نوشته های بلاگ  "2021"  از "دی"

سوئیچ القایی، سنسور بدون تماس  که در صورت مقابله با فلزات عکس العمل در آن ها مشاهده می گردد و می تواند به رله ها، شیر برقی، سیستم های اندازه گیری و مدارات کنترل الکترونیکی مانند PLC فرمان مستقیم بفرستد. این سوئیچها شامل چهار قسمت می باشند.قسمت اساسی این سوئیچها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل شده که می تواند توسط فلزی تحت تاثیر قرار گیرد. این اسیلاتور باعث بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در قسمت حساس سنسور خواهد شد. با نزدیک شدن قطعه ی فلزی موجب ساختن جریان های گردابی در قطعه می شود و این سبب جذب انرژی میدان میگردد که نهایتاً،  دامنه اسیلاتور کاهش خواهد یافت.

ما در این مقاله تمام تلاش خود را می کنیم که در رابطه با سری و موازی کردن سنسورها و علت آن صحبت کنیم پس با ما همراه باشید تا اطلاعات مفید و مختصری در این رابطه کسب کنیم. قبل از هر چیزی باید به این موضوع بپردازیم که موازی کردن به چه دردی می خورد و چرا آن را انجام می دهند. به طور کلی موازی کردن به منظور دست یافتن به منطق  OR اتفاق می افتد. حال سوال این جا است که دلیل اهمیت این منطق چیست؟ این منطق چند امکان را فراهم می کند که از چند تجهیز برای راه انداختن یک بخش از مدار یا کلاً مدار استفاده کند. طرز کار مدارهای پلاتینی گونه است که ورودی و خروجی های چند المان را به یک دیگر وصل کنید همان طور که حدس می زنید این روش موازی کردن کار دشوار و سختی نیست و انرژی آن چنانی از شما نمی گیرد. شایان به ذکر است که سنسورهایی که دارای خروجی الکترونیک هستند کار موازی کردنشان کمی سخت تر و زمان برتر است.

سنسورهای دو سیمه

معمولاً سنسورهای دو سیمه به این شکل هستند که در هنگام خاموش و روشن شدن نشتی هایی دارند که سنسورهای موازی دچار اختلال نشود و متصل شدن بارها در آن سبب دردسر نشوند. شایان به ذکر است هنگامی که میزان تحریک سنسورها به مقدار قابل توجهی بالا برود و جریان بیش تری از آن سنسور رد شود این جریان زیاد ممکن است عمل کرد دیگر سنسورها را دچار اختلال کند. نکته ی دیگری که قابل اهمیت است و شاید بیان کردن آن خالی از لطف نباشد این است که اگر محل تغذیه سنسوری در حین کار کردن قطع شود باید سنسور به طور کامل خاموش شود در غیر این صورت سنسور مد نظر اجسام را تشخیص نمی دهد. دقت کنید که اگر این سنسور تحریک شده خاموش شود  کار کرد دیگر سنسورها که به آن وصل هستند دچار مشکل می شود و ممکن است روشن شدن مجدد آن ها با کمی تأخیر انجام شود حتی در مواردی نیز فرمان اشتباهی صادر می کنند پس در حین موازی کردن سنسورها به این نکات ریز اما حیاتی توجه کنید.

سنسورهای سه سیمه

موازی کردن سنسورهای سه سیمه ای که منبع تغذیه ای متناوب دارند به دلایل زیادی توصیه نمی شود زیرا ممکن است اختلال هایی اسیلاتور به وجود بیایند اما شایان به ذکر است که موازی کردن سنسور سه سیمه مستقیم هیچ گونه مشکلی ندارد حتی این سنسورها قابلیت این را دارند که ۲۰ یا حتی ۳۰ سنسور را موازی کنند. در حین موازی کردن سنسورهای سه سیمه باید به نکات بسیاری توجه کنید و در حین موازی کردن سنسورها به آن ها توجه کنید.

• ممکن است جریان های زیادی در سنسور بر روی یک دیگر جمع شوند پس نتیجه ی کار این می شود که روی بار می نشینند اما میزان این بار آن قدری نیست که بار را تحریک کند و یا این که تحریک کند.
• اگر سنسور Open collector  باشد موازی کردن آن با هیچ مشکلی روبرو نمی شود.
• دیودهایی که در قسمت خروجی سنسورها وجود دارند سبب افزایش جریان سنسور شده و مصرف سنسور غیر فعال را حذف می کند.
• لازم به ذکر است که اگر دیود خروجی خود یکی از اعضای سنسور باشد دیگر نیازی به دیود اضافی نیست.
• دیودها در قسمت خروجی سنسورها سبب می شوند که LED ها و نمایشگرها از کار بیفتند

نحوه موازی کردن سنسور ها

جهت موازی کردن سنسور ها و تحریک پذیری همزمان دو سنسور دزدگیر. در صورت تحریک همزمان دو چشم الکترونیک زون تحریک گردد این روش برای پایین اوردن حساسیت چشم های الکترونیک استفاده می گردد.

سری کردن المان های دیجیتال چگونه است

سری کردن المان های دیجیتال نیز هدف های خاص خود را دارد و هدف اصلی این کار این است که به مناطق AND دست یابند. نکته ی قابل توجه در رابطه با سری کردن المان های دیجیتال این گونه است که برای راه اندازی آن باید کل مدار یا حداقل بخشی از آن همکاری کنند این به این معنا است که هنگامی که یک فرمان صادر می شود تمام بخش ها با یک دیگر فعال و یا حتی غیر فعال می شوند.

شایان به ذکر است که اگر این المان ها پلاتین باشند کار موازی کردن آن ها دشوار نیست و فقط کافی است قسمت خروجی المان های اول به قسمت ورودی المان های بعدی متصل کنید.  سری و موازی کردن سنسورهای المان های دیجیتال نیز نیازمند رعایت یک سری اصول است. هنگام سری و موازی کردن این سنسورها اگر تمام  سنسورها یک سی خصوصیت و ویژگی یکسان داشته باشند ولتاژ را به تعداد مساوی تقسیم می شود. شایان به ذکر است که در سری کردن سنسورها هر سنسور که در مدار ۷ تا ۵/۲ ولت افت دارد.

نصب چشمی دزدگیر در کجا مشکل خواهد ساخت؟

به طور کلی تلفن کننده های کارتی به دلیل داشتن سیگنال های رادیویی ما بین دستگاه و شبکه مخابرات باعث ایجاد اختلال در عملکرد سنسور می گردند.به همین علت باید توجه داشت که نصب چشمی دزدگیر در کنار تلفن کننده های سیم کارتی انجام نگیرد.

یا در صورت نصب با فاصله مناسب بین دستگاه و تنظیم دقیق چشمی می توان از بروز این مشکل پیشگیری نمود، حرارت ایجاد شده از نور خورشید و یا سیستم گرمایشی محیط از جمله بخاری ها در اغلب موارد باعث تحریک چشمی خواهد شد . پس سعی داشته باشید  نصب سنسور مقابل پنجره های با نور زیاد خورشید و یا چراغ های پر نور صورت نگیرد.

سنسور چشمی کجا نباید نصب شود

دقت داشته باشید هنگام نصب سنسور ها بر روی دیوار کاذب و یا ستونهای با استحکام کم انجام نشود زیرا با کوچکترین لرزش ، مستقیم باعث تحریک و آلارم بی مورد خواهد شد ممکن هست پرواز حشرات و پرندگان باعث تحریک گردد، عبور موش ها نیز باعث به صدا در آمدن آلارم می شود.از قرار دادن چشم دزدگیر در محل تردد حیوانات بپرهیزید. در محیط های بیرونی مثل حیاط ها و پارکینگ ها نباید چشمی ها را نصب نمود.

برخی نکات که در سری کردن سه سیمه ها باید به آن توجه شود

علت اصلی سری کردن و موازی کردن سنسورها طراحی مدار فرمان ساخت است. در سری کردن سه سیمه میزان جریان های خروجی سنسورها به مقدار چشم گیری بالا می رود. این جریان ها حاصل جمع جریان بار و جریان مصرف سنسور بعدی است. شایان به ذکر است که سنسورهای بالایی هستند که منبع تغذیه سنسورهای پایینی محسوب می شوند و این کار سبب ایجاد تأخیرهایی در آن به وجود می آید که باید به آن توجه کنید. یکی از این نکات که باید آن دقت کنید این است که چراغ های LED در این سری کردن و موازی کردن سنسورها تضمین نمی شود.

در سری و موازی کردن سنسورها و علت آن باید این نکته را خدمت شما عرض کنیم که هدف اصلی از سری کردن سنسورها طراحی مدار فرمان ساخت است. دقت کنید که این کار سری کردن و موازی کردن سنسورها مزیت های بسیار زیادی دارد اصلی ترین مزیت های این کار این است که استفاده از کنترلرها کم می شود چون ورودی ها کمتر اشغال می شوند‌. این اشغال کمتر باعث می شود هزینه های نصب و برنامه نویسی کمتر شود. این کار مزیت های بی شمار دیگری نیز دارد.

ولتاژ در مدار سری:

وقتی ظرفهای خالی رو شمردیم تعدادشون با موقعی که از باتری راه افتادیم یکی بود، یعنی ولتاژی که از باتری می‌گیریم برابر است با مجموع ولتاژ هایی که به هر لامپ دادیم، پس:
ولتاژ کل = ولتاژ باتری اول + ولتاژ باتری دوم + ولتاژ باطری سوم

جریان در مدار سری:

ما از کنار تمام لامپ‌هایی که در یک مسیر باشن، با سرعت یکسان رد میشیم، یادمون باشه اگر مجبور باشیم به سمت یک قطعه بپیچیم سرعت حرکت، کمتر میشه. اینجا هر سه تا لامپ توی یه مسیر هستن پس:

(شدت) جریان کل =  جریان لامپ اول = جریان لامپ دوم = جریان لامپ سوم

یعنی لامپ‌های اول، دوم و سوم ما همگی یک جریان یکسان دارند که اون جریان، جریان کل ما هم است. منظورمون از جریان لامپ اول اینه : سرعت حرکت یا شدت جریان الکترون‌ها، وقتی که از لامپ اول رد میشن، در واقع جمله رو خلاصه کردیم.

 در دنیای امروزه تقریباً تمام فعالیت های انسان به صورت خودکار انجام می شود (یعنی ماشینی شدن کارها، یا همان اتوماسیون)  عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاه های مختلف از جملهPLC  باعث شده تا سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد.

سنسور چیست؟

 سنسور (sensor)  به معنی حس کننده و از کلمه ی sens به معنی حس کردن اتخاذ شده، سنسور گونه‌ای مبدل است. سنسور می تواند کمیت هایی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و غیره را به کمیت های الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل کند. همیشه در علم الکترونیک این نکته وجود دارد که برای این که بتوان الکترونیک را در هر جایی مورد ‫استفاده قرار داد، باید پدیده ها را به زبان ولتاژ و جریان تبدیل کرد. سنسورها  برای همین موضوع ساخته ‫شده اند. سنسورها در انواع دستگاه های اندازه گیری، سیستم های کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاه های مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد.

سنسورها در انواع مختلف بسته به  موارد مورد نیاز در دسترس است. نکته ی مهم این که همه ی سنسورها ‫پدیده مورد بررسی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند یا این که بر سر راه یک مدار بسته می شوند. سنسورها بر اساس نوع و وظیفه ای که برای آنها تعریف شده است اطلاعات را به سیستم کنترل کننده می فرستند و سیستم طبق برنامه تعریف شده عمل می کند .سنسورها به عنوان اعضای حسی یک سیستم، وظیفه ی جمع آوری و تبدیل اطلاعات به صورتی که برای یک سیستم کنترل و با اندازه گیری قابل تجزیه و تحلیل باشد به عهده دارند. آنها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاه ها می شوند.

به طور کلی سنسور المان حس کننده ای است که کمیت های فیزیکی همانند: فشار، حرارت، رطوبت، دما، و غیره ‫را بررسی کرده و در دستگاه های اندازه گیری، سیستم های کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC  مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها باعث شده است که سنسور ‫بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای ‫متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاه ها می شوند.

اکثر سنسورهایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند، در واقع قادر به برقراری ارتباط با دستگاه الکترونیکی است که در حال اندازه گیری و ضبط است. امروزه  می توان سنسورها را در طیف گسترده ای از دستگاه های مختلفی که به طور مرتب استفاده می شود، پیدا کرد. در زندگی روزمره از sensor  استفاده های متعددی می شود. صفحه نمایش لمسی که در گوشی خود دارید شامل این سخت افزار مهم است.

سنسورها در مدل های مختلفی تولید و روانه ی بازار شده و با توجه به نیاز مشتری در اختیار آنها قرار می گیرد. برای انتخاب یک سنسور مناسب باید مواردی همچون: روش کار، شرایط محیط، نوع خروجی، مشخصه ها، نوع مدار فرمان و موارد ضروری دیگر را مورد بررسی قرار دهیم. زمانی که قصد خرید سنسور را داریم، ابتدا باید این سوال ها مورد بررسی قرار گیرد که: آیا سنسور باید با قطعه ی مورد نظر تماس داشته باشد یا خیر؟ آیا محل و روش نصب و شکل ظاهری آن تعیین شده است؟ قرار است سنسور برای اندازه گیری یا تشخیص چه کمیت و جسمی مورد استفاده قرار گیرد؟ محل مناسب برایbچگونه جایی است و این محل از نظر آلودگی و محیطی به چه صورت است و موارد دیگر.

یک سنسور خوب باید: از حساسیت کافی برخوردار باشد، درجه ی بالای دقت و قابلیت تولید دوباره ی خوب و دارای درجه ی بالای خطی و درجه ی بالای پایداری بوده و قابل اطمینان باشد، گستره دینامیکی خوب، عدم حساسیت به تداخل،  تأثیرات محیطی، امید به زندگی طولانی و جایگزینی بدون مشکل از دیگر ویژگی های یک سنسور خوب است.

*انواع مختلف سنسورها :

 سنسورها در رده های مختلفی طبقه بندی می شوند که در زیر به آنها اشاره می کنیم:

1- از نظر ابزار تشخیصی استفاده شده در سنسورها به دو گروه تماسی و غیر تماسی دسته بندی می شوند:

-  سنسور تماسی:

این نوع سنسورها در اتصالات مختلف محرک‌ها مخصوصاً در عوامل نهایی یافت می‌شوند و به دو بخش قابل تفکیک‌اند. سنسورهای تشخیص تماس و سنسورهای نیرو - فشار

- سنسورهای بدون تماس:

سنسورهای بدون تماس به سنسورهایی گفته می شود که با فاصله از جسم و بدون اتصال به آن عمل می کند، به عنوان مثال وقتی که یک قطعه به آن نزدیک می شود وجود آن را حس کرده و فعال می شوند. این عمل می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم شود.

2- از نظر نوع خروجی به دو گروه آنالوگ و دیجیتال طبقه بندی می شود:

- سنسورهای آنالوگ:

سیگنال خروجی این نوع سنسورها از نوع آنالوگ است. یعنی یک سیگنال خروجی مداوم نسبت به مقدار اندازه گیری شده است. یک سیگنال آنالوگ مقداری پیوسته در زمان است که نوعی از اطلاعات را منتقل می‌کند.

- سنسورهای دیجیتال:

سیگنال خروجی این سنسورها از نوع دیجیتال است. این سنسور‌ها دارای انواع مختلفی است که هر کدام از آنها دارای ساختمان و عملکرد خاص خود است.

3-  از لحاظ احتیاج به منبع خارجی  در مدل های  passive و  active.  

سنسورهای فعال به دسته ای از سنسورها گفته می شود که نیاز به یک سیگنال محرک خارجی یا سیگنال قدرت دارند. از سوی دیگر سنسورهای منفعل، هیچ سیگنال قدرت خارجی را نیاز ندارند و به طور مستقیم پاسخ خروجی تولید می کنند. نوع دیگری از طبقه بندی بر حسب نوع استفاده سنسور در ابزار های شناسایی اعم از برق، بیولوژیکی، شیمیایی، رادیواکتیو و غیره مطرح می شود.

4- از لحاظ نوع تغذیه به AC  و  BC

سنسور القایی که زیر مجموعه سنسورهای مجاورتی قرار می‌گیرد، برای تشخیص اجسام فلزی به کار می‌رود و حضور جسم غیر فلزی را تشخیص نمی‌دهد. به سنسور القایی، سنسور حساس به فلز یا سنسور الکترو مغناطیسی هم گفته می‌شود. سنسورهای القایی AC و DC رسا برد با ویژگی‌های فنی و ظاهری متفاوتی تولید می‌شوند که به هنگام خرید باید به آنها توجه کرد.

مشخص کردن جسم مورد سنجش و نوع کمیت از مهمترین و ابتدای ترین نکته در انتخاب سنسور است. در سنسورها نوع مواد تشکیل دهنده، نوع تغذیه، اندازه گیری موادی همچون: سرعت، حرارت، سطح مایعات، سطح جامدات. توجه به محل نصب، همجواری با سنسورهای دیگر، خروجی سنسورها، مشخصه ی کاری سنسور و غیره از مهمترین موارد انتخاب سنسور با کیفیت و مناسب با استانداردهای جهانی است. در ادامه به طور مختصر به این موارد می پردازیم:

از سنسور مادون قرمز بدون حساسيت به نور محيط می توان هم برای تشخیص وجود مانع استفاده کرد و هم برای تشخیص رنگ سیاه از سفید. فرستنده و گیرنده مدار را می توان رو به روی هم قرار داد که با این کار اگر مانعی در بین این دو باشد تشخیص داده می شود و هم می توان هر دو را کنار هم قرار داد.

از لحاظ فاصله‌ای که سنسورها باید با هدف مورد نظر داشته باشند به سه قسمت سنسور تماسی، سنسورهای مجاورتی و سنسورهای بدون تماس تقسیم می‌شوند. سنسور تماسی در اتصالات مختلف محرک‌ها مخصوصاً در عوامل نهایی یافت می‌شوند و به دو بخش قابل تفکیک‌اند. سنسورهای نوری، القایی و خازنی از این نوع است.( سنسورهای القایی فقط اجسام رسانی مغناطیسی را حس می کنند و قدرت آشکارسازی جسم آنها به اندازه دامنه میدان تولید بستگی دارد). سنسورهای مجاورتی مشابه سنسورهای تماسی است، اما در این مورد برای حس کردن لازم نیست حتماً با شیء در تماس باشد. 

عموماً این سنسورها از نظر ساخت از نوع پیشین سخت تر است ولی سرعت و دقت بالاتری را در اختیار سیستم قرار می‌دهند. سنسورهای بدون فاصله از جسم و بدون اتصال به آن عمل می کند؛ مثلاً نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می شوند. این عمل می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به  طبقه ورودی یک سیستم گردد. در انتخاب سنسور دیجیتال، نوع مواد تشکیل دهنده دارای اهمیت فراوانی است.

با توجه به محل نصب، سنسورها در مدل های مختلفی همچون: استوانه ای، شیاردار، مکعبی، حلقه ای و غیره در اندازه های مختلف تولید می شود. شکل ظاهری سنسور به غیر از محل نصب به فاصله و مواد تشکیل دهنده ی جسم هم بستگی دارد. سنسور نوع استوانه ای و مکعبی برای محل هایی مناسب است که فاصله کم باشد و امکان برخورد جسم با قسمت حساس سنسور وجود دارد. از سنسور مدل شیار دار یا حلقه ای برای مشخص کردن وضعیت اجسام که دارای شرایط و سرعت خاص هستند استفاده می شود.

خروجی سنسورها با توجه به نقش سنسور در مدار فرمان انتخاب می شود. این خروجی در مدل های مختلفی مانند: ولتاژی، جریانی،  پالس، تحت شبکه و قطع و وصل به صورت نرمال بسته، قطع و وصل به صورت چنج آور و قطع و وصل به صورت نرمال باز  وجود دارد.

* برای استفاده از سنسورها دو روش وجود دارد:

- حس کردن استاتیک: 

در این روش محرک‌ها به صورت ثابت قرار دارند و حرکت‌هایی که انجام می شود بدون مراجعه لحظه‌ای به سنسورها صورت می‌پذیرد.

- حس کردن حلقه بسته:

 در این روش بازوهای ربات در طول حرکت با توجه به اطلاعات سنسورها کنترل می‌شوند. بیشتر سنسورها در سیستم‌های بینا از این مدل است.

* انواع سنسورها

 طبق المان سنسور، سنسورها را می‌توان بسته به نحوه کارکردشان به گروه‌های مختلفی طبقه‌بندی کرد. به عبارتی سنسورها می‌توانند خواص فیزیکی از قبیل تغییر در مقاومت الکتریکی، تغییر در ظرفیت خازن، القای الکتریکی، اثر ترمو الکتریکی، اثر پیزو الکتریک، اثر فتوالکتریک، اثر هال را اندازه بگیرند. یک تاکومتر که از دو آهنربا و یک سنسور اثر هال تشکیل شده است.

سنسورها همچنین می‌توانند بر اساس پدیده ی فیزیکی که اندازه می‌گیرند نیز طبقه‌بندی شوند. برای مثال: سنسور موقعیت سنسورهایی است که اندازه‌گیری موقعیت را می سنجد، مانند: لیمیت سوئیچ ها، سنسورهای مجاورتی، پتانسیومترهای خطی یا دورانی، اینکودر، سونار. انواع دیگر آن: سنسور مادون قرمز، سنسورهای ترموکوپل و دما، سنسور فراصوت، سنسور ژیروسکوپ و شتاب‌سنج، سنسور فشار، سنسور اثر هال، لودسل، سنسور نور، سنسور رنگ، سنسور تاچ لمس، سنسور ویبره و دتکتور حرکت  PIR، دتکتور فلز، سنسور ضربان و جریان آب، سنسور سطح و جریان، سنسور دود، مه، گاز، اتانول و الکل، سنسور باران و رطوبت خاک و سنسور رطوبت.

کاربرد این سنسورها در صنعت شامل موارد زیر است :

- شمارش تولید : سنسورهای القائی، خازنی و نوری

- کنترل حرکت پارچه و غیره : سنسور نوری و خازنی

-تشخیص پارگی ورق : سنسورنوری

- کنترل سطح مخازن : سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح

- کنترل انحراف پارچه : سنسور نوری و خازنی

- اندازه گیری سرعت : سنسور القائی و خازنی

- کنترل تردد : سنسور نوری

-اندازه گیری فاصله قطعه : سنسور القائی آنالوگ