سنسور نوری شیاردار آتونیکس BS5-L2M از سری BS5، برای تشخیص عبور یا حضور اجسام غیرشفاف در یک شکاف ثابت پنج میلی‌متری طراحی شده است. این مدل بدنه تیپ L، خروجی ترانزیستوری NPN و اتصال کانکتوری دارد و با تغذیه پنج تا بیست‌وچهار ولت DC کار می‌کند. فرستنده و گیرنده نور در دو طرف شیار و داخل یک بدنه قرار گرفته‌اند؛ در نتیجه، عبور قطعه از میان آن‌ها مسیر نور را قطع کرده و وضعیت خروجی را مطابق حالت انتخاب‌شده تغییر می‌دهد.
این ساختار برای تشخیص زبانه مکانیکی، موقعیت مرجع، عبور لبه قطعه و تولید پالس از حرکت اجسام مناسب است. انتخاب صحیح آن به عرض و عمق شیار، شکل پایه نصب، ابعاد قطعه عبوری، سرعت حرکت و سازگاری خروجی با مدار کنترل وابسته است.
روش تشخیص دوطرفه در یک بدنه یکپارچه
BS5-L2M از روش نوری دوطرفه یا Through-beam استفاده می‌کند. در این آرایش، نور از فرستنده مستقیماً به گیرنده می‌رسد و تشخیص با قطع این مسیر انجام می‌شود. قرارگرفتن هر دو بخش در یک بدنه، فاصله و هم‌راستایی آن‌ها را در ساختار سنسور تثبیت می‌کند.
از نظر عملکرد، قطعه باید هنگام عبور از شیار، نور را به‌اندازه کافی مسدود کند. به همین دلیل، جنس و میزان عبور نور از هدف اهمیت دارد. جسم شفاف یا نیمه‌شفاف ممکن است مانند یک زبانه فلزی مات عمل نکند، حتی اگر ابعاد ظاهری مشابهی داشته باشد.
مدار الکترونیکی لازم برای ارائه خروجی سوئیچینگ در خود سنسور قرار دارد؛ بنابراین در کاربرد معمول، خروجی آن مستقیماً به ورودی سازگار مدار کنترل متصل می‌شود. نتیجه تشخیص به‌صورت وضعیت روشن یا خاموش خروجی ارائه می‌شود و این مدل مقدار فاصله جسم را اندازه‌گیری نمی‌کند.
عرض پنج میلی‌متری شیار و عمق نه میلی‌متری
فاصله تشخیص نامی پنج میلی‌متر، به فاصله میان فرستنده و گیرنده در عرض شیار اشاره دارد. قطعه عبوری باید با درنظرگرفتن لقی و خطای حرکت، در این فضای مکانیکی جا بگیرد و محور نور را قطع کند.
عمق شیار این خانواده نه میلی‌متر است. این مشخصه با عرض پنج میلی‌متری تفاوت دارد و در تعیین میزان ورود زبانه یا قطعه به دهانه سنسور اهمیت پیدا می‌کند. صرفاً کوچک‌بودن ضخامت قطعه نسبت به عرض شیار، برای اطمینان از تشخیص کافی نیست؛ موقعیت لبه قطعه نسبت به محور نوری نیز باید درست باشد.
در طراحی مکانیزم، لنگی محور، لرزش، تلرانس مونتاژ و تغییر موقعیت قطعه در طول حرکت باید بررسی شوند. تماس مداوم قطعه با دیواره شیار می‌تواند باعث سایش یا جابه‌جایی سنسور شود؛ بنابراین فاصله آزاد مکانیکی باید مستقل از شرط قطع نور در نظر گرفته شود.
منبع نور و ابعاد هدف قابل تشخیص
منبع نور این مدل، LED مادون‌قرمز با طول موج نهصد و چهل نانومتر است. هدف تشخیص باید غیرشفاف باشد و اندازه هدف مرجع در راهنمای سازنده هشت دهم در دو میلی‌متر ذکر شده است.
این ابعاد باید با توجه به جهت عبور و نحوه پوشاندن محور نور تفسیر شوند. برای مثال، یک زبانه باریک که از کنار مسیر پرتو عبور می‌کند، ممکن است با وجود داشتن طول کافی، قطع نور مطمئنی ایجاد نکند. به همین دلیل، بررسی ابعاد قطعه باید همراه با موقعیت واقعی نصب انجام شود.
برای کاربردهایی مانند تشخیص نقطه مرجع یک مکانیزم، طراحی زبانه‌ای با سطح مسدودکننده کافی و مسیر حرکت تکرارپذیر، حاشیه عملکرد مناسبی ایجاد می‌کند. استفاده از کوچک‌ترین هدف قابل تشخیص، بدون توجه به تلرانس‌ها، لزوماً بهترین انتخاب مکانیکی نیست.
بدنه تیپ L و ابعاد نصب
ابعاد بدنه BS5-L2M برابر با عرض بیست‌وشش و پنج دهم، ارتفاع پانزده و چهار دهم، عمق سیزده و سه دهم میلی‌متر است. تیپ L، شکل مکانیکی بدنه و محل پایه‌های نصب را مشخص می‌کند و در انتخاب جایگزین برای سنسور موجود اهمیت دارد.
دو سنسور با فاصله تشخیص و خروجی یکسان ممکن است به دلیل تفاوت در شکل پایه، محل محور نوری یا جهت خروج کانکتور، قابل جایگزینی مستقیم نباشند. بنابراین هنگام تعویض، علاوه بر کد الکتریکی، نقشه مکانیکی نیز باید بررسی شود.
جانمایی مناسب باید امکان عبور آزاد قطعه، اتصال سوکت و دسترسی برای نظافت ناحیه نوری را فراهم کند. در ماشین‌هایی با فضای محدود، ابعاد خود بدنه تنها بخشی از فضای موردنیاز است و فضای سوکت و خم کابل رابط نیز باید لحاظ شود.
تغذیه DC و الزامات مدار الکتریکی
محدوده تغذیه این مدل پنج تا بیست‌وچهار ولت DC است. در مشخصات سازنده، تلرانس تغذیه مثبت و منفی ده درصد و حداکثر ریپل پیک‌تاپیک ده درصد اعلام شده است. جریان مصرفی سنسور نیز حداکثر سی میلی‌آمپر است.
این مشخصات اجازه می‌دهند سنسور در مدارهایی با سطوح متداول پنج، دوازده یا بیست‌وچهار ولت DC استفاده شود، مشروط بر اینکه ولتاژ واقعی روی پایه‌های سنسور در محدوده مجاز باقی بماند. افت ولتاژ مسیر، کیفیت منبع تغذیه و اشتراک مسیر برگشت جریان با بارهای پرمصرف می‌توانند بر عملکرد مدار اثر بگذارند.
جریان مصرفی سنسور با جریان بار خروجی متفاوت است. هنگام انتخاب منبع تغذیه، مصرف خود سنسور و مصرف بار یا ورودی متصل به آن باید مطابق آرایش مدار بررسی شوند.
خروجی NPN و سازگاری با ورودی کنترلر
خروجی BS5-L2M از نوع NPN کلکتور باز است. در حالت فعال، ترانزیستور خروجی مسیر عبور جریان به سمت صفر ولت را برقرار می‌کند؛ بنابراین بار یا ورودی گیرنده باید با این منطق اتصال سازگار باشد.
حداکثر ولتاژ بار سی ولت DC، حداکثر جریان بار صد میلی‌آمپر و حداکثر افت ولتاژ خروجی در حالت روشن، یک و دو دهم ولت اعلام شده است.
در اتصال به PLC، تنها بررسی ولتاژ نامی کافی نیست. نحوه اتصال مشترک ورودی، جهت جریان و آستانه تشخیص روشن و خاموش باید با خروجی NPN تطابق داشته باشند. در مدار مناسب این خروجی، بار میان مثبت تغذیه و ترمینال خروجی قرار می‌گیرد و مسیر جریان از بار به سمت خروجی سنسور است.
صد میلی‌آمپر، حد مجاز جریان خروجی است و نباید آن را جریان مصرفی دائمی سنسور در نظر گرفت. برای بارهایی با جریان بالاتر یا شرایط راه‌اندازی متفاوت، باید رابط مناسب طراحی شود.
انتخاب Light-ON و Dark-ON
این مدل قابلیت انتخاب دو حالت Light-ON و Dark-ON را دارد. در حالت Light-ON، دریافت نور باعث فعال‌شدن خروجی می‌شود؛ در حالت Dark-ON، قطع نور باعث فعال‌شدن خروجی خواهد شد.
انتخاب حالت از طریق پایه کنترل انجام می‌شود. مطابق راهنمای این خانواده، اتصال پایه کنترل به مثبت تغذیه، حالت Light-ON را انتخاب می‌کند و بازگذاشتن آن، حالت Dark-ON را در اختیار می‌گذارد. پایه بدون اتصال باید به‌گونه‌ای مهار شود که تماس ناخواسته پیدا نکند.
این انتخاب باید با منطق برنامه کنترل هماهنگ باشد. برای مثال، اگر هدف آن است که حضور زبانه داخل شیار به‌عنوان سیگنال فعال ثبت شود، حالت قطع نور اهمیت پیدا می‌کند. اگر برنامه بر مبنای آزادبودن مسیر نور نوشته شده باشد، انتخاب متفاوت خواهد بود. انتخاب این حالت، نوع الکتریکی خروجی را تغییر نمی‌دهد.
نشانگر قرمز و تفسیر صحیح وضعیت سنسور
نشانگر قرمز BS5-L2M با دریافت نور روشن می‌شود. بنابراین روشن‌بودن LED را باید ابتدا به وضعیت مسیر نوری نسبت داد.
در حالت Light-ON، روشن‌شدن نشانگر با فعال‌شدن خروجی هم‌جهت است. در حالت Dark-ON، با مسدودشدن نور، نشانگر خاموش می‌شود و خروجی فعال می‌گردد. این تفاوت هنگام عیب‌یابی اهمیت دارد؛ زیرا مشاهده LED بدون توجه به حالت انتخاب‌شده می‌تواند به برداشت اشتباه از وضعیت خروجی منجر شود.
در راه‌اندازی، بهتر است وضعیت سنسور در دو حالت شیار آزاد و شیار مسدود بررسی شود و هم‌زمان تغییر ورودی کنترلر نیز مشاهده گردد. این بررسی، منطق نوری و منطق الکتریکی مدار را کنار یکدیگر مشخص می‌کند.
سرعت پاسخ و کاربرد در شمارش پالس
زمان پاسخ اعلام‌شده در حالت Light-ON حداکثر بیست میکروثانیه و در حالت Dark-ON حداکثر صد میکروثانیه است. فرکانس پاسخ نامی سنسور نیز دو کیلوهرتز اعلام شده است.
زمان پاسخ یک تغییر وضعیت، با حداکثر تعداد چرخه‌های قابل تشخیص در ثانیه یکسان نیست. در کاربرد شمارش، مدت قطع نور، مدت دریافت نور و توانایی ورودی کنترلر برای ثبت پالس همگی اهمیت دارند.
برای نمونه، فرض کنید یک دیسک بیست شیار مؤثر داشته باشد و با سرعت سه‌هزار دور در دقیقه بچرخد. سرعت آن پنجاه دور در ثانیه است؛ در نتیجه، هزار چرخه عبور شیار در ثانیه ایجاد می‌شود. این محاسبه، نرخ موردنیاز را مشخص می‌کند، اما تأیید عملکرد همچنان به عرض شیارها، نسبت زمان روشن و خاموش و مشخصات ورودی شمارنده وابسته است.
اگر ورودی معمولی PLC پالس‌های کوتاه را ثبت نکند، سرعت خود سنسور مشکل را برطرف نمی‌کند؛ باید ورودی مناسب یا قابلیت شمارش سریع کنترلر نیز در نظر گرفته شود.
اتصال کانکتوری و نقش چهار پایه
BS5-L2M از نوع کانکتوری است و کابل متصل دائمی ندارد. اتصال آن چهار پایه دارد که برای مثبت تغذیه، صفر ولت، خروجی و انتخاب حالت عملکرد استفاده می‌شوند.
سوکت‌های سازگار این مدل شامل CT-01، CT-02 و CT-02-F هستند. انتخاب سوکت باید با جهت اتصال، فضای نصب و نوع کابل رابط موردنیاز هماهنگ باشد. چهارپایه‌بودن اتصال به معنای وجود چهار خروجی مستقل نیست. همچنین نداشتن کابل متصل به بدنه، مانع استفاده از سوکت دارای کابل رابط نمی‌شود.
هنگام سیم‌بندی، ترتیب پایه‌ها باید از روی نقشه همان مدل و سوکت بررسی شود. راهنمای سازنده استفاده از سوکت را توصیه می‌کند و درباره احتمال آسیب در صورت لحیم‌کاری مستقیم روی پایه‌های سنسور هشدار می‌دهد.
جنس بدنه و شرایط محیطی
بدنه سنسور از PBT و بخش نوری از PC ساخته شده است. درجه حفاظت آن IP50 و محدوده دمای کار منفی بیست تا مثبت پنجاه‌وپنج درجه سانتی‌گراد است.
این درجه حفاظت، مبنایی برای استفاده در معرض شست‌وشو یا پاشش آب فراهم نمی‌کند. در محیط دارای روغن، ذرات یا گردوغبار، آلودگی ناحیه نوری نیز باید بررسی شود؛ زیرا پوشیده‌شدن سطح فرستنده یا گیرنده می‌تواند دریافت نور را مختل کند.
برای حفظ عملکرد پایدار، طراحی محل نصب باید امکان بازدید و تمیزکردن ناحیه شیار را فراهم کند. همچنین نور مزاحم مستقیم و تغییرات مکانیکی مسیر عبور هدف باید در آزمون واقعی دستگاه بررسی شوند.
انتخاب و خرید سنسور BS5-L2M
این مدل برای تشخیص اجسام غیرشفاف در فضای محدود، کنترل موقعیت زبانه‌ها و دریافت پالس از حرکت قطعات قابل بررسی است. پیش از سفارش، عرض و عمق شیار، ابعاد تیپ L، نوع خروجی NPN، ولتاژ تغذیه و سوکت موردنیاز را با طراحی دستگاه تطبیق دهید.
برای استعلام قیمت و موجودی سنسور نوری شیاردار آتونیکس BS5-L2M و بررسی سازگاری آن با ورودی کنترلر و شرایط نصب، با مهندسی بازرگانی آوا الکتریک به شماره 03191091031 تماس بگیرید.
هنوز نظری ثبت نشده است. اولین نفر باشید!