چشم نوری چیست؟

امروزه دستگاه های الکترونیکی بسیاری به وجود آمده اند که سبب می شود زندگی بشر راحت تر و آسوده تر گردد. این دستگاه های الکترونیکی همان گونه که از نام آن ها مشخص است با نیروی برق کار می کنند و در زمینه های مختلف طراحی و تولید شده اند. تمامی کشورها سعی داشته اند که انواع دستگاه های الکترونیکی را خودشان تولید کنند و در صورت نیاز آن را به کشور های دیگر صادر کنند.

یکی از دستگاه های الکترونیکی که در صنعت ساختمان سازی و در تمامی ساختمان ها به کار می رود، چشم نوری است. باید بیان شود که در این مقاله از وب سایت آژند برق به چشم نوری و انواع آن و همچنین کاربردهای این دستگاه قدرتمند اشاره می کنیم، بنابراین برای کسب اطلاعات لازم درباره چشم نوری یا همان چشم الکترونیک تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.

چشم الکترونیک

چشم الکترونیک دستگاهی است که دقیق، ظریف و حساس برای کنترل حرکت و جابه جایی اشیا یا افراد توسط نور است. فقط کافی است که مقدار نور کافی به سلول حساس دستگاه چشم الکترونیکی بتابد. به محض آنکه شیئی یا فردی از جلوی دستگاه عبور کند و تابش نور به دستگاه کم شود دستگاه چشم الکترونیکی واکنش نشان می دهد.

ساختار چشم الکتریکی

چشم الکتریکی سلولهای فوتو الکتریک و سلول های نوری همه ابزاری هستند که ویژگی های الکتریکی آن با تغییر در تابش نور تغییر می کند. معمول ترین چشم الکترونیکی از ۲ الکترود مجزا از اجسام نیمه هادی حساس به نور تشکیل شده است. معمولا چشم الکتریکی دارای یک باطری یا یک منبع الکتریسیته است. وقتی نور به جسم نیمه حادی چشم الکتریکی برخور می کند جریان در مدار بر اساس شدت نور کاهش یا افزایش می یابد.

چشم الکتریکی از اجزای زیر تشکیل شده است:
• مقاومت های مورد نیاز در ابعاد مختلف و LDR) Resistors Dependant Light)
• خازن الکترولیت
• خازن ها
• ترانزیستور
• سلول فتورزیستانس (CDS)
• پتانسیومتر
• IC
• افزودنی ها مانند بلندگو و غیره

انواع چشم الکتریکی

چشم الکتریکی گاهی به صورت یک قطعه در یک مدار قرار داده می شود مانند:
• مقاومت های نوری: متناسب با شدت نور مقاومتش کم شده و جریان بیشتری را از خود عبور می دهد.
• فتودیودهای مادون قرمز: در کنترل های لوازم صوتی و تصویری استفاده می شود.
• فتو ترانزیستور مادون قرمز:مانند سایر ترانزیستورها عمل می کند.
• چشم های الکترونیکی که به صورت مدار مجتمع ساخته می شوند.: در وسایل صوتی تصویری، کولر، پنکه و … استفاده می شوند.
• سنسورهای PIRدر دزدگیر ها و لایتینگها کاربرد زیادی دارند.

البته باید به این نکته نیز توجه داشت که سنسورهایی وجود دارند که به آنها چشم الکتریکی می گویند ولی در واقع عملکرد آنها از طریق دیدن صورت نمی گیرد بلکه از طریق شنیدن انجام می شود. به این سنسورها التراسونیک گفته می شود که البته در چشم دزدگیر اتومبیل استفاده می شود.

چشم نوری چیست؟

چشم نوری یا همان چشم الکترونیکی به سنسور یا دستگاهی گفته می شود که نسبت به تغییرات نور مرئی یا نور غیرمرئی (اشعه مادون قرمز) واکنش نشان می دهد. چشم نوری دستگاهی است که حرکت را در محدوده تحت پوشش خود تشخیص داده و اقدام به انجام کارهایی که از قبل برای آن ها برنامه ریزی شده اند می کنند. چشم های نوری را می توان در منازل، ادارات، ماشین ها و… به منظور ثبت تردد و یا دزدگیر استفاده کرد.

همان گونه که می دانید پیاده سازی سیستم ایمنی برای ساختمان ها و ماشین ها و ... از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد و سبب می شود امنیت مکان مورد نظر حفظ شده و افراد زندگی بی خطرتر و آسوده تری داشته باشند. لازم به ذکر می باشد که استفاده از چشم نوری در ساختمان ها و ... امنیت و آسایش را برای ساکنان فراهم می کند.

در بسیاری از وقت ها پیش آمده است که افراد به هنگام رفت و آمد و تردد در ساختمان فراموش می کنند که لامپ پاگردها یا پارکینگ و یا لابی و ... را خاموش کنند و همین موضوع سبب خواهد شد که هزینه ساختمان و زندگی افزایش یابد، اما با استفاده از چشم نوری می توان این هزینه ها را کاهش داد، به گونه ای که چشم نوری را روی زمان مشخصی تنظیم کرد و پس از گذشت آن زمان نور مربوطه قطع گردد. این مزیت یکی از مهم ترین مزایای استفاده از چشم نوری می باشد و به همین دلیل است که بسیاری از افراد به کارگیری این دستگاه را در ساختمان خود ترجیح می دهند.

کاربرد چشم الکترونیکی

توسط یک پتانسیومتر(مقاومت متغییر)تنظیم حساسیت می توان دستگاه را برای استفاده در شرایط نوری مختلف به وقت تنظیم نمایید.
کاربرد این نوع کیت الکترونیکی معمولا بعنوان دزدگیر در موسسات و منازل و خودرو می باشد و در بغضی از اماکن برای کنترل مسیرها جهت آگاهی از ورود و خروج افراد بکار می رود.
همچنین در دستگاه های صنعتی و خط تولید استفاده فراوان می شود.
نوع دیگر لینک های چشم های الکترونیکی کیت مادون قرمز است.
کیت چشم های الکتریکی نسبت به نورهای نامرئی نیز واکنش نشان می دهد که همان مادون قرمز است.
این نوع کیتهای الکترونیکی در اکثر مدارها دارای برد کم و نورهای مزاحم محیط باعث اختلال در کارکرد این نوع کیت هاست.

انواع کیت های چشم الکترونیکی

• مقاومت نوری
• فتو دیودهای مادون قرمز
• فوتو ترانزیسفور مادون قرمز
• چشم های الکترونیکی که به صورت (مدار مجتمع) ساخته می شود.
• سنسورهای PIR

البته شایان ذکر است که سنسورهایی نیز هستند که به آنها چشم های الکترونیکی گفته می شود ولی عملکرد آنها هیچ ارتباطی به نور ندارد بلکه آنها با امواج مافوق صوت کار میکنند. نمونه این کیت الکترونیکی چشم دزدگیر اتومبیل است.

کاربرد چشم الکترونيک مادون قرمز برای حفاظت خودرو

چشم الکترونیکی در راهبند های ستوني،راهبند بازويي،راهبند بازو شكسته،کاربری دستگاه راهبند را بالا برده و امنیت بیشتری را برای استفاده کنندگان راه فراهم میاورد.
برای تشخیص خودرو ها این چشم های الکترونیکی از حساسیت بالایی برخوردار میباشند و تنظیمات مرکز کنترل کامپوتري هوشمند بگونه ای انجام شده است تا تداخلی با تردد وسایل نقلیه ایجاد نکند.

چشم نوری چگونه کار می کند؟

چشم نوری همان چراغ های قرمز یا چشم های الکترونیکی هستند که در بسیاری از مکان ها آن ها را دیده اید. باید بیان شود که دستگاه چشم نوری به حرکت اجسام بسیار حساس می باشند و انواع ساده تر آن ها را احتمالاً روی درب فروشگاه ها مشاهده کرده اید.

برای توضیح نحوه کار این دستگاه باید بیان شود که این سیستم ها در واقع یک رادار ساده هستند که از یک فرستنده و گیرنده امواج مادون قرمز یا ( فراصوت ) تشکیل شده اند. فرستنده به طور پیوسته تپ هایی از این امواج را تولید کرده و سپس در فضا منتشر می کند ( این امواج برای شما خطری نخواهد داشت ).

این امواج به اجسام و موانع موجود در محیط پیرامون دستگاه چشم نوری  برخورد می کند و قسمتی از بازتاب هایشان به طرف گیرنده باز می گردد و یک الگوی بازتاب را ایجاد می کند که شکل آن به نوع و چیدمان اشیاء موجود بستگی خواهد داشت. حال زمانی که شما در را باز می کنید و در معرض تابش امواج قرار می گیرید بدن شما با انعکاس بخش جدیدی از امواج به طرف گیرنده الگوی بازتاب را تغییر می دهد. گیرنده این تغییر را حس کرده و سیگنالی به جعبه کنترل می فرستد و سبب می شود که چراغ مورد نظر به راحتی روشن شده، بدون آن که شما از کلید یا پریز برای آن ها استفاده کنید!

انواع چشم های نوری :

شایان به ذکر می باشد که چشم های الکترونیکی انواع مختلفی دارند و همان گونه که بیان کردیم، چشم های نوری برای تشخیص اجسام در صنعت به کار می روند. لازم به ذکر می باشد که به این سنسورها فتوالکتریک یا فوتوالکتریک نیز گفته می شود. مکانیزم عملکرد این حسگرها ارسال نور می باشد و در بازار آن ها را با نام های چشم الکتریکی و سنسور نوری نیز می شناسند. چشم های نوری به طور کلی به سه دسته زیر تقسیم بندی شده و در بازار عرضه می شوند:

•        دو طرفه

•        یک طرفه با آینه یا رفلکتور

•        یک طرفه بدون آینه

چشم الکترونیکی گاهی به صورت یک قطعه الکترونیکی است که در مدار الکترونیکی مربوط به خود قرار داده می شود، در زیر به برخی از آن ها اشاره می کنیم :

1_  مقاومت های نوری ( LDR )

2_ فتو دیودهای مادون قرمز

3_  فتو ترانزیستور مادون قرمز

4_ چشم های الکترونیکی که به صورت آی سی ( مدار مجتمع ) ساخته می شوند

5_ سنسورهای PIR

در حالت کلی سنسورها به دو صورت زیر وجود دارند :

•  سنسور همراه با تماس مکانیکی مانند میکروسوئیچ ها و ...

•  سنسور بدون تماس مکانیکی مانند سنسور های نوری و یا سنسورهای حرارتی و ...

لازم به ذکر می باشد که دستگاه چشم های نوری که در محل ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرد، از نوع سنسورهای بدون تماس هستند یا همان سنسور حرارتی.

تفاوت بین سنسورهای التراسونیک و چشم نوری :

ممکن است در بسیاری از اوقات سنسور های التراسونیک با چشم نوری اشتباه گرفته شود و تفاوت آن ها مشخص نشده باشد. لازم به ذکر است که چشم نوری با اشعه مادون قرمز کار می کند در حالی که سنسورهای دیگری نیز وجود دارند که به آن ها چشم الکترونیکی می گویند اما نکته بسیار مهم این است که در واقع عملکرد آن ها با دیدن صورت نخواهد گرفت، بلکه مانند گوش انسان ها با شنیدن انجام می شود. به این سنسورهای اشاره شده اولتراسونیک (Ultrasonic Sensor) می گویند. از سنسورهای التراسونیک برای دزدگیرهای ماشین استفاده می شود.

آیا استفاده از دزدگیرها برای ساختمان ها ضروری می باشد ؟

برای پاسخ به این سوال باید بیان شود که استفاده از دزدگیرها برای ساختمان ها امری حیاتی نمی باشد و به اهالی ساختمان بستگی دارد که آیا می خواهند سیستم دزدگیر را برای ساختمان خود پیاده سازی کنند یا خیر. برای ساختمان ها بیشتر از دوربین های مدار بسته و سنسورهای نوری یا همان چشم های نوری استفاده می شود که در هر شرایطی بتوان با آسودگی خاطر در ساختمان ها زندگی کرد. سیستم های دزدگیر بیشتر برای مکان هایی مانند طلا فروشی و ... کاربرد دارد که افراد بتوانند کسب و کار خود را با امنیت کامل انجام دهند.

اجزای تشکیل دهنده چشم های نوری :

 در کل چشم های نوری از دو جزء اساسی تشکیل می شوند که در زیر به آن ها اشاره می کنیم :

•        فرستنده

•        گیرنده

البته باید بیان شود که با توجه به انواع مختلف سنسور یا چشم نوری، می توان اجزای دیگری مانند هدایت کننده نور و یا منعکس کننده و امثال آن ها را هم به آن اضافه نمود. فرستنده و گیرنده که در سیستم چشم نوری به کار گرفته می شوند، می توانند در یک واحد متمرکز باشند، که در این صورت به سنسورهای نوری انعکاسی معروف می باشند و یا همچنین در دو واحد مجزا بوده که به عنوان سنسورهای نوری یک مسیره شناخته می شوند. در فرستنده یک منبع تولید نور جهت نور قرمز و یا مادون قرمز قرار دارد که بر طبق قوانین اپتیک در یک خط راست نور را ساطع کرده و در گیرنده نور دریافتی فیلتر شده و سپس توسط مدارهای الکترونیکی تحلیل می گردد.

اجزای تشکیل دهنده چشم های نوری :

در کل چشم های نوری از دو جزء اساسی تشکیل می شوند که در زیر به آن ها اشاره می کنیم :

• فرستنده
• گیرنده

البته باید بیان شود که با توجه به انواع مختلف سنسور یا چشم نوری، می توان اجزای دیگری مانند هدایت کننده نور و یا منعکس کننده و امثال آن ها را هم به آن اضافه نمود. فرستنده و گیرنده که در سیستم چشم نوری به کار گرفته می شوند، می توانند در یک واحد متمرکز باشند، که در این صورت به سنسورهای نوری انعکاسی معروف می باشند و یا همچنین در دو واحد مجزا بوده که به عنوان سنسورهای نوری یک مسیره شناخته می شوند. در فرستنده یک منبع تولید نور جهت نور قرمز و یا مادون قرمز قرار دارد که بر طبق قوانین اپتیک در یک خط راست نور را ساطع کرده و در گیرنده نور دریافتی فیلتر شده و سپس توسط مدارهای الکترونیکی تحلیل می گردد.

عوامل آسیب زننده به چشم نوری :

شایان به ذکر می باشد که چشم های نوری حساس به عواملی مانند زیر هستند :

•        گرد و غبار

•        وجود روغن بر روی آن ها

•        کثیف بودن محیط کاری

باید بیان شود که اگر محیطی که در آن چشم نوری به کار گرفته می شود، کثیف باشد در این صورت شرایط کار آن مختل می گردد. برای مثال در سنسورهای یک مسیره که نور ساطع شده، فاصله بین فرستنده و گیرنده را طی می نماید. بر اثر گرد و غبار موجود در هوا و یا عوامل دیگر امکان دارد که نور فرستاده شده به گیرنده نرسیده و سنسور این اختلال را به عنوان وجود یک جسم تفسیر نماید و یا در صورت کثیف شدن لنز فرستنده توان نور فرستاده شده ضعیف گردیده و برای مثال در سنسورهای انعکاسی نور برگشتی دیگر انرژی لازم جهت تحلیل در گیرنده را نخواهد داشت.

سنسور نوری چیست؟

در عصر جدید سنسور نوری در بسیاری از موارد استفاده می شود، سنسورهای نوری نوعی حسگر مجاورتی هستند که بر اساس ارسال و دریافت نور مدوله شده کار می کنند، سنسور نوری نوعی آشکارساز الکترونیکی است که نور یا تغییرات نور را به سیگنال های الکترونیکی تبدیل می کند.

سنسور نوری یکی از تجهیزاتی است که به طور گسترده برای خواندن از راه دور استفاده می شود، به عبارت دیگر هیچ تماس فیزیکی با کمیت مورد اندازه گیری ندارد. این حسگرها بر اساس امواج مادون قرمز مدوله می شوند و بازتاب این امواج را از تمام سطوح دریافت می کنند، بنابراین به طور کلی می توان گفت که حسگر نوری یک آشکارساز الکترونیکی است که نور یا تغییرات نور را به سیگنال الکترونیکی تبدیل می کند.

حسگرهای نوری را می توان با چشم انسان مقایسه کرد که می تواند مقادیر فیزیکی را ردیابی کند. این نظارت به گونه ای است که نیازی به تماس با اجسام نیست و از راه دور امکان پذیر است. این سنسور از راه دور است، به این معنی که آنها هیچ تماس فیزیکی با کمیت اندازه گیری شده ندارند. عملکرد این سنسورها بر اساس ارسال پرتو نور و دریافت بازتاب آن از سطوح مختلف است.همچنین حسگرهای نوری توانایی تشخیص اجسام و مواد مختلف را دارند.

سنسور نوری در بسیاری از کاربردهای صنعتی استفاده می شود. کاربردهای آن شامل چراغ قوه ای است که به طور خودکار در پاسخ به تاریکی روشن می شود، حسگرهای موقعیت که زمانی که جسمی پرتو نور را مسدود می کند فعال می شوند. این حسگرها زمانی فعال می شوند که پرتو نور توسط یک جسم قطع شود. به این سنسورها «فتو الکتریک» نیز می گویند.

سنسور نور سیگنالی تولید می کند که شدت نور را نشان می دهد. این سیگنال اندازه گیری انرژی تابشی را در محدوده بسیار باریکی از فرکانس ها مشخص می کند که در اصل نور نامیده می شود. محدوده این فرکانس ها از طیف مادون قرمز تا نور مرئی و فرابنفش است. حسگر نور یک جزء غیرفعال است که انرژی نور را، چه قابل مشاهده باشد و چه در قسمت مادون قرمز طیف، به سیگنال الکتریکی در خروجی تبدیل می کند.

کاربرد سنسورهای نوری:

یک حسگر نوری را می توان در زمینه انرژی برای نظارت بر ساختارهایی که انرژی الکتریکی تولید، تولید، توزیع و تبدیل می کنند، یافت. ماهیت توزیع شده سنسورهای نوری و غیر رسانا برای کاربردهای نفت و گاز، از جمله نظارت بر خطوط لوله، مناسب است.آنها همچنین می توانند در نظارت بر پره های توربین بادی، نظارت بر سکوی دریایی، نظارت بر خط و نظارت بر منبع استفاده شوند. کاربردهای دیگر شامل معادن و زمینه های حمل و نقل، از جمله پل ها، باند فرودگاه ها، سقف ها، راه آهن، هواپیما، بال ها، مخازن سوخت و نظارت بر بدنه کشتی است.

ویژگی‌های سنسور نوری

فاصله سنسینگ طولانی

به طور مثال، یک سنسور through-beam می‌تواند اجسامی را تشخیص دهد که بیش از ۱۰متر دور هستند. انجام این کار با مغناطیسی، التراسونیک یا دیگر روش‌های سنسینگ غیرممکن است.

تقریبا محدودیتی برای سنسینگ جسم وجود ندارد

این سنسورها بر اساس این اصل کار می‌کنند که یک جسم نور را متوقف کرده یا آن را بازتاب می‌کند، پس مثل سنسورهای مجاورت برای تشخیص اشیای فلزی محدود نیستند. این یعنی می‌توان از آن‌ها برای تشخیص و شناسایی تقریبا هر جسمی استفاده کرد، همچون شیشه، پلاستیک، چوب و مایعات.

زمان پاسخ سریع

زمان پاسخ به شدت سریع است چون نور با سرعت بالایی حرکت می‌کند و سنسور هیچ فعالیت مکانیکی ندارد چون تمام مدارات از اجزای الکترونیکی تشکیل شده‌اند.

رزولوشن بالا

رزولوشن به شدت بالایی که با این سنسورها محقق می‌شود، مشتق‌شده از تکنولوژی‌های طراحی پیشرفته‌ای است که یک پرتوی نور نقطه‌ای بسیار کوچک را می‌سازند و یک سیستم نوری منحصر به فرد برای دریافت نور دارد. این موارد باعث شده‌اند که تشخیص اشیای بسیار کوچک و همچنین تشخیص موقعیت دقیق ممکن شود.

سنسینگ غیرتماسی

در این حالت احتمال آسیب رساندن به اشیای سنسینگ (تحت سنسینگ) و سنسورها بسیار کم است چون اجسام بدون تماس فیزیکی، شناسایی می‌شوند. به این شکل سنسور سال‌ها کار می‌کند و عمر خدماتی آن تضمین می‌شود.

شناسایی رنگ

نرخی که در آن یک جسم نور را بازتاب کرده یا جذب می‌کند، به طول موج نور ساطع‌شده و رنگ جسم بستگی دارد. از این ویژگی می‌توان برای تشخیص رنگ استفاده کرد.

تنظیم آسان

موقعیت‌دهی پرتو روی یک جسم با مدل‌هایی که نور مرئی را ساطع می‌کنند ساده است، چون پرتو قابل دیدن (مرئی) است.

چشمی برای حل مشکلات اتوماسیون کار

حسگرهای نوری اغلب زمینه جدیدی از کاربرد را باز می کنند و جستجوی غیر تماسی اشیاء مختلف در فواصل مختلف آنها را برای تمام خطوط صنعتی ایده آل می کند. سنسورهای نوری فرسایشی نیستند (با هیچ قسمتی در تماس نیستند و فرسایش نمی یابند) و این خاصیت آنها را قادر می سازد تا چرخه های کاری نامحدودی داشته باشند.

سخن آخر :

امروزه در صنعت استفاده از انواع دستگاه های الکتریکی بسیار مهم می باشد، همچنین بنا به دلایل مختلف بسیاری از مشاغل به انواع دزدگیرها و سنسورهای حرارتی نیاز پیدا می کنند. در این مقاله برای شما به صورت مختصر به چشم های نوری که یک دستگاه بسیار پر کاربرد در ساختمان ها می باشد، اشاره کرده ایم.برای کسب اطلاعات بیشتر درباره چشم های نوری می توانید به وب سایت آژند برق مراجعه کنید.