赤外線ベースのセンサーは、多くのセキュリティ デバイスやオートメーションで広く使用されており、可視光に反応する光学センサーや容量性センサーと比較した利点は明らかです。

赤外線は目に見えず、誰にも何にも干渉せず、セキュリティ システムの場合、センサーの設置に必要な機密性を提供します。 重要な要素は、環境の状態にほとんど依存しない高い安定性です (IR 放射は水もよく通過します)。 IR センサーの同様の回路がこのサイトで複数回公開されていますが、この回路は単純でありません。 多数の詳細。

この図は、反射またはビーム交差で動作できる IR センサーの図を示しています。 放射線変調と受信放射線の周波数選択の使用により、センサーはさまざまな熱機器やリモコンからの赤外線による干渉から十分に保護されます。 リモコン装置。

センサー回路

この回路はトーン デコーダ チップ LM567 (L.1) に基づいています。 これには、周波数がピン 5 と 6 の RC 回路に依存するマルチバイブレーターと、PLL を備えた選択アンプ (このマルチバイブレーターを含む) が含まれています。

米。 1. 赤外線を用いた十字散乱センサーの模式図。

マルチバイブレータの出力からの周波数が IR LED に適用され、マイクロ回路の入力でフォトトランジスタがオンになると、マイクロ回路はこの LED の光にのみ反応します (出力では論理ゼロになります)。 。

トランジスタ VT1 と VT2 をオンにすると、A1 のピン 5 から来るパルスの電力が増幅され、IR LED HL1 の明るさは数メートルの距離からフォトトランジスタ FT1 が放射を受け取るのに十分になります。 フォトトランジスタの感度は、必要な範囲が得られるように抵抗R1をトリミングして設定します。

このボードのセンサー (センサーはフォトトランジスタ FT1 と IR LED HL1 で構成されます) の前にある障害物が十分な距離にあるとすぐに、IR LED HL1 が発した IR 光が障害物から反射され、障害物に当たります。これにより、マイクロ回路 A1 のピン 8 に論理ゼロが現れるという事実が生じます。 開放電流は、抵抗Ｒ７を介してトランジスタＶＴＺのベースに供給される。

トランジスタ VTZ が開き、さらにトランジスタ VT4 が開き、コレクタ回路のリレー巻線 K1 がオンになります。 このリレーの巻線は 5V の電圧用に設計されています。 ダイオード VD1 は、リレー巻線の自己誘導 EMF の放射による損傷からトランジスタを保護します。

部品と基板

障害物が感度限界を超える距離に移動すると、リレーがオフになります。 フォトトランジスタは故障した機械部品から取られたものです コンピュータのマウス。 十分な感度を持っています。 他のフォトトランジスタと置き換えることもできます。

しかし、統合された光検出器は特定の周波数に調整されており、論理パルス整形器が組み込まれているため、遠隔制御システムから統合型光検出器を使用することは不可能です。

米。 2. センサー回路用のプリント基板。

IR LED - リモコンで使用される赤外線 LED。 この図は、反射センサーの PCB レイアウトを示しています。

基板上の IR LED はプリント導体の側面に配置されており、基板はフォトトランジスタに直接光が当たるのを防ぐ遮光パーティションとして機能します。 ボードの不透明性を確保するために、この場所にはエッチングされていない箔の大きな領域があります。

この領域を黒のマーカーでペイントして黒くすることをお勧めします。 ビームの交差を処理す​​るために、IR LED は基板のはるか向こう側に配置され、フォトトランジスタを狙って基板の反対側に取り付けられます。

このセンサーの実際の用途は、セキュリティ システム、家庭用および産業用オートメーション デバイスのほか、火災煙検知器としても使用されます。 この場合、煙が発生すると、煙の粒子によりセンサ周囲の環境が不透明になり、光学的接続が遮断されます。

ナウモフ A.I. RK-2017-01

文学：

1. ディレクトリ。 - トーンデコーダー LM567。 RK-06-2006。
2. ナウモフ A.I. - 赤外線センサー。 RK-09-2006。

周囲、ドア、窓、保護されていない通路を保護するために、ビーム交差を通して動作するアクティブ赤外線検出器が広く使用されています。 検出器は、送信機と受信機という 2 つの主要コンポーネントで構成されており、相互に見通し内にある必要があります。 侵入者が受信装置に入るビームを遮ると、センサーはアラームを生成します。 ほとんどすべての IR ビーム セキュリティ検出器は、複数のビームを 1 つのハウジング内の同期システムに組み合わせています。 ２つ、４つ、またはそれ以上のビームがあってもよい。 このようなセンサーを使用する際の主な問題の 1 つは誤報であるため、これはビーム バリアの高さを高めるとともに、動作の信頼性を向上させるために行われます。 マルチビーム システムは、鳥や落ち葉などの比較的小さな異物がビーム領域に入ったときの誤警報の問題を解決するのに役立ちます。ビーム IR セキュリティ センサーのもう 1 つの大きな問題は、悪天候 (雨、降雪) での誤警報です。 、霧）、環境の透明度が低下します。 このような場合の信頼性は、ビームエネルギーがセンサーをトリガーするために必要な最小閾値を繰り返し超えることによって保証されます。 受信機が太陽光に直接さらされることも干渉の原因となる可能性があります。 ほとんどの場合、これは日没または夜明け、つまり太陽が地平線の低い位置にあるときに起こります。 ロシアの基準によれば、センサーは少なくとも 10,000 ルクスの自然光と、電気照明装置からの少なくとも 500 ルクスの自然光の中で動作し続ける必要があります。 最新のビーム検出器のほとんどは、背景放射をフィルタリングする特別な手段を備えており、一般に照明に対応します。 ただし、背景照明による高いノイズ耐性を確保するには、センサーをセットアップするときにセンサーの位置を正しく調整することが非常に重要です。 私たちの仕事に関して言えば、現場での設置の設計上の特徴により、赤外線セキュリティ検出器の使用が困難な場合があります。 送信機と受信機はエアロック内の壁に取り付ける必要があります。 したがって、装置は一定の高湿度の条件で動作します。 さらに、閘門内の船と壁との間の物理的接触も排除できません。 センサーが単純に潰されてしまうのは明らかです。 適切な設計を探し始めた私たちは、生産自動化で使用される同様のデバイスに注目しました。

非接触物体位置センサー。さまざまなセンサーやアクチュエーターの範囲で比較すると、オートメーションの世界はセキュリティ システムよりもはるかに豊かで多様です。 私たちが選んだのは光学式位置センサーでした。 これらは、制御された空間内の物体の有無を非接触で判定するために設計されています。
これらは、ロボット工学、制御システム、処理、設置など、あらゆる産業プロセスを自動化するために使用されます。 光電センサーは、数ミリメートルから数十、さらには数百メートルの距離にある物体を検出するために使用できます。 あらゆる物体と長距離を登録できるため、フォトセンサーが他のタイプと区別されます。 同様のデバイス: たとえば、誘導性、容量性、超音波など。 光学センサーは、光放射のソース (エミッター) とレシーバーで構成され、同じハウジング (モノブロック センサー) または異なるハウジング (ダブルブロック センサー) に配置できます。 センサーの光源は所定の空間に光放射を生成し、受信機は物体から反射された光束またはその遮断に反応します。

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この記事では、「Make Your OWN Creation」チャンネルの著者が、在来線の交差点に反応するアクティブ赤外線センサーの作り方を紹介します。 たとえば、玄関を通過するときや、 短い距離彼から。

このセンサーは、たとえば店舗の所有者にとって、特定のゾーンを横切る購入者についてすぐに知ることができるようになります。 ワイヤレスで内蔵型です。 任意の場所に設置可能です。 また、レーザーシステムのようにミラーを設置する必要もありません。 動作原理は、コントローラーが物体からの反射信号を発信および受信することです。 これを行うために、ボード上に送信用赤外線 LED と受信用フォトダイオードが取り付けられています。

ビームの範囲は調整可能です。
この記事を読めば、はんだごての使い方を少しでも知っているほとんどすべての DIY 愛好家がこのデバイスを再現できるようになります。

必要な部品の数は最小限です。

1. 赤外線モジュールをリンクします。

2. ブザーまたはツイーター、電圧 5V。

3. 抵抗 4.7 オーム。

4. トランジスタBC558。

5. バッテリーコネクタ。

6. 電圧 5V のバッテリー アセンブリ。これは無線電話から取得できます。 他のバッテリー (たとえば、最も人気のある 18650) と交換することもできます。

7. 電源ボタン (筆者は使用しませんでした。おそらく毎回バッテリーからコネクタを外す必要があるでしょう)。
追伸 すべての部品はラジオ市場または電子部品店で購入できます。

必要な工具と消耗品:
1. はんだごてとはんだ。
2. サイドカッター。
3. プラスドライバー、小さなタッピングネジ。
4. 両面テープ。
5. 小さな発泡プラスチック片。

ということで、ビルド手順。
抵抗器の脚を短くし、基板上の OUT (出力) 接点にはんだ付けし、余分な部分を切り取ります。

さて、トランジスタの真ん中の脚、つまりベースを短くしたので、それを抵抗器にはんだ付けします。

エミッタの右または 3 番目の脚 (トランジスタの位置に注意してください!) は、GND 基板のマイナス端子にはんだ付けされています。

ツイーターのプラス接点は、VCC ボードのプラス接点にはんだ付けされています。

ツイーターのマイナス接点は、トランジスタのコレクタ、つまり最初の左脚に接続されています。

次は電源コネクタの出番です。 プラスのワイヤはボードの VCC に接続され、マイナスのワイヤはボードの GND に接続されます。

バッテリーを接続し、トリミング抵抗で感度を調整し、レンジを手動で変更します。

ドライバーでプラスチックに小さな穴を開け、タッピングネジをねじ込んでボードを固定します。

次に、両面テープをプラスチックに貼り付けてバッテリーに接続し、機能をチェックします。

そして再びテープを使用して、デバイスを壁に取り付けます。

近接センサーは操作の種類によって次のように分類されます。
— 誘導 RSTIセンサー
— 容量性 RSTEセンサー
— 磁気 RSTMセンサー
— レーザ RSTL ビーム交差センサー
これは、Telemecanique の高価なセンサー XUB LAPCN M12R などの類似品です。
— 光学的 RSTO ビーム反射センサー (誘導式および容量式センサーの代わりに強く推奨)

誘導式近接センサー、磁気式近接センサー、静電容量式近接センサーをご用意しております。 レーザーセンサーや光学センサーも製造しています。 すべてのセンサーは産業機器の操作に使用されます。 当社は、企業のあらゆるニーズの 95% をカバーする数種類のセンサーを製造しています。

特に注目に値するのは、XUBLAPCNM12R センサーの最良の代替品が当社の RSTL レーザー センサーであるということです。 より確実に動作します 電気的特性、そして機械的パラメータの観点から。 私たちのセンサーは金属です。

機器のセンサーの適用範囲を知っている専門家は、パラメータに従ってセンサーを選択する必要があります。
— センサーの種類 (誘導、磁気、容量性、レーザー、光学)
— 出力チャンネル PNP または NPN および出力ステータス: クローズまたはオープン
— センサーの直径とデザイン (ネジ付きまたは平面)

製造されたすべてのタイプのセンサーをさらに詳しく紹介します。

金属の接近によってトリガーされる RSTI 誘導センサー:
料金 = 付加価値税を含む 1,416 ルーブル
入力電圧: 10-30V
逆極性保護

適用範囲: コンベヤ、工作機械、コンベヤ、ショットブラスト機、バンドソー、ティッパーおよびプッシャー機構、フィーダー機構、部品在庫管理

任意の物体の接近によってトリガーされる静電容量センサー:
入力電圧: 10-30V
逆極性保護
バージョン: 金属ケースにねじ込み、直径 8mm、12mm、18mm
適用範囲：コンベヤ、工作機械、コンベヤ、ショットブラスト機、バンドソー、ダンプ機構、
供給ユニットの機構、部品の入手可能性の管理

磁石の接近によってトリガーされる磁気センサー RSTM:
入力電圧: 10-30V
逆極性保護
バージョン: 溝内または上からの固定付き
適用範囲: 空気圧シリンダ、空気圧機器、機械化ユニット付き油圧シリンダ、磁気リング付きロッド
センサーは完全に密閉されています。 ステータスLEDを内蔵しています。

ビーム交差によってトリガーされる RSTL レーザー センサー: 料金 = 付加価値税を含む 5,310 ルーブル

センサーパラメータ:
— 直径12mmまたは18mm、金属ケース入り
— 供給電圧 10 ... 30V
— 消費電流 50mA...100mA
— ビーム範囲は5～20メートル
— 受信機によるビームの受信角度 = 軸から 20 度。 （ビームを斜めに受けます）
— 出力電流 = 150mA
— 極性反転に対する保護

送信機には電源が​​供給されます。 それらの。 ワイヤー2本。
電源電圧が受信機に印加され、出力信号が除去されます。 それらの。 ワイヤー3本。
レーザーセンサーの適用範囲: コンベア、トランスファー、移動機構、回転機構、機構の動作リミッター、部品の在庫状況の制御。
セットには投光器と受光器が含まれます。
センサーは、エミッターとレシーバーの間のビームの交差によってトリガーされます。
センサーに内蔵 LEDインジケーター状態。
さらに、M18 センサーは PNP モードと NPN モードの両方でオンにすることができます。 あらゆる種類のコントローラーや機器に適用できます。

表面からの光の反射によってトリガーされる RSTO 光学センサー:
料金 = 付加価値税を含む 4,484 ルーブル
入力電圧: 10-30V
逆極性保護
バージョン: 直径 M18 の金属ケースにねじ込み式

在来線と物体の交差や、設置したセンサよりも近い位置に物体が接近することを制御する必要がある場合に使用します。
適用範囲: オブジェクトの位置の監視、メカニズムの監視、部品の可用性の監視

光学センサーは、ビームが部品または物体の表面から反射されるとトリガーされます。
最も実用的で便利なセンサーの 1 つです。 センサー自体を影響から隠すことができます
センサーハウジングを損傷する可能性のある機構が搭載されています。
動作範囲は、表面の種類に応じて調整できます。
反射、シルバー、ミラー：10cm～100cm
グレーマット、ブラックマット：3cm～50cm
センサ本体に検出距離調整器と状態表示用LEDを内蔵しています。
さらに、センサーは PNP モードと NPN モードの両方でオンにすることができます。 あらゆるタイプのコントローラーや機器に適用できます。

誘導センサーや容量センサーの代わりに光学センサーを使用することをお勧めします。システムはより安定します。
その理由は次のとおりです。誘導センサーと容量センサーの場合、物体までの距離が重要です。
移動の機械化と装置のバックラッシュにより、2 ～ 5 mm の安定した動きを確保することが困難な場合があり、物体や旗までの距離が到達できないためにセンサーが機能しない瞬間が発生します。
光学式センサーは機構のガタや振動を恐れず、調整されたクリアランスでも動作します。

出力ワイヤには異なる色があるため、混乱するのは非常に困難です。
青 - マイナス電源
レッド(ブラウン) - プラス
黒 - 終了
ホワイト - PNP - NPNモード

PNP または NPN タイプに応じたセンサー接続図:

センサーは、物体や機構を監視するために産業界で使用されています。
センサーからの信号はコントローラーに送信され、コントローラーはこのデータを処理し、センサーからの信号に従って動作します。
機器の品質と中断のない動作は、センサーの品質に 90% 依存します。
すべての電気技師と電力技術者はこれを知っています。

場合によっては、センサーの不安定な動作が機器の機構の故障につながる可能性があり、その結果、機構を制御する電気モーターの故障や空圧システムや油圧システムの損傷につながることがあります。 さらに、装置で処理された製品自体も損傷を受ける可能性があることを考慮する必要があります。 それらの。 80% の場合、機器の故障の原因はセンサーです。 また、故障が発生した場合は、機器のダウンタイムが発生し、場合によっては高額な修理が自動的に始まります。

重要経験豊富で責任ある担当者がセンサーを選択するようにしてください。 また、センサーの選定を誤ることにより、機器の誤動作や故障が発生する可能性があります。 コンベヤ ラインの故障の簡単な例を次に示します。
電気技師は、キャリッジの動きを制御するために誘導センサーを選択しました。このセンサーは、金属製の旗の存在によってトリガーされる必要があります。 インストールされました。 1ヶ月間はうまくいきました。 機構の整備の過程で、誰かが誤って移動フラグの上にミトンを投げつけ、その結果、コンベアが制限されたパーティションに近づいたときに、センサーが金属の存在を認識しませんでした。 金属までの距離は約20mmでした。 したがって、センサーはキャリッジが元の位置に戻ったことを信号しませんでした。
その結果、キャリッジ モーターの張力が解除されず、機構が金属製のパーティションに接触してしまいました。 エンジンは約5分間停止し、煙を出し始めました。 合計すると次のようになります。
1. 焼き切れたエンジン
2. 機器のダウンタイム
3. 機器の機能を回復するための時間と費用の損失

結論としては、 この場合次のオプションのいずれかを使用する必要がありました。
- または単純な機械式リミットスイッチ
- または静電容量センサー
- またはビーム交差用のレーザーセンサー

機器を問題なく動作させるには、適切なセンサーのタイプを選択することが重要です。