حسگرهای نوری یکی از پیشرفتهای قابل توجه در صنایع فناوری و الکترونیک هستند و از طریق بررسی تغییرات نوری، کمیتهای مختلف نظیر حضور و نزدیکی اجسام را تشخیص میدهند. این سنسورها کاربردهای وسیع و گستردهای در صنایع مختلف دارند. فناوری سنسور نوری که از نور به عنوان منبعی برای شناسایی و اندازه گیری پارامترهای مختلف استفاده میکند، در بخشهای مختلفی از جمله ارتباطات نوری، پزشکی، لوازم خانگی و اتوماسیون صنعتی استفاده میشود. در این مقاله از شاون تجهیز قصد داریم تا به بررسی ساختمان سنسور نوری و کاربرد و عملکرد آن بپردازیم.
سنسور نوری چیست؟
سنسور نوری یک دستگاه الکترونیکی است که به منظور اندازه گیری و تشخیص میزان نور و تغییرات ناشی از آن در محیط مورد استفاده قرار میگیرد. از این سنسور در کنترل و نظارت بر فرآیندهای تولید استفاده میشود. سنسورهای نوری با ساطع کردن نور و دریافت آن، تغییرات سیگنالهای نوری را بررسی کرده و به این ترتیب اطلاعاتی از قبیل حضور یک جسم، شکل، فاصله و حتی رنگ آن را برای یک سیستم فراهم میکنند.
سنسورهای نوری یک طرفه، سنسورهای نوری دو طرفه، دستگاه رسانای نوری، سلولهای خورشیدی، فتودیودها و فوتوترانزیستورها از انواع مختلف سنسورهای نوری هستند که به وفور مورد استفاده قرار میگیرند.
عملکرد سنسور نوری
- حسگر نوری کاربردهای مختلفی در اتوماسیون صنعتی دارد که مهمترین آنها شامل موارد زیر میشود:
- این حسگرها برای نظارت بر سکوهای دریایی و همچنین در مانیتورینگ قدرت خط و نظارت بر چاه استفاده میشود.
- صنعت نفت و گاز مانند نظارت بر خطوط لوله
- سنسورهای نوری با حساسیت بالا را میتوان برای تشخیص عبور و مرور افراد، روی درها به کار برد.
- سنسورهای فوتوالکتریک همچنین میتوانند برای نظارت بر پرههای توربین بادی استفاده شوند.
- کارواشها از حسگرهای نوری برای کنترل حرکت خودروها استفاده میکنند.
- درب اتوماتیکی که با ورود فرد به طور خودکار باز و بسته میشود، به دلیل همین سنسور نوری است که در دربهای آسانسور، دربهای کنترل تردد و غیره هم استفاده میشود.
- با توجه به ساختمان سنسور نوری، از این حسگرها برای تشخیص اجسام شفاف و حفرههای شیشهای در کارخانهها و خطوط تولید استفاده میشوند.
- سنسورهای نوری اغلب در صنایع بستهبندی و توزین نیز کاربرد دارند.
ساختمان سنسور نوری
در این قسمت قصد داریم به این سوال که ساختمان سنسور نوری چیست، پاسخ دهیم. سنسور نوری که چشم نوری نامیده میشود، عمدتاً از یک فرستنده نور و یک گیرنده که نور با شدتهای مختلف دریافت میکند، تشکیل شدهاست. با مسدود کردن یا انعکاس نور ساطع شده توسط جسم مورد اندازه گیری، میزان نوری که به گیرنده میرسد تغییر میکند. گیرنده این تغییر در شدت نور را تشخیص میدهد، آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند و منتشر میکند. منبع نور ذکر شده برای اکثر سنسورهای فوتوالکتریک، نور مادون قرمز یا مرئی است (رنگ نور به طور کلی قرمز یا سبز است و از نور آبی برای شناسایی رنگ استفاده میشود). ساختمان سنسور نوری از سه بخش اصلی تشکیل میشود: فرستنده، گیرنده و خروجی.
- بخش فرستنده نور را از یک حسگر، معمولا یک دیود ساطع کننده نور ارسال می کند. گیرنده سنسور نور از یک ترانزیستور تشکیل شدهاست. پس از تشخیص نور ارسال شده توسط فرستنده، گیرنده آن را به یک سیگنال آنالوگ کوچک تبدیل میکند.
- قسمت خروجی مدار، سیگنال آنالوگ دریافتی در گیرنده را به سیگنال دیجیتال یا آنالوگ ON/OFF تقویت شده تبدیل میکند. این سیگنالهای خروجی تقویت شده را میتوان در قسمتهای دیگر مانند تایمر، شمارنده، رله یا سایر قطعات به کار گرفت.
تست و نصب سنسور نوری
حال که با ساختمان سنسور نوری آشنا شدیم، بهتر است به نکاتی که باید برای تست و نصب سنسور نوری رعایت شود نیز مسلط شویم.
اتصالات را بررسی کنید
قبل از نصب سنسور نوری، ابتدا باید وضعیت اتصال را بررسی کنید. مطمئن شوید که تمام سیمها به درستی به مدار وصل شدهاند.
از منبع نور موجود استفاده کنید
سنسور را در معرض یک منبع نور معمولی قرار دهید و خروجی را مشاهده کنید. اگر سنسور به درستی کار کند، خروجی آن با تغییر نور تغییر میکند. برای تست دقیق تر، از یک منبع نور مخصوص مانند فلاش یا لامپ سفید استفاده کنید و عملکرد سنسور را بررسی کنید.
از تنظیمات حساسیت استفاده کنید
بسیاری از سنسورهای نوری دارای تنظیمات حساسیت هستند. با تغییر این تنظیمات، میتوانید حساسیت سنسور را متناسب با نیاز خود تنظیم کنید.
نکاتی که برای نصب سنسور نوری باید در نظر گرفتهشوند را در ادامه توضیح میدهیم.
مکان مناسب را انتخاب کنید
برای نصب سنسور نور، مکانی را انتخاب کنید که دسترسی آسان به منبع نور داشتهباشد. همچنین مراقب باشید که سنسور را در معرض نور مستقیم خورشید قرار ندهید.
ارتفاع مناسب
ارتفاع مناسب برای نصب سنسور نوری نیز بسیار اهمیت دارد. بسته به نوع سنسور و محیط استفاده، ارتفاع نصب مناسب را انتخاب کنید.
وصل کردن سنسور به مدار
سنسور را به مدار مناسب وصل کنید. بررسی کنید که اتصال صحیح است و هیچ وقفهای در اتصال وجود ندارد.
توجه به تنظیمات
اگر سنسور شما تنظیمات متفاوتی دارد، آنها را متناسب با نیازهای محیطی خود تنظیم کنید.
بررسی نهایی
پس از نصب، برای آخرین بار با استفاده از منابع مختلف نور، عملکرد سنسور را بررسی کنید. اطمینان حاصل کنید که سنسور به تغییرات نور به درستی پاسخ میدهد.
تنظیمات نهایی
بهتر است تنظیمات نهایی را بررسی کنید و مطمئن شوید که تمام پارامترها به درستی تنظیم شده اند.
ثبت و ذخیره دادهها
اگر پروژه شما نیاز به ضبط و ذخیره دادههای حسگرها دارد، سیستم ثبت دادهها را فعال کنید. این مرحله میتواند برای مراجعات بعدی و تحلیل دقیق سودمند باشد.
تست دقت و عملکرد
تست کامل سنسورهای خود را انجام دهید تا از عملکرد صحیح آنها در شرایط مختلف اطمینان حاصل کنید. این شامل آزمایش در شرایط مختلف نور، آزمایش با اجسام مختلف و آزمایش در دما و رطوبت مختلف است.
امنیت و پایداری
ایمنی سیستم خود را در نظر بگیرید و اطمینان حاصل کنید که حسگرهای نوری بدون خطر برای محیط زیست و افراد به درستی کار میکنند. همچنین ثبات سیستم را در طول زمان ارزیابی کنید.
توسعه و بهینهسازی
اگر نیاز به بهبود عملکرد حسگر دارید، توسعه و بهینهسازی را در نظر بگیرید. میتوانید عملکرد سنسور را با افزودن تجهیزات جانبی یا تغییر تنظیمات بهبود بخشید.
دورههای آموزشی
اگر حسگرهای نوری بخشی از یک پروژه بزرگتر هستند، تیم خود را با ویژگیها و تنظیمات آنها آشنا کنید.
پشتیبانی فنی
در صورتی که با سنسور نوری خود مشکل دارید یا نیاز به پشتیبانی فنی دارید، با سازنده تماس بگیرید و مشکلات را به سرعت حل کنید.
سخن پایانی
در این مقاله در مورد ساختمان سنسور نوری و عملکرد آن بحث شد. به علاوه به نکات لازم برای تست و نصب سنسور نوری نیز اشاره کردیم. با رعایت این نکات، شما قادر به تست سنسور نوری و نصب آن در پروژههای خود به بهترین شکل ممکن خواهید بود. این اقدامات شما را از عملکرد مطلوب و ثبات سنسور پایداری سنسور مطمئن خواهند ساخت.