Was ist ein Photomikrosensor?
Photomikrosensoren sind kleine optische Sensoren mit eingebautem Verstärker.
Sie können die An- oder Abwesenheit und die Position von Objekten mit Hilfe von Licht erkennen. Gängige Photomikrosensoren sind vom reflektierenden und vom durchlässigen Typ und werden als Photointerrupter bzw. Photoreflektor bezeichnet. Diese Sensoren werden hauptsächlich in verschiedenen bekannten Produkten für Einbaugeräte verwendet.
Anwendungen von Photomikrosensoren
Photomikrosensoren lassen sich je nach dem zu erfassenden Objekt in vier Typen unterteilen:
1. Reflektierender Typ
Diese Sensoren nutzen die Reflexion von Licht. Sie werden verwendet, um zu erkennen, ob Papier im Drucker vorhanden ist, und um einfache Strichcodes zu lesen.
2. Durchlässiger Typ
Einfache Sensoren, die Objekte durch Licht erkennen, das durch einen Schlitz fällt; sie werden zur Erkennung von IC-Karten, Zugtickets usw. verwendet.
3. Separater Typ
Dies sind Sensoren, bei denen die lichtemittierenden und lichtempfangenden Teile bewegt werden können, um den Abstand zwischen ihnen einzustellen. Sie werden verwendet, um den Durchgang von Objekten beim Kauf von Waren an einem Automaten oder beim Gewinn eines Preises an einem Spielautomaten zu erkennen.
4. Aktor-Typ
Diese Sensoren sind eine Kombination von Hebeln, die als Aktuatoren bezeichnet werden. Sie werden in Fahrkartenautomaten und Verkaufsautomaten eingesetzt, um den Durchgang von Banknoten zu erkennen.
Funktionsweise der Photomikrosensoren
Die Funktionsweise der Photomikrosensoren unterscheidet sich je nach Typ. Es ist wichtig, je nach dem zu erfassenden Objekt und dem Einsatzort den am besten geeigneten Sensor auszuwählen.
1. Reflektierender Typ
Reflexionssensoren haben eine Struktur, bei der das lichtemittierende Element und das lichtempfangende Element parallel zueinander angeordnet sind. Das vom lichtemittierenden Element ausgestrahlte Licht trifft auf das Objekt, wird reflektiert und vom lichtempfangenden Element empfangen.
Das Objekt wird durch dieses reflektierte Licht erkannt. Sie ist einfach zu installieren, hat aber den Nachteil, dass die zu erfassenden Objekte und die zu erfassende Entfernung begrenzt sind.
2. Einweglichtschranke
Transmissionssensoren haben eine Struktur, bei der das lichtemittierende Element und das lichtempfangende Element einander gegenüberliegend installiert sind. Das vom lichtemittierenden Element ausgestrahlte Licht wird direkt vom lichtempfangenden Element empfangen. Wenn kein Objekt vorhanden ist, wird das Licht so empfangen, wie es ist, aber wenn ein Objekt vorhanden ist, erreicht das Licht es nicht.
Es ist einfach und erfordert keine Ausrichtung der optischen Achse, aber der Nachteil ist, dass die Größe des zu untersuchenden Objekts begrenzt ist.
3. Separater Typ
Beim separaten Typ liegen sich der lichtemittierende und der lichtempfangende Teil in einem getrennten Zustand gegenüber. Die lichtemittierenden und lichtempfangenden Elemente sind getrennt, so dass ihre Positionen frei bestimmt werden können, aber der Nachteil ist, dass die optischen Achsen ausgerichtet werden müssen.
4. Aktuatortyp
Der Aktuatortyp hat eine Struktur, die einen durchsichtigen Sensor und einen Hebel, der sich dreht, kombiniert. Durch die Verwendung eines Hebels, der das Licht blockiert, können auch Objekte, die Licht durchlassen, erkannt werden. Der Nachteil ist jedoch, dass die Teile um den Hebel herum eine begrenzte Lebensdauer haben, was die Einsatzdauer einschränkt.
Weitere Informationen zu Photomikrosensoren
Schaltungsentwurf von Photomikrosensoren
Wichtige Merkmale beim Entwurf sind der Fotostrom und der Widerstand, die angeben, wie viel Leistung aus der Menge des Vorwärtsstroms resultiert. Der wichtigste Punkt beim Entwurf ist, die optimale Höhe des Vorwärtsstroms zu berücksichtigen und auszuwählen, bevor der Grenzwiderstandswert festgelegt wird. Wenn eine Sperrspannung angelegt wird, sollte eine Diode in Sperrrichtung parallel zur LED ausgelegt werden.
Durch die Auslegung des Worst-Case-Wertes ist es möglich, einen normalen Betrieb zu gewährleisten, auch wenn die Kennlinien zur funktionell schlechteren Seite hin vorgespannt sind. Unter Berücksichtigung der oben genannten Punkte ist es erforderlich, die entsprechende Stromstärke extern zuzuführen. Entwürfe, die die Höhe des Vorwärtsstroms berücksichtigen, mit dem die lichtempfangende Seite arbeitet, führen zu einem normalen Betrieb.
Bei der Auslegung von Fototransistor-Ausgangstypen muss die Temperaturabhängigkeit von Dunkelstrom und Fotostrom berücksichtigt werden. Bei der Erkennung eines Objekts mit hoher Durchlässigkeit oder eines Objekts, das kleiner ist als die Form und die Abmessungen der Licht emittierenden und empfangenden Fläche, muss der Fotostrom mit und ohne das Objekt gemessen und ihr Verhältnis berechnet werden.