Em nosso dia-a-dia, nos acostumamos a implementar diferentes tipos de circuitos de sensores usando vários tipos de sensores, como Sensor infravermelho , sensor de temperatura, sensor de pressão, sensor PIR e assim por diante. Freqüentemente, observamos sistema de abertura automática de porta baseado em circuito de sensor PIR, sistema de luz de rua automática baseado em circuito de sensor LDR, circuito de sensor piezoelétrico baseado sistema de geração de energia , Sistema de sinal de tráfego baseado em circuito de sensor IR, sistema de detecção de obstáculos baseado em circuito de sensor ultrassônico e assim por diante.
Aqui, neste artigo, vamos discutir sobre o circuito e funcionamento do sensor de proximidade simples. Mas, antes de discutir em detalhes sobre os sensores de proximidade, principalmente, devemos saber o que realmente significa o sensor de proximidade?
Sensor de proximidade
Um sensor que pode ser usado para detectar a presença de objetos ao seu redor sem ter nenhum contato físico é denominado sensor de proximidade. Isso pode ser feito usando o campo eletromagnetico ou feixe de radiação eletromagnética em que o campo ou sinal de retorno muda na ocorrência da presença de algum objeto em seu entorno. Este objeto detectado pelo sensor de proximidade é denominado como um alvo.
Sensor de proximidade
Assim, se discutirmos sobre diferentes tipos de alvos, como alvo de plástico, alvo de metal, e assim por diante, requer diferentes tipos de sensores de proximidade, como sensor de proximidade capacitivo ou sensor de proximidade fotoelétrico, sensor de proximidade indutivo, sensor de proximidade magnética e assim por diante. A faixa na qual o sensor de proximidade é capaz de detectar um objeto é denominada faixa nominal. Ao contrário dos outros sensores, os sensores de proximidade podem durar por uma vida longa e ter uma confiabilidade muito alta, pois não existem peças mecânicas, bem como nenhum contato físico existe entre o sensor e o objeto detectado.
Diagrama do circuito do sensor de proximidade
Diagrama de blocos do circuito do sensor de proximidade
Vamos discutir sobre o circuito do sensor de proximidade indutivo que é usado com mais frequência em muitas aplicações. O diagrama do circuito do sensor de proximidade é mostrado na figura acima, que consiste em diferentes blocos, como o bloco oscilador, bobina de indução elétrica , fonte de alimentação, regulador de tensão, etc.
Princípio de funcionamento do sensor de proximidade
O circuito do sensor de proximidade indutivo é usado para detectar os objetos de metal e o circuito não detecta nenhum objeto além de metais. O diagrama do circuito do sensor de proximidade acima representa o campo produzido pela bobina, que é gerado ao fornecer um fonte de energia . Sempre que este campo for perturbado pela detecção de qualquer objeto de metal (quando um objeto de metal entrar neste campo), uma corrente parasita será gerada e circulará dentro do alvo.
Diagrama do circuito do sensor de proximidade quando o alvo é detectado
Devido a isso, será causada carga no sensor que diminui a amplitude do campo eletromagnético. Se o objeto de metal (chamado de alvo, como discutimos anteriormente neste artigo) for movido em direção ao sensor de proximidade , então a corrente parasita aumentará de acordo. Assim, a carga no oscilador aumentará, o que diminui a amplitude do campo.
O bloco de gatilho nas proximidades circuito sensor é usado para monitorar a amplitude do oscilador e em níveis específicos (níveis pré-determinados) o circuito de disparo liga ou desliga o sensor (que está em sua condição normal). Se o objeto de metal ou alvo for movido para longe do sensor de proximidade, a amplitude do oscilador aumentará.
Forma de onda do oscilador do sensor de proximidade
A forma de onda do oscilador do sensor de proximidade indutivo na presença do alvo e na ausência do alvo pode ser representada como mostrado na figura acima.
Tensões operacionais do circuito do sensor de proximidade
Hoje em dia, sensores de proximidade indutivos estão disponíveis com diferentes tensões de operação. Esses sensores de proximidade indutivos estão disponíveis nos modos CA, CC e CA / CC (modos universais). A faixa de operação dos circuitos do sensor de proximidade é de 10 V a 320 V CC e 20 V a 265 V CA.
Fiação do circuito do sensor de proximidade
A fiação do circuito do sensor de proximidade é feita conforme mostrado na figura abaixo. Dependendo do condição do transistor com base na ausência do alvo, as saídas do sensor de proximidade são consideradas como NC (normalmente fechado) ou NO (normalmente aberto).
Fiação do circuito do sensor de proximidade
Se a saída PNP estiver baixa ou desligada enquanto o alvo estiver ausente, podemos considerar o dispositivo normalmente aberto. Da mesma forma, se a saída PNP estiver alta ou ligada enquanto o alvo estiver ausente, podemos considerar o dispositivo normalmente fechado.
Tamanho do alvo do circuito do sensor de proximidade
Uma superfície plana e lisa com uma espessura de 1 mm e feita de aço macio pode ser considerada como alvo padrão. Existem vários graus em que o aço está disponível e o aço doce é feito de uma composição de carbono e ferro (teor mais alto). O alvo padrão com sensores blindados terá lados iguais ao diâmetro da face sensora. Os lados do alvo com sensores não blindados são iguais a um maior entre os dois, ou seja, o diâmetro da face de detecção ou três vezes a faixa operacional nominal.
Tamanho do alvo do circuito do sensor de proximidade
Mesmo assim, o tamanho do alvo é maior do que o alvo padrão, não haverá alteração na faixa de detecção. Mas, se o tamanho do alvo se tornar menor que o alvo padrão ou irregular, a distância de detecção diminuirá. Assim, podemos dizer que, tão pequeno quanto o tamanho do alvo, então o alvo deve ser movido para mais perto da face sensora para ser detectado.
Aplicações de circuito de sensor de proximidade
O circuito do sensor de proximidade pode ser usado para diferentes aplicações, algumas aplicações do circuito do sensor de proximidade são descritas abaixo:
Circuito Detector de Metal Simples
Um detector de metal simples pode ser projetado usando sensor de proximidade, campainha e circuito LC (indutor conectado em paralelo com o capacitor), que são conectados conforme mostrado no diagrama de circuito acima. Este circuito fará com que o LED acenda e soe uma campainha sempre que detectar objetos de metal ou alvos.
Sensor de proximidade em celulares
Este circuito sensor de proximidade é freqüentemente usado em celulares (smartphones ou telefones com tela de toque) que usamos no nosso dia-a-dia. Se este sensor for movido perto da orelha ou colocado na sombra ou tocado, a luz da tela do celular é desligada, evitando o toque da tela do celular (evita o contato da tela com o rosto ou dedos) durante as chamadas ( com base no requisito). Os interruptores sensíveis ao toque podem ser implementados usando circuitos de sensores de proximidade e circuitos de sensores de proximidade podem ser usados para projetar projetos robóticos de detector de metais.
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