Sensores fotoelétricos para impressão; Como funciona:reflexão
(47)Os sensores fotoelétricos têm muitas aplicações na eletrónica moderna. É possível encontrá-los tanto em dispositivos de consumo simples como em sistemas industriais complexos. No caso de elementos de impressão, estamos a falar de produtos semiacabados: estes componentes podem ser utilizados para produzir sensores profissionais precisos, mas as suas aplicações também incluem circuitos menos precisos de eletrodomésticos, pequenos eletrodomésticos ou até mesmo brinquedos.
Construção e tipos de sensores fotoelétricos
Um dos componentes fotoelétricos mais simples é a fotorresistência. No entanto, a maioria dos sensores de impressão baseia-se em estruturas de semicondutores, ou seja, fotodíodos e fototransístores. Tal como noutros sensores fotossensíveis, a divisão geral dos componentes está relacionada com o seu método de funcionamento.
Refletores
Os sensores refletores captam a luz refletida por um objeto no seu “campo de visão”. A radiação mais comummente detetada é emitida pelo díodo LED. A distância operacional desse elemento depende da intensidade da luz e da sensibilidade do sensor. Em alguns casos, a sensibilidade pode ser ajustada com recurso a componentes externos.
Par de transcetores
Para componentes montados em PCB, o transmissor (LED) e o recetor (por exemplo, um fototransístor) são muitas vezes colocados numa caixa, geralmente separados por poucos milímetros. O funcionamento de um componente deste tipo consiste em detetar as interrupções do feixe de luz que ocorrem no espaço do sensor (podem ser provocadas, por exemplo, por uma fita perfurada em movimento).
Sensores de movimento
Os sensores de movimento detetam alterações na intensidade da luz que chega ao elemento fotoelétrico (na maioria dos casos, são sensíveis num amplo espectro de cores, pelo que não é necessário selecionar com precisão a fonte de radiação). Estão muitas vezes equipados com uma lente leitosa semiesférica, cuja tarefa é recolher os raios de luz que fluem do maior ângulo possível. Estes produtos são bastante utilizados na produção de interruptores de luz automáticos, bem como em sistemas antirroubo, etc.
Aplicações dos sensores fotoelétricos
Os sensores montados em PCB são utilizados para dois propósitos: construir sensores precisos calibrados de fábrica (industriais ou automotivos); ou em circuitos com outra funcionalidade, onde a deteção de luz é um método tecnológico, mas não está diretamente relacionado com o propósito do dispositivo de destino (por exemplo, um codificador de velocidade do motor, que analisaremos em seguida).
Deteção de objetos
Na automação industrial, uma aplicação muito importante dos controladores de máquinas é a deteção de objetos (por exemplo, objetos na linha de produção para efeitos de contagem). Um dos métodos de registo de objetos são os sensores fotoelétricos (geralmente refletores).
Sistemas de segurança e proteção
Tal como já referido, a deteção de movimento permite a construção de sistemas de segurança sensíveis e de confiança. E aqui podemos mencionar pelo menos duas aplicações. A primeira são os sistemas antirroubo. Como o sensor de movimento fotoelétrico pode funcionar em função da luz infravermelha, invisível ao olho humano, adapta-se perfeitamente às necessidades dos dispositivos utilizados para proteger a propriedade, que geralmente trabalham de noite ou em espaços escuros. Uma aplicação semelhante é o uso de sensores para a proteção da saúde dos funcionários e operadores de máquinas; podem ser utilizados para criar as chamadas portas e cortinas de luz, cuja passagem será registada pelo controlador para, por exemplo, emitir um aviso sonoro ou até parar a máquina.
Automação industrial e robótica
Em fábricas altamente automatizadas, os sensores de luz são utilizados para determinar a posição dos objetos, mas também ajudam a determinar a posição atual das peças da máquina (por exemplo, braços robóticos). Um método muito popular para controlar o funcionamento dos motores elétricos é colocar um codificador no seu eixo. Isso pode ser feito de várias formas; uma das mais simples (mas bastante eficaz) é a combinação de um sensor de tipo transcetor e um disco de plástico opaco, no qual são gravadas ranhuras radiais. Cada vez que a incisão expõe a trajetória de luz do sensor, um codificador regista um único impulso. Dado que este tipo de sensores se caracteriza por um tempo de resposta curto, é possível controlar com grande precisão a velocidade dos eixos, bem como a posição das rodas ou a inclinação da alavanca. Os sensores fotoelétricos também têm aplicações semelhantes na robótica de consumo, como aspiradores autónomos e sistemas domésticos inteligentes. Outra aplicação mais típica da indústria é o uso de um sensor fotossensível para detetar cortes ou vestígios em embalagens e materiais, graças ao qual é possível, por exemplo, colocar com precisão tiras de papel, cartão, têxteis, etc.
Principais parâmetros dos sensores fotoelétricos
Ao escolher um sensor fotoelétrico para uma determinada aplicação, deve prestar atenção não só aos parâmetros básicos – como o método de montagem (THT, SMD), a tensão de funcionamento (de 1 V a 24 V no caso da oferta da TME) ou o consumo de energia –, mas também a um conjunto de outras características-chave. A primeira é o alcance, que pode ir desde décimas de milímetro até vários metros. Naturalmente, por questões práticas e de design, os sensores de movimento têm um alcance muito maior do que o par transmissor-recetor, mas, mesmo dentro de um mesmo tipo de sensores, este parâmetro pode assumir valores completamente diferentes. Também deve ter em conta que os sensores fotoelétricos podem ter diferentes configurações de saídas. Os artigos mais comuns são os com saída digital ou de transistor, mas também estão disponíveis no catálogo da TME modelos analógicos. A saída do sensor também está associada ao seu modo de funcionamento, que pode assumir dois valores: DARK-ON (ligado com intensidade de luz abaixo do limiar estabelecido) ou LIGHT-ON (a ação inversa, que deteta a presença de radiação).
Como funcionareflexão
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