشكل ممتاز بدلاً من أجهزة الاستشعار الحثية والسعوية)

نحن نقدم أجهزة استشعار القرب من النوع التعريفي، وأجهزة استشعار القرب من النوع المغناطيسي، وأجهزة استشعار القرب من النوع السعوي. ونحن ننتج أيضًا أجهزة استشعار ليزرية وبصرية. تستخدم جميع أجهزة الاستشعار لتشغيل المعدات الصناعية. نحن ننتج عدة أنواع من أجهزة الاستشعار التي تغطي 95% من جميع احتياجات المؤسسة.

تجدر الإشارة بشكل خاص إلى أن أفضل بديل لمستشعرات XUBLAPCNM12R هو مستشعرات الليزر RSTL الخاصة بنا. إنهم يعملون بشكل أكثر موثوقية الخصائص الكهربائيةومن حيث المعلمات الميكانيكية؛ أجهزة الاستشعار لدينا معدنية.

يحتاج المتخصصون الذين يعرفون نطاق تطبيق أجهزة الاستشعار للمعدات إلى اختيار جهاز استشعار وفقًا لمعلماتهم:
- نوع المستشعر (الحثي، المغناطيسي، السعوي، الليزر، البصري)
- قناة الإخراج PNP أو NPN وحالة الإخراج: مغلقة أو مفتوحة
- قطر وتصميم المستشعر (ملولب أو مسطح)

دعونا نقدم بمزيد من التفصيل جميع أنواع أجهزة الاستشعار المنتجة:

أجهزة استشعار الحث RSTI الناتجة عن اقتراب المعدن:
التكلفة = 1416 روبل شاملة ضريبة القيمة المضافة
جهد الإدخال: 10-30 فولت
عكس حماية القطبية

نطاق التطبيق: الناقلات، الأدوات الآلية، الناقلات، آلات السفع بالخردق، المناشير الشريطية، آليات القلابة والدافعة، آليات التغذية، التحكم في توفر الأجزاء

أجهزة الاستشعار السعوية التي يتم تشغيلها عند اقتراب أي كائن:
جهد الإدخال: 10-30 فولت
عكس حماية القطبية
الإصدار: ملولب في علبة معدنية، بأقطار 8 مم، 12 مم، 18 مم
نطاق التطبيق: الناقلات، الأدوات الآلية، الناقلات، آلات السفع بالخردق، المناشير الشريطية، آليات القلابة،
آليات وحدات التغذية والتحكم في توفر الأجزاء

أجهزة الاستشعار المغناطيسية RSTM الناتجة عن اقتراب المغناطيس:
جهد الإدخال: 10-30 فولت
عكس حماية القطبية
الإصدار: في الأخدود أو مع التثبيت من الأعلى
نطاق التطبيق: أسطوانات هوائية، معدات تعمل بالهواء المضغوط، أسطوانات هيدروليكية مع وحدات ميكانيكية، قضيب بحلقة مغناطيسية
المستشعر مغلق تمامًا. يحتوي على مؤشر LED مدمج للحالة.

مستشعرات الليزر RSTL الناتجة عن تقاطع الشعاع: التكلفة = 5310 روبل شاملة ضريبة القيمة المضافة

معلمات الاستشعار:
- قطر 12 ملم أو 18 ملم في علبة معدنية
- جهد الإمداد 10 ... 30 فولت
— الاستهلاك الحالي 50 مللي أمبير...100 مللي أمبير
— مدى الشعاع من 5 إلى 20 مترًا
— زاوية استقبال الشعاع من قبل المستقبل = 20 درجة من المحور. (يستقبل الشعاع بزاوية)
— تيار الخرج = 150 مللي أمبير
- الحماية ضد انعكاس القطبية

يتم تزويد جهاز الإرسال بمصدر طاقة. أولئك. 2 أسلاك.
يتم تطبيق جهد الإمداد على جهاز الاستقبال وإزالة إشارة الخرج. أولئك. 3 أسلاك.
نطاق تطبيق أجهزة استشعار الليزر: الناقلات، الناقلات، آليات الحركة، آليات الدوران، محددات حركة الآليات، التحكم في توفر الأجزاء.
تشتمل المجموعة على باعث وجهاز استقبال.
يتم تشغيل المستشعر عن طريق تقاطع الشعاع بين الباعث والمستقبل.
بنيت في جهاز الاستشعار مؤشر LEDحالة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن تشغيل مستشعر M18 في وضعي PNP وNPN، أي. تنطبق على أي نوع من وحدات التحكم والمعدات.

أجهزة الاستشعار الضوئية RSTO الناتجة عن انعكاس الضوء من السطح:
التكلفة = 4484 روبل بما في ذلك ضريبة القيمة المضافة
جهد الإدخال: 10-30 فولت
عكس حماية القطبية
الإصدار: ملولب في علبة معدنية بقطر M18

يتم استخدامه عندما يكون من الضروري التحكم في تقاطع كائن مع خط تقليدي أو اقتراب كائن من المستشعر أقرب من المستشعر المثبت.
نطاق التطبيق: مراقبة موضع الأشياء، وآليات المراقبة، ومراقبة توافر الأجزاء

يتم تشغيل المستشعر البصري عندما ينعكس الشعاع من سطح جزء أو كائن.
أحد أجهزة الاستشعار الأكثر عملية وملاءمة يمكن إخفاء المستشعر نفسه عن التأثير
الآليات الموجودة عليه والتي قد تؤدي إلى إتلاف غلاف المستشعر.
نطاق التشغيل قابل للتعديل حسب نوع السطح:
عاكسة، فضية، مرآة: من 10 سم إلى 100 سم
رمادي غير لامع، أسود غير لامع: من 3 سم إلى 50 سم
يحتوي جسم المستشعر على منظم مسافة استشعار مدمج ومؤشر حالة LED.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن تشغيل المستشعر في وضعي PNP وNPN، أي. تنطبق على أي نوع من وحدات التحكم والمعدات.

نوصي باستخدام أجهزة الاستشعار البصرية بدلاً من أجهزة الاستشعار الحثية والسعويةوسيصبح نظامك أكثر استقرارًا.
والسبب هو: بالنسبة لأجهزة الاستشعار الاستقرائية والسعوية، فإن المسافة إلى الجسم مهمة، وبما أنه بسبب
تحريك الميكنة ورد الفعل العكسي في المعدات، في بعض الأحيان يكون من الصعب ضمان حركة مستقرة بمقدار 2-5 مم، ثم تنشأ لحظات عندما لا يعمل المستشعر بسبب مسافة لا يمكن الوصول إليها من كائن أو علم.
المستشعر البصري لا يخاف من رد الفعل العكسي واهتزازات الآليات؛ فهو يعمل عند أي خلوص معدل.

تتميز أسلاك الإخراج بألوان مختلفة، لذا من الصعب للغاية الخلط بينها:
الأزرق - ناقص الطاقة
أحمر (بني) - زائد
أسود - خروج
الأبيض - وضع PNP - NPN

مخططات توصيل المستشعر، اعتمادًا على نوع PNP أو NPN:

تستخدم أجهزة الاستشعار في الصناعة لمراقبة الأشياء والآليات.
يتم إرسال الإشارات من أجهزة الاستشعار إلى وحدات التحكم، التي تقوم بمعالجة هذه البيانات والتصرف وفقًا للإشارة الصادرة من أجهزة الاستشعار.
تعتمد جودة المعدات وتشغيلها دون انقطاع بنسبة 90% على جودة أجهزة الاستشعار.
هذا يعرفه جميع الكهربائيين ومهندسي الطاقة.

في بعض الأحيان يمكن أن يؤدي التشغيل غير المستقر للمستشعر إلى تعطل آلية المعدات، وهذا بدوره يؤدي إلى فشل المحركات الكهربائية التي تتحكم في الآليات أو تلف النظام الهوائي أو الهيدروليكي. بالإضافة إلى ذلك، عليك أن تأخذ في الاعتبار أن المنتجات نفسها التي تتم معالجتها على المعدات قد تعاني أيضًا. أولئك. إن أجهزة الاستشعار، في 80% من الحالات، هي المسؤولة عن فشل المعدات. وعندما يحدث عطل، يبدأ تلقائيًا وقت توقف المعدات والإصلاحات الباهظة الثمن في بعض الأحيان.

مهمالتأكد من أن يتم اختيار أجهزة الاستشعار من قبل موظفين ذوي خبرة ومسؤولين. وبخلاف ذلك، قد يحدث أيضًا عطل في المعدات وتعطلها بسبب اختيار جهاز استشعار بشكل غير صحيح. فيما يلي مثال بسيط لانهيار خط الناقل:
اختار الكهربائي جهاز استشعار حثي للتحكم في حركة العربة، والتي ينبغي أن يتم تشغيلها من خلال وجود علم معدني. تم التثبيت. عملت بشكل جيد لمدة شهر. أثناء عملية صيانة الآليات، ألقى شخص ما عن غير قصد قفازًا فوق علم الحركة، ونتيجة لذلك، عندما اقترب الناقل من القسم المقيد، لم يتعرف المستشعر على وجود المعدن بسبب كانت المسافة إلى المعدن حوالي 20 ملم. وبناء على ذلك، لم يرسل المستشعر إشارة إلى عودة العربة إلى وضعها الأصلي.
ونتيجة لذلك، لم تتم إزالة التوتر من محرك النقل واستقرت الآلية على حاجز معدني. توقف المحرك لمدة 5 دقائق تقريبًا وبدأ في التدخين. في المجموع لدينا:
1. المحرك المحترق
2. توقف المعدات
3. ضياع الوقت والمال لاستعادة وظائف المعدات

الخلاصة هي أنه في في هذه الحالةوكان لا بد من استخدام أحد الخيارات التالية:
- أو مفتاح حد ميكانيكي بسيط
- أو جهاز استشعار بالسعة
- أو حساس ليزر لتقاطع الشعاع

من المهم اختيار نوع المستشعر المناسب إذا كنت تريد ضمان تشغيل أجهزتك بدون مشاكل.