نوشته های بلاگ  "2021"  از "بهمن"

لیمیت سوئیچ یک کلید اهرمی  است که وقتی دسته متحرک به آن برخورد می کند کنتاکتی را قطع می نماید. در واقع این کنتاکت، عامل فرمانی است برای ماشینی که تحت کنترل است. همانطور که از اسمش مشخص است، این کلید برای محدود کردن حرکت متحرک ها به کار می رود. در مهندسی برق، یک لیمیت سوئیچ، یک سوئیچ است که با حرکت یک قطعه ماشینی و یا با حضور یک جسم شروع به حرکت می کند. لیمیت سوئیچ ها برای کنترل کردن دستگاه ها به منزله بخشی از سیستم کنترلی، به عنوان یک قفل ایمنی، یا برای شمارش کردن اجسامی که از یک نقطه رد می شوند مورد استفاده قرار می گیرد.

لیمیت سوئیچ یک وسیله الکترومکانیکی است که از یک عملگر مکانیکی متصل به یک دسته از کنتاکت ها تشکیل شده است. وقتی یک جسم از طریق یک عملگر به یک کنتاکت می رسد، دستگاه باعث قطع یا وصل شدن کنتاکت ها به منظور ایجاد و یا قطع جریان الکتریکی می شود. لیمیت سوئیچ ها می توانند حضور و عدم حضور (عبور) یک جسم را تشخیص داده و یا در کنترل موقعیت به کار روند. همچنین می تواند در انتهای مسیر حرکت یک جسم قرارگرفته و حرکت آن را محدود کنند. آن ها اولین بار برای محدود نمودن حرکت اجسام به کار گرفته شدند، از این رو به لیمیت سوئیچ، به معنی "کلید محدود کننده" معروف شدند. لیمیت سوئیچ برای اولین بار به منظور تعریف محدودیت حرکت یک شی مورد قرار استفاده شد از این رو نام آن‌ها را "کلید محدود کننده" گذاشتند. آن ها در ابتدا به منظور شناسایی پایان و حد مسیر و جابه جایی یک جسم مورد استفاده قرار می گرفتند و به همین خاطر به آن ها «لیمیت سوئیچ» گفته می شود.

لیمیت سوئیچ چگونه کار می کند؟

یک لیمیت سوئیچ استاندارد که در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد یک وسیله الکترومکانیکی است که از یک محرک مکانیکی متصل به یک سری از تماس های برقی تشکیل شده است. سوئیچ های محدود برای کنترل یا تغییر وضعیت سوئیچ برقی از حرکت مکانیکی پیون محرک استفاده می کنند. دستگاه های مشابه، مانند القایی یا خازنی سنسورهای مجاورتیا سنسورهای فوتوالکتریک، بدون نیاز به تماس با جسم می توانند همان نتیجه را کسب کنند. از این رو، سوئیچ های محدود بر خلاف سایر انواع دستگاههای سنجش مجاورت، حسگرهای تماسی هستند. بیشتر سوئیچ های حد مجاز در عملکرد خود مکانیکی هستند و حاوی تماس های سنگین هستند که قادر به جابجایی جریان های بالاتر از سنسورهای مجاورت جایگزین هستند.

اجزای یک لیمیت سوئیچ

سوئیچ های محدود شامل یک محرک با سرعامل، مکانیزم بدنه سوئیچ و یک سری ترمینال های برقی است که برای اتصال سوئیچ به مدار الکتریکی که کنترل می کند استفاده می شود. سرعامل بخشی از لیمیت سوئیچ است که با هدف در تماس است. محرک حاوی آن به سر عامل متصل است که حرکت خطی، عمود یا چرخشی آن توسط محرک برای بسته یا باز کردن سوئیچ ترجمه می شود. بدنه سوئیچ شامل مکانیزم تماس سوئیچ است که وضعیت آن توسط محرک کنترل می شود. پایانه های برقی به کنتاکت های سوئیچ وصل می شوند و سیم ها را قادر می سازند از طریق پیچ های ترمینال به سوئیچ وصل شوند.

ماشین آلات صنعتی که تحت عملیات اتوماتیک قرار می گیرند، معمولاً به سوئیچ های کنترلی احتیاج دارند که با توجه به حرکات درگیر در عملکرد دستگاه، فعال می شوند. برای استفاده مجدد، دقت میکروسوئیچ های برقی باید قابل اعتماد بوده و سرعت پاسخ آنها سریع باشد. با توجه به مشخصات مکانیکی و پارامترهای عملکرد دستگاههای مختلف، عواملی مانند اندازه، نیروی عملیاتی، روش نصب و سرعت سکته مغزی از مشخصات مهم در نصب و نگهداری سوییچ های حد مجاز هستند. علاوه بر این، باید امتیاز الکتریکی یک لیمیت سوئیچ با بارهای سیستم مکانیکی که کنترل می کند مطابقت داشته باشد تا از خرابی ابزار جلوگیری شود.

موارد استفاده

لیمیت سوئیچ ها کاربردهای مختلفی دارند و به دلیل استحکام، سهولت در نصب و عملکرد قابل اعتماد در محیط های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. لیمیت سوئیچ ها قادر به شناسایی وضعیت های مختلف از قبیل حضور و یا عدم حضور، رد شدن، موقعیت یابی و شناسایی پایان مسیر یک جسم است. از لیمیت سوئیچ به ‌طور معمول برای کنترل حرکت ماشین‌آلات استفاده می‌شود. برای مثال می‌توان به ماشین‌های برش، نوار‌های نقاله، ماشین‌های تراش خودکار، جرثقیل‌ها و بالابر‌ها اشاره کرد. به ‌طور کلی در اکثر ماشین‌هایی که کنترل حرکت ابعادی در آنها مورد‌ نیاز است می‌توان از لیمیت سوئیچ استفاده کرد.

هنگامی که یک دستگاه متحرک یا یک جزء متحرک یک دستگاه با یک محرک یا اهرم عملی که سوئیچ را فعال می کند، تماس برقرار می کند. لیمیت سوئیچ مجاز مدار الکتریکی را کنترل می کند که دستگاه و قسمت های متحرک آن را کنترل می کند. این سوئیچ ها می توانند به عنوان دستگاه های آزمایشی برای مدارهای کنترل استارت مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند و به آنها اجازه می دهند عملکرد، موتور، موتور را کاهش یا سرعت بخشند. سوئیچ های محدود می توانند به عنوان ابزار کنترل برای عملیات استاندارد یا به عنوان دستگاه های اضطراری در ماشین آلات نصب شوند تا از نقص ماشین آلات جلوگیری شود. بیشتر سوئیچ ها یا مدل های تماس لحظه ای یا تماس با ما هستند.

مزایا و معایب

•    طرح ها معمولاً ساده و واضح هستند
•    آنها تقریباً در هر مکان صنعتی خوب کار می کنند
•    از دقت و تکرار بالایی برخوردار هستند
•    کم مصرف هستند
•    آنها می توانند بارهای القایی بالا را تغییر دهند
•    می توان برای جابجایی چندین بار استفاده کرد
•    نصب آنها ساده است
•    قابل اعتماد هستند
•    معمولاً دارای تماس های الکتریکی سنگین هستند به این معنی که می توانند برای جابجایی مستقیم سطح بالاتر جریان بدون نیاز به استفاده از کنترل رله ثانویه استفاده شوند.

سوئیچ های محدود نیز محدودیت های مختلفی دارند، به این معنی که ممکن است برای هر برنامه مناسب نباشد:

•    از آنجا که آنها به عمل مکانیکی متکی هستند، به طور کلی در تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرند که با سرعت نسبتاً کم کار می کنند
•    آنها سنسورهای تماسی هستند، به این معنی که باید عملکرد فیزیکی را با هدف برقرار کنند
•    ماهیت طراحی مکانیکی آنها بدان معنی است که دستگاه ها به مرور زمان در معرض فرسودگی مکانیکی یا خستگی قرار دارند و به تعویض نهایی نیاز دارند

انواع مختلف لیمیت سوئیچ

لیمیت سوئیچ وسیله‌ای الکترو‌مکانیکی است که برای کنترل حد، حالت، نمایش وضعیت، شمارش قطعه و سایر موارد بکار می‌رود. این نوع کلید‌ها در انواع و اشکال مختلف ساخته می‌شوند که از آن جمله می‌توان به انواع فشاری، غلطکی و سوزنی اشاره کرد که هر کدام از گونه‌های نام‌ برده ‌شده نیز خود به اشکال مختلف ساخته و مورد‌استفاده قرار می‌گیرند.

نکات نصب لیمیت سوئیچ

در بسیاری از مواقع، مانند سیستم نقاله، از یک بادامک برای اجرای محرک استفاده می شود. دوربین باید به شکلی باشد که اجازه ندهد محرک تأثیر شدیدی بگذارد یا محرک را ناگهان آزاد کند و به آن اجازه دهد آزادانه به عقب برگردد.

محل نصب لیمیت سوئیچ

لیمیت سوئیچ هرگز نباید در مکان هایی نصب شوند که امکان حرکت نادرست را با حرکات عادی قطعات اپراتور یا دستگاه فراهم کند. آنها باید به صورت سفت و محکم سوار شوند. در صورت امکان مایع نفوذ، سوئیچ باید به صورت رو به پایین نصب شود تا از جاذبه جلوگیری شود که از نشت از طریق مهر و موم روی سر عامل جلوگیری کند. تمام اتصالات مجرا باید محکم مهر و موم شوند.

کرکره ها انواع مختلفی از درب و پنجره ها هستند که به صورت افقی توسط تعداد زیادی از قطعات و تکه ها و توسط لولا به هم متصل شده اند. این روزها که کل شهر پر از مغازه و فروشگاه ها می باشد و هر مغازه ای که در سطح شهر می بینید نیاز مبرمی به کرکره دارند نه تنها مغازه ها و فروشگاه بلکه خانه ها و انباری ها، شرکت ها، هرجایی که فکرش را بکنید می توان از کرکره ها استفاده کرد درب های کرکره علاوه بر زیبا بودن و داشتن ظاهری خوب و متناسب بدون اینکه از زیبایی بنا و ساختمان بکاهند باعث ایجاد امنیت بیشتر نیز می شود و ایمنی را برای شما به ارمغان می آورد. صرفه جویی در انرژی، اصطحلاک پایین، حداقل تولید صدا در استفاده از این کرکره است.

کرکره برقی، از جنس آلومینیم ساخته شده است و با موتور کوچک که با باز و بسته شدن در فشار یک دکمه نصب شده است. بسیاری از مکان ها مانند سردر مغازه ها، مراکز تجاری و. مورد استفاده قرار می گیرد و اجزای تشکیل دهنده کرکره برقی ریموت، ریل، کنترل پنل، رول، محفظه، تیغه است. کرکره برقی دارای خواص ضد رنگ، کاهش آلودگی صوتی، کاربری آسان، قابلیت استفاده به صورت دستی، قابلیت شستشو، فضای کمی را اشغال می کند، تعمیرآسان و است که این موارد از ویژگی های کرکره برقی است.

نیروی محرک کرکره برقی برق می باشد که توسط انواع موتور ساید و توبلار به حرکت درآمده و در صورت قطع برق به صورت دستی کار می کند. شاید دلیل اصلی بسیاری از مردم در نصب کرکره امنیت در محیط زندگی و کار باشد با انتخاب کرکره برقی زندگی و راحتی را به خود ببخشید و بدانیدکرکره برقی باعث کاهش مصرف انرژی می شود. تنظیم کرکره برقی برای حد بالا و پایین به این معنی است که چه فاصله ای را برای باز شدن (حد بالا) در نظر بگیریم که کرکره برقی به سقف برخورد نکند؛ و مناسب ترین فاصله برای حد پایین (بسته شدن) چقدر است. در صورتی که این تنظیمات را بر روی کرکره برقی اعمال نکنیم موجب خراب شدن زود هنگام آن خواهد شد زیرا کرکره یک وسیله برقی است و نمی تواند به خوبی تشخیص دهد که چه زمانی باید از حرکت باز ایستد و این تنظیم را از تنظیمات مهم کرکره برقی می دانند.

لیمیت سوئیچ کرکره برقی، درواقع یک قطع کن برای تنظیم کردن حد بالا و پایین کرکره است. در موتور های ساید کرکره برقی از لیمیت جهت تراز کردن بالا و پایین درب استفاده میشود که در هنگام بروز مشکل در موتور باید به سراغ بررسی این قطعه نیز رفت. لیمیت سوئیچ ها حداکثر و حداقل دور موتور را تعیین می کنند و کار آن این است که به محض پایین آمدن تمام تیغه ها حرکت موتور متوقف شود؛ و همچنین در هنگام بالا بردن کرکره مانع حرکت بیش از حد موتور شود. چون در غیر این صورت تیغه ها از ریل خارج شده و به دور خودشان می چرخند.

در قسمت انتهایی موتور و بر روی بدنه 2 عدد پیچ آلن وجود دارد که وظیفه ی آن ها تنظیم حرکت موتور است و بر روی هرکدم یک فلش قرار دارد که نشان دهنده مسیر حرکت موتور است.  پیچ بالایی تنظیم چپ گرد موتور  و پیچ پایینی راست گرد موتور را نشان میدهد.  این دو پیج توسط یک آچار آلن پلاستیکی که در هنگام خرید همراه با موتور عرضه می شود، تنظیم می شود. اگر پیچ را در جهت + بچرخانید کرکره بیشتر پایین می رود و اگر در جهت – بچرخانید کرکره کمتر پایین می رود. برای تنظیم پیچ دوم هم به همین شکل عمل کنید. البته موتورهای سانترال (موتور وسط)  نیز برای تنظیم حرکت موتور لیمیت سوئیچ دارند. با این تفاوت که در آن جا دیگر لیمیت ها توسط آچار آلن تنظیم نمی شوند، بلکه توسط دو قرقره که حالت ولوم دارند تنظیم می شوند؛ که یکی برای محدود کردن در مسیر راست گرد و دیگری برای محدود کردن در مسیر چپ گرد تعبیه شده است.

با تنظیم این لیمیت سوییچ ها موتور به محض رسیدن به حدبالا و پایین که قابل تنظیم است، متوقف می شود. در بسیاری از مدلهای جدید موتور ساید کرکره برقی جهت اطمینان از ایمنی موتور و صحت عملکرد آن برای حد بالا 2 لیمیت سوئیچ و برای حد پایین هم 2 لیمیت سوئیچ تعبیه شده است.

عملکرد لیمیت سوئیچ الکترونیکی:

در صورت برخورد کرکره با مانع در حین پایین آمدن 2 تیغه انتهایی کرکره که لیمیت سوئیچ روی آن نصب است در همان لحظات اولیه برخورد فشرده میشوند و سیگنال تشخیص مانع به مرکز کنترل ارسال خواهد شد به محض دریافت این سیگنال مرکز کنترل برای افزایش ایمنی حرکت کرکره را متوقف میکند با دریافت فرمان بعدی از ریموت کنترل کرکره به سمت بالا حرکت میکند بنابراین از بروز آسیب های جدی و خسارت به اشیا جلوگیری به عمل می آید.

لازم نیست قبل از وصل شدن برق کرکره برقی را به وضعیت اولیه بازگردانیم زیرا موتور کرکره برقی دارای یکسری لیمیت سوئیچ داخلی است و در هر وضعیتی که قرار داشته باشد، زمانی که مجدد توسط ریموت به حرکت می افتد حداکثر تا حد تعریف شده پیشین بالا و پایین می رود و مشکلی برای سیستم ایجاد نمی شود. پس بدون نگرانی می توانید توسط زنجیر خلاص کن، کرکره را حرکت داده و هر جا که لازم بود رها کنید.

سنسور القایی (Inductive Sensor)  سنسوری است که از اصل القای الکترومغناطیسی برای تشخیص یا اندازه‌گیری اشیاء فلزی استفاده می‌کند. در حقیقت جریان در این وسیله از طریق میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود و هنگامی که میدان مغناطیسی تغییر کند، جریان نیز تغییر می‌کند. از این خاصیت می‌توان برای تشخیص اشیاء فلزی که با یک میدان مغناطیسی در تعامل هستند، استفاده کرد. مواد غیر فلزی مانند مایعات یا بعضی از انواع خاک با میدان مغناطیسی تداخل ندارند؛ بنابراین یک سنسور القایی می تواند در شرایط مرطوب یا کثیف هم کار کند.

سنسور القایی (Inductive Sensor) – نحوه کار و ساختار

سنسور القایی یا Inductive Sensor بر اساس قانون القای فارادی عمل می‌کند. سنسورهای القایی عموما دارای دو ساختار داخلی مختلف هستند.ساده ترین نوع سنسور یک سیم پیچ را با اسیلاتور هدایت می‌کند. هنگامی که یک جسم فلزی به سیم پیچ نزدیک می‌شود، اندوکتانس سیم پیچ را تغییر می‌دهد و تغییر فرکانس یا تغییر جریان در سیم پیچ را ایجاد می‌کند. این سیم پیچ ممکن است هسته فرومغناطیسی داشته باشد تا میدان مغناطیسی شدیدتر شود و حساسیت دستگاه نیز افزایش یابد. در برخی کاربردها می توان از یک کویل بدون هسته فرومغناطیسی استفاده کرد، علی الخصوص اگر ناحیه پوشش دهی سنسور القایی منطقه بزرگی باشد.

شکل دیگری از سنسورهای القایی از یک سیم پیچ برای تولید یک میدان مغناطیسی در حال تغییر استفاده می‌کند و از یک سیم پیچ دوم (یا مدار دیگری) برای احساس تغییرات در میدان مغناطیسی تولید شده توسط یک جسم استفاده می‌شود.

سنسور القایی و بررسی ویژگی‌های آن

در این بخش به بررسی سنسورهای القایی مکعبی می‌پردازیم ویژگی‌های فنی و ظاهری آن را بیان می‌کنیم.

اجزای سنسور القایی:

هر سنسور القایی استاندارد از قسمت های زیر تشکیل شده است که در همه سنسورها ثابت و ضروری هستند. این قطعات شامل مدار تشخیص ، مدار خروجی که جریان را قطع و وصل می کند ، هسته فریت ، مدار تولید کننده نوسان ساز و سیم پیچ است.

وظیفه هسته فریت و سیم پیچ القای میدان مغناطیسی در سنسور است و نوسان ساز مسئول تولید و هدایت میدان مغناطیسی است. این میدان معمولاً در اطراف هسته فریت تجمع می یابد ، بنابراین می توان آن را به راحتی به قسمت جلویی سنسور منتقل کرد. هنگامی که جسم فلزی در محدوده سنسور قرار دارد ، این میدان های مغناطیسی جهت دار به جسم فلزی جریان یافته و توسط آن دریافت می شود.

در نتیجه ، دامنه موج تولید شده توسط نوسان ساز کاهش می یابد و این تغییر دامنه در فرکانس توسط مدار آشکارساز منعکس می شود. هنگامی که تغییر دامنه به سطح خاصی می رسد ، مدار شروع به کار می کند و قسمت خروجی سنسور فعال می شود.
حال ، اگر جسم فلزی از میدان مغناطیسی سنسور خارج شود و از آن دور شود ، دامنه فرکانس نوسان ساز در مقایسه با وضعیتی که جسم فلزی در مجاورت آن قرار دارد ، افزایش می یابد و پس از رسیدن به مقدار مشخص ، خروجی سنسور متوقف می شود.

مزایای سنسورهای القایی:

از جمله مزایایی که سنسورهای القایی را به دستگاهی قدرتمند برای کمک به متخصصان صنایع مختلف تبدیل می کند ، می توانند در شرایط مختلف محیطی مانند وجود گرد و غبار و آلودگی از محیط مورد نیاز و سایر شرایط فیزیکی نامطلوب کار کنند. آنها می توانند در این شرایط به خوبی کار کنند و مشابه سایر شرایطی هستند که در محیط های مساعد استفاده می شوند.
محیط مرطوب با رطوبت زیاد در هوا مانع عملکرد عادی سنسور نمی شود و نیازی به پوشیدن و لمس اجسام فلزی در حین کار این دستگاه ها نیست. مزیت دیگر این سنسورها این است که رنگ و شکل فلز بر حضور آنها در محیط تأثیر نمی گذارد.

معایب سنسورهای القایی:

درک این نکات در مورد سنسورهای القایی برای انتخاب نوع مناسب سنسور بر اساس عملکرد مورد نظر بسیار مهم است. اگر این سنسورها در معرض میدان مغناطیسی قوی و امواج بزرگتر اطراف قرار گیرند ، عملکرد آنها آسیب می بیند و دچار اختلال می شود.

علاوه بر این ، آنها وجود اجسام فلزی را در فاصله ای کوتاهتر از سایر حسگرهای موجود تشخیص می دهند. علاوه بر این ، سنسورهای القایی فقط می توانند اجسام فلزی را تشخیص داده و آنها را از سایر اجسام متمایز کنند و در حضور اجسام غیر فلزی نمی توانند آنها را تشخیص دهند.

نوع ساختار سنسور القایی:

همانطور که در ابتدای بحث ذکر شد ، اساس عملکرد این سنسورها استفاده از قانون القای مغناطیسی فارادی است. حسگرهای القایی از نظر ساختار داخلی و مکانیسم عمل به دو دسته تقسیم می شوند:
ساختار اول ساده تر از ساختار دیگر است و کار با آن آسان است. در این نوع سنسور ساده ، جریان مغناطیسی توسط سیم پیچ و نوسان ساز تعبیه شده در سنسور هدایت می شود.
ساختار دوم مورد استفاده در سنسور القایی عملکرد متفاوتی با سنسور نوع ساده تر دارد. در نوع دوم ، سنسور شروع به تولید میدان مغناطیسی با کمک یک سیم پیچ می کند ، سیم پیچ دائما در حال تغییر و نوسان است و جریان ناهموار است.

سنسور مکعبی

ساختار اصلی سنسور مکعبی که با الهام از سنسور های سریDupuis  ساخته شده است، شامل یک هسته با 12 میله مونتاژ شده به شکل مکعب می باشد. این محصول قابلیت گسترش به صورت یک آرایه را نیز دارد. امروزه این نوع سنسور یکی از پر کاربردترین ها در صنایع مختلف است که در آن برای ایجاد یک قالب اندازه گیری ویژه، سیم پیچ در چهار لبه مکعب توزیع شده است. سپس شار مغناطیسی در چرخش هسته به طور متناوب در جهت میدان مغناطیسی خارجی اندازه گیری می شود. این امر باعث کاهش قابل توجه تعداد چرخش سیم پیچ و کم شدن مقاومت آن برای شار های معین می شود.

ساختار سنسور  مکعبی

یک سنسور مکعبی شامل چندین سنسوراست تا با هم یک آرایه مکعبی تشکیل دهند. از مزایای آن می توان به:

•    افزایش حساسیت
•    کاهش کندی در حرکت

اشاره نمود. در آن می توان تعداد چرخش مورد نیاز را بین لبه های مختلف هدایت کرد. هسته ها به گونه ای فعالیت می کنند که از نظر مغناطیسی بر یکدیگر اثر منفی نداشته باشند. آن ها از نقطه نظر الکتریکی به صورت سری به هم وصل شوند. افزایش حساسیت سنسور مکعبی به افزایش نفوذپذیری ظاهری مربوط می شود. هدف اصلی از طراحی این سنسور، تأیید کارایی پیکربندی است. این سنجش بطور خلاصه از طریق مقایسه تجربی با یک نمونه اولیه و اعتبارسنجی معادله نفوذپذیری ظاهری با هدف مقایسه با سنسورهای  کلاسیک صورت می پذیرد.

لبه های سنسور مکعبی توسط هسته های استوانه ای فرومغناطیسی با طول LC و قطر d طراحی می شوند. در نمونه های اولیه سنسور مکعبی، مدل سازی میزان نفوذپذیری ظاهری و تاثیر آن بر فرکانس رزونانس به خوبی ارزیابی شده است. مکعب هایی از جنس چینی در هر گوشه سازه پایه نصب شده اند تا مسیر فرو-مغناطیسی بسته مورد استفاده قرار بگیرد. این ماده فرومغناطیسی از نوع فریت B1 است که نفوذپذیری نسبی اولیه آن معمولاً در حدود 2500 است.

این محصول یک سنسور بسیار دقیق برای برنامه های کنترل حرکت است. یکی از اهداف طراحی و تولید این سنسور نظارت بر حرکات دقیق یک سیستم بازرسی مبتنی بر نور است که وجود نقص در نصب قطعات را اندازه گیری می کند. اندازه کوچک، کم هزینه بودن، دامنه وسیع عملکرد و دقت آن، امکان جذب بیشتر مشتری را نسبت به سایر سنسورهای مورد استفاده برای کاربردهای مشابه فراهم می کند.

سنسور  مکعبی شکل برای فضاهایی که امکان نصب مدل های استوانه ای شکل نیست طراحی شده اند. سنسور  مکعبی در ابعاد گوناگون موجود می باشد که فاصله حساسیت نمونه های بزرگ این دسته تا 50 میلیمتر نیز می رسد در نتیجه در جایی که فاصله حساسیت زیاد مورد نیاز است و محدودیت فضای نصب وجود ندارد از سنسور  مکعبی استفاده می شود.

سنسور نوری مکعبی

سنسور نوری مکعبی(حسگر فوتوالکتریک و یا چشم الکترونیکی)، حسگری  است که برای کشف فاصله، عدم وجود یا حضور یک شی با استفاده از یک فرستنده نور، اغلب مادون قرمز و یک گیرنده فوتوالکتریک استفاده می شود. آنها عمدتا در تولید صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. یک سنسورنوری مکعبی حاوی اپتیک همراه با الکترونیک است. این فقط یک منبع برق نیاز دارد این سنسور، مدولاسیون، demodulation، تقویت و سوئیچینگ خروجی خود را انجام می دهد.

از سنسورهای نوری مکعبی جهت آشکارسازی اجسام مختلف در خطوط تولید و صنایع استفاده می گردد. مزیت و برتری سنسورهای نوری به سنسورهای  در این است که اولا وابسته به جنس اجسام نبوده و قادرند تمامی اجسام را تشخیص دهند. ثانیا از برد بالاتری برخوردار بوده و اجسام را در فواصل دورتری تشخیص و آشکار نمایند. در سنسورهای نوری از نور مادون قرمز و نور لیزر استفاده می شود. در سنسورهایی که از نور لیزر استفاده می گردد به دلیل باریک بودن پرتو لیزر قادر به آشکارسازی اجسام با ضخامت بسیار کم می باشند. سنسورهای نوری با شکلهای بدنه متفاوت، ساختارهای متفاوت ( یک طرفه، دوطرفه و یک طرفه آینه دار) و خروجیهای متفاوت تولید می شوند.

درسنسور نوری مکعبی فرستنده و گیرنده در درون یک محفظه قرار داشته که با قرار گرفتن یک جسم در جلوی آن نور ارسالی توسط فرستنده منعکس و توسط گیرنده دریافت شده و در خروجی سنسور تغییر خواهیم داشت. حداکثر فاصله تشخیص برای این سنسور 70 سانتی متر می باشد. ولتاژ تغذیه این سنسور از 24 الی 240 ولت DC و AC بوده که نیاز به داشتن منبع تغذیه خاصی را برای آن مرتفع می سازد.

خروجی این سنسور دارای یک رله با کنتاکت NO+NC به شکل SPDT بوده که می توان خروجی را به طور مستقیم به مصرف کننده منتقل نمود. همچنین خروجی دارای حالت های Light On/ Dark On بوده که توسط پتانسیومتری قابل انتخاب می باشد. این محصول از کیفیت و دوام خوبی برخوردار بوده و دارای حفاظت IP64 می باشد. از این محصول در بسیاری از ماشین آلات نظیر پرس های صنعتی، دستگاه های بسته بندی و خطوط تولید استفاده می گردد.

سنسور نوری مکعبی آینه دار :

نوع عملکر سنسور آینه دار بدین شکل است که با استفاده از یک آینه منشور که مقابل سنسور قرار گرفته وجود اجسام مقابل سنسور را تشخیص می دهد . عملکرد این مدل از سنسور ها مشابه سنسور یک طرفه می باشد با این فرق که نور ارسال از سنسور به آینه برخورد کرده و با بازتاب زاویه ۹۰ درجه به سنسور باز میگردد و وقتی جسمی بین سنسور و آینه قرار بگیرد باعث قطع این ارتباط می شود .

سنسور نوری مکعبی دو طرفه :

عملکرد این نوع از سنسورنوری بدین شکل است که دارای یک گیرنده و یک فرستنده میباشد و در دونقطه جدا از یکدیگر و در مقابل هم نصب میشود و در هنگامی که جسم بین این فرستنده و گیرنده قرار بگیرد سنسور بسته به نوع عملکرد خود خروجی میدهد.

مزایای سنسور  مکعبی

از مزایای یک سنسور مکعبی می توان به موارد زیر اشاره نمود:

•    دقت بالا – 400 نانومتر و وضوح 3 نانومتر بر متر مربع
•    اندازه کوچک – حجم کل کمتر از اینچ مکعب
•    کم هزینه
•    پیاده سازی و استفاده ساده – سنجش های خطی بسیار دقیق با استفاده از میکروکنترلر ارزان قیمت
•    محدوده عملیاتی گسترده – 200 میکرون
•    نسبت سیگنال به نویز بالا – به راحتی می تواند در محیط های پر سر و صدا و مملو ازسیگنال عمل می کند

کاربرد های یک سنسور مکعبی

کاربرد های چنین سنسور شگفت انگیزی عبارتند از:

•    کنترل دقیق حرکت
•    سوئیچ های نوری
•    کنترل سخت درایو
•    لیتوگرافی نیمه هادی
•    اندازه گیری نیمه هادی
•    مکانیزم های حرکتی
•    تشخیص پزشکی
•    شتاب سنج MEMS
•    اندازه گیری محور در حال چرخش
•    مانیتورینگ سنجش لرزه

سنسورهای مکعبی کنونی ارزان هستند، اما نسبت به برخی دیگر از سنسورها ممکن است دقیق نباشند. انواع دیگر سنسور ها از جمله سنسور خازنی و نوری / لیزر از دقت بالایی برخوردار هستند اما بزرگتر و گرانتر بوده و برای کار به الگوریتم های پیچیده ای نیاز دارند. در مقایسه با سنسورهای هم کلاس، این فناوری دقیق، کوچک و ارزان است. خروجی آن به صورت خطی و با استفاده از میکروکنترلر های کم هزینه، محاسبات را آسان می کند.

شاید برای بسیاری از افراد این یک سوال مهم و اساسی باشد که موازی کردن سنسور ها با چه هدفی انجام می گیرد؟ در پاسخ به این سوال باید گفت موازی کردن با هدف دست یابی به منطق OR  انجام می پذیرد و این امکان فراهم می شود تا راه انداختن قسمتی از یک مدار و یا حتی کل مدار با استفاده از چند تجهیز امکان پذیر گردد. مدار های پلاتینی بدین شکل عمل می کنند که ورودی ها و خروجی های چند المان به همدیگر اتصال یابد و موازی کردن سنسور ها به آسانی انجام گیرد. این در حالی است که سنسور هایی که دارای خروجی الکترونیکی هستند به سختی موازی می شوند و انجام آن نیازمند صرف انرژی بیشتری خواهد بود

نکات مورد توجه در موازی کردن سنسور های دو سیمه

- از آنجایی که سنسور های دو سیمه در حالت خاموشی دچار نشتی هستند باید توجه و دقت کافی اعمال گردد تا در بار متصل شده به آنها، اشکالی ایجاد نشود

- به دلیل اینکه در صورت تحریک شدن یکی از سنسور های موازی، امکان عبور بیشتر جریان پیش می آید ممکن است تغذیه سنسور های دیگر دچار اشکال و اختلال گردد

- اگر تغذیه سنسور های دیگر قطع شود، تا وقتی که سنسور اول به حالت خاموشی تبدیل نشود، امکان تشخیص و یا عدم تشخیص اجسام وجود ندارد

- ورود سنسور های دیگر به جریان مدار ممکن است کمی با تاخیر انجام گیرد وقتی که سنسور تحریک شده، به حالت خاموشی بازگردد.

موازی کردن سنسور های سه سیمه

به طور کلی باید گفت علت اصلی سری کردن و موازی کردن سنسورها به طور معمول طراحی مدار فرمان ساخت می باشد. در سری کردن سه سیمه میزان جریان های خروجی سنسورها تا حد زیادی بالا می رود. این جریان ها حاصل جمع جریان بار و جریان مصرف سنسور بعدی خواهد بود. نکته حائز اهمیت این است که سنسورهای بالایی به عنوان منبع تغذیه سنسورهای پایینی محسوب می شوند و این کار سبب ایجاد تأخیرهایی در جریان آن مدار خواهد شد.

موازی کردن سنسورهای سه سیمه  به دلیل اینکه دارای منابع تغذیه متناوب هستند، توصیه نمی شود زیرا ممکن است در صورت موازی کردن آنها، اختلال هایی به وجود بیایند اما قابل توجه است که موازی کردن سنسور سه سیمه مستقیم هیچ گونه محدودیتی ندارد و حتی این سنسورها قابلیت این را دارند که ۲۰ یا ۳۰ سنسور را موازی نمایند. در حین موازی کردن سنسورهای سه سیمه باید به نکات زیر توجه داشته باشید

- این احتمال وجود دارد که مقدار زیادی جریان بر روی هم جمع گردد، در نتیجه سبب تجمع بار می شود اما این بار به میزانی نیست که بتواند سنسور را تحریک نماید

- حذف سنسور غیر فعال به واسطه دیود هایی که در قسمت خروجی سنسور قرار دارندامکان پذیر می باشد

- نکته مورد توجه این است که اگر دیود خروجی یکی از اجزای سنسور باشد دیگر احتیاجی به دیود اضافی نخواهد بود

- درصورتی که دیود ها در قسمت خارجی قرار داشته باشند این احتمال می رود که نمایشگر ها از کار افتاده و کارایی خود را از دست بدهند

سری و موازی کردن سنسور ها به چه دلایلی انجام می گیرد؟

سری و موازی کردن سنسور ها سبب کاهش تعداد و  حتی حذف شدن رله هایی می شود که دارای قابلیت برنامه ریزی هستند. همچنین امکان حذف کردن فرمان و کمکی در مدار های معمولی به واسطه موازی کردن سنسور ها وجود دارد. 

در مدار هایی که ساختار نسبتا پیچیده تری دارند، سنسور ها به منظور کنترلر های منطقی به کار برده می شوند. در این موارد با استفاده از  موازی کردن سنسور ها می توان استفاده از کنترلر ها را کاهش داد، زیرا ورودی های کمتری را اشغال می کند. در نتیجه کاهش ورودی های یک کنترل گر، هزینه های نصب و سیم بندی نیز تا حد زیادی کمتر می شود. همچنین حجم برنامه نویسی نیز کاهش یافته و فقط چند سنسور کنترل گر وارد عمل خواهند شد.

سری کردن المان های دیجیتال به چه علت صورت می گیرد؟

سری کردن المان های دیجیتال نیز مانند دیگر مدار ها با هدف خاصی انجام می گیرد. در حقیقت هدف اصلی سری کردن المان های دیجیتال این است که به مناطق و بخش های AND دست پیدا کند. نکته ی حائز اهمیت در ارتباط با سری کردن المان های دیجیتال  این است که برای راه اندازی آن باید کل مدار یا حداقل بخشی از آن  مشارکت داشته باشند. 

به عبارت دیگر  هنگامی که یک فرمان صادر می شود تمام قسمت های مدار با یک دیگر همکاری کرده و فعال و یا حتی غیر فعال می شوند. همانطور که سابقا اشاره شد اگر این المان ها از نوع پلاتین باشند کار موازی کردن آن ها دشوار نخواهد بود و به آسانی انجام خواهد گرفت. در این حالت تنها کافی است قسمت خروجی المان های اول به قسمت ورودی المان های بعدی اتصال یابد. 

میکروسوئیچ و یا  همان سنسور یک قطعه الکتریکی است که معمولا کارایی گسترده ای در  در سیستم هایی دارند که از الکتروموتور برای جابجائی قطعات و سایر مواد استفاده می کنند. کارایی دیگر این قطعه الکتریکی برای سیستم هایی می باشد که الکتروموتور در آنها بصورت اتوماتیک از حرکت باز می ایستد و متوقف می شود و یا تغییر جهت می دهد. به عبارت دقیق تر می توان گفت موارد استفاده از میکروسوئیچ به موقعیت نصب و نوع سیستم بستگی دارد.

مدار قدرت محدود کردن حرکت با میکروسوئیچ چگونه انجام می گیرد؟

همانطور که در تصویر بالا(  تصویر مربوط به موتور چیگرد و راستگرد همراه با موقعیت جا گذاری میکروسوئیچ ها می باشد) مشاهده می کنید مدار محدود کردن حرکت با میکروسوئیچ بدین شکل است که میکروسوئیچ 3 Sدر انتهای مدار 4 S قرار گرفته است و این نحوه قرار گیری باعث می شود که الکتروموتور در ابتدا و انتهای جریان مدار به شکل کاملا اتوماتیک و خودکار متوقف شود

مدار فرمان محدود کردن حرکت موتور با میکروسوئیچ

برای صادر شدن فرمان محدود کردن حرکت موتور، با فشرده شدن دکمه استارت موتور به صورت خودکار به حالت چپگرد و یا راستگرد از مدار فرمان و مدار قدرت قرار می گیرد. نحوه طراحی مدار به صورتی است که یک کنتاکتور کمکی به عنوان حافظه در مدار فرمان چپگرد و راستگرد خودکار ساخته شده است. تنها کافی است که دکمهs1 موتور فشرده شود تا مدار  به حالت راستگرد تغییر جهت دهد و در انتهای مسیر مدار با برخورد کردن به میکروسوئیچ S3، کنتاکتور K1M قطع شود و به دنبال آن کنتاکتور K2M وصل گردد و در نتیجه موتور در جهت چپگرد راه اندازی خواهد شد.

در ابتدای جریان مسیر به محض برخورد به میکروسوئیچ S4، کنتاکتور K2M قطع می گردد و به جای آن کنتاکتور K1M وصل خواهد شد. این روند جریان تا زمان فشرده شدن استپ S0 و قطع K1 ادامه خواهد یافت. براى ممانعت  از ایجاد همزمانى دو كنتاكتور K1M و K2M در ابتدای كار،  اگر هر كدام از شستی های I یا IIزودتر وصل گردند تیغۀ بسته آن كنتاكتور كه در مسیر مخالف قرار گرفته است،  باز خواهد شد مانع از این امر می شود که كنتاكتور دوم وصل گردد

تغییر جهت اتوماتیک در مدار قدرت

کلید MCCBدرواقع مخفف کلمه لاتین Molded case circuit breakerاست و از اجزای وسایل حفاظ الکتریکی به شمار می آید. این کلید زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که جریان مدار از حد مشخص شده کلید مختص مینیاتوری تجاوز کند. از دیگر مواردی که می توان به کاربرد های کلید MCCBاشاره کرد مربوط به مواقعی است که جریان مدار نیاز به تریپ های قابل تنظیم داشته باشد.

به بیان ساده تر می توان گفت از  کلید MCCB در جهت اهداف متفاوت مانند محافظت از تاسيسات روشنايي، سيم، كابل، برق صنعتي، و حتی در ماشين آلات به منظور اتصال یافتن کوتاه و همچنین در برابر بار های اضافه استفاده می گردد. در یک نگاه مقایسه ای چنین برمی آید که کلید های اتوماتیک نسبت به کلید های مینیاتوری کاربرد وسیع تری دارند.

علت این کاربرد گسترده را می توان به جهت وجود مزایایی چون مانع شدن از دو فاز شدن برق و جلوگیری از سوختن موتور ها و قابلیت بهره برداری بعد از هر بار قطع بودن دانست.

عملکرد کلید MCCBچگونه انجام می گیرد؟

 کلید MCCB برای طیف وسیعی از ولتاژها و فرکانس های دارای مقاومت  ۵۰ هرتز و ۶۰ هرتز قابلیت استفاده دارد. مهمترین تفاوتی که بین دو کلید کلید MCCB و کلید مینیاتوری MCCB وجود دارد این است که که کلید کامپکت MCCBمی تواند تا نرخ جریانی ۲۵۰۰ آمپر را داشته باشد. همچنین از نظر فیزیکی نیز حجم کلیدهای MCCB از MCB بزرگتر هستند.به طور کلی کلید MCCBدارای دو عملکرد دقیق می باشد

عملکرد کلید MCCB/ روش کار رله حرارتی

در کلید کامپوت  MCCB دو فلز قرار دارند که در تماس با یکدیگر کار می کنند. این دو فلز نسبت به تغییرات دما بسیار حساس بوده و به سرعت دچار انبساط و یا انقباض می شود. در مواقعی که دمای دستگاه به دلیل جریان بالا افزایش پیدا کند، به طور همزمان این دو فلز نیز افزایش دما خواهند داشت. افزایش دمای دو فلز تا زمانی ادامه می یابد که به دمای مد نظر برسد و جریان برق قطع شود.

از آنجایی که نوسانات دما در رله ها نیازمند سپری شدن مدت زمان طولانی تری است نباید صرفا قطع کردن جریان برق را بواسطه قطع کننده های حرارتی انجام داد زیرا به دلیل عبور جریان اضافی از دستگاه، احتمال آسیب دیدن وجود دارد

عملکرد کلید MCCB/ رله مغناطیسی

خاصیت مغناطیسی رله ها در افزایش عمر مفید دستگاه و کارایی بیشتر آن تاثیر گذار است. سیستم رله مغناطیسی به نحوی طراحی شده است که اگر در دستگاه عبور جریان اضافی وجود داشته باشد، میدان مغناطیسی طراحی گردیده در دستگاه باعث قطع جریان برق می شود.

 در یک نتیجه گیری ساده می توان گفت اگر رله های مغناطیسی و حرارتی به طور همزمان در دستگاه برقی وجود داشته باشند، قطع کردن جریان برق به سادگی انجام خواهد گرفت و دستگاه نیز عمر بیشتری خواهد داشت.

کلید MCCB دارای چه کارکردهایی هستند؟

کلید های کامپوت MCCBبه دلیل دارا بودن قابلیت تنظیم عبور جریان های بالا دارای کاربرد گسترده ای در صنعت برق هستند. مهمترین کاربرد های کلید MCCBرا می توان در موارد زیر جست و جو کرد.

کارکرد کلید MCCB/ فیدر های الکتریکی

از جمله دستگاه هایی که وجود کلید MCCB برای آنها الزامی می باشد، دستگاه های فیدر الکتریکی هستند. فیدر الکتریکی صفحه طراحی شده برای توزیع برق است که قابلیت انتقال به صفحات کوچک را دارد. به این ترتیب انتقال و جابجایی جریان برق در بین صفحات کوچک و بزرگ انجام می گیرد. به دلیل اینکه جریان زیاد برای سیستم فیدر الکتریکی خطراتی را به دنبال دارد نیاز به یک قطع کننده جریان برق که بتواند سبب قطع سریع برق شود وجود دارد

کارکرد کلید MCCB/ بانک های خازنی

به منظور به کار انداختن وسایل برقی مانند الکتروموتور ها از توان غیر مفید استفاده می شود. این توان غیر مفید از طریق بانک های خازنی به درون مدار وارد می شوند. بانک های خازنی در تامین کردن توان مدار بسیار کارایی دارد به همین دلیل کلید MCCBدر مدار تعبیه شده است که وظیفه مانع شدن از آسیب به دستگاه را برعهده دارد.

کارکرد کلید MCCB/ ژنراتور های الکتریکی

ژنراتورها یا همان تولید کننده های جریان برق مهمترین منابع توزیع برق صنعتی هستند. این ژانراتور ها در ابعاد متفاوتی ساخته می شوند و مسئولیت تامین برق در تجهیزات و تاسیسات برقی را بر عهده دارند

ساختار کلید MCCB

کنتاکت ها؛ 

کنتاکت ها یک کلید یا در یک امتداد همدیگر و یا به طور موازی با هم دیگر قرار  می گیرند. در مواقعی که کنتاکت ها در یک امتداد قرار دارند، میدان مغناطیسی شکل گرفته تاثیر زیادی بر روی هم نخواهند داشت. اما در مواردی که نحوه قرار گیری کنتاکت ها به صورت موازی است، میدان ها ی مغناطیسی بر روی یکدیگر تاثیر گذاشته و سعی می کنند تا کنتاکت ها را از هم دیگر دور نمایند. تداوم این وضعیت در جریان های ایجاد شده ناشی از اتصال کوتاه، سبب جدا شدن سریع کنتاکت ها از هم خواهد شد

جرقه گیر؛ 

 ساخت جرقه گیر به نحوی است که از چند صفحه U مانند  تشکیل شده است. این صفحات در اطراف کنتاکت قرار دارند و به محض  خاموش شدن کنتاکت ها از هم دیگر جدا می شوند، جرقه این قابلیت را دارد که به دلیل انتخاب کوتاه ترین مسیر در عبور هوا، از بین صفحات انتقال پیدا کند. در واقع جرقه کم مقاوم ترین مسیر را برای عبور مورد استفاده قرار میدهد. تقسیم جرقه به جرقه های کوچکتر در بین صفحات شده سرعت خاموش شدن جرقه را بالا می برد

قطع و وصل کننده کلید؛

 این سیستم کار قطع و وصل کلید را انجام می دهد. زمانی که کلید از وضعیت قطع به وضعیت وصل تغییر شکل می یابد، فنر با اعمال نیرو به اهرم های این سیستم باعث بسته شدن کنتاکت ها می گردد. در زمان قطع شدن  کلید، فنر برای اعمال فشار بر روی بازوی عمل کننده مورد استفاده قرار می گیرد و کنتاکت ها را باز می کند

تریپ؛ 

این بخش از کلید که به شکل دستی یا اتوماتیک دستور تریپ یا قطع کلید را تنظیم می کند، قسمت هوشمند کلید نامیده می شود و به واحد قطع یا وصل مرتبط می باشد. قسمت تریپ از رله های مختلفی مانند رله حرارتی و الکترو مغناطیسی استفاده می کند تا خطا را تشخیص دهد.