Circuit de capteur de proximité simple et fonctionnement avec les applications

Dans notre vie de tous les jours, nous nous sommes habitués à mettre en œuvre différents types de circuits de capteurs à l'aide de divers types de capteurs tels que des capteurs IR, un capteur de température, un capteur de pression, un capteur PIR, etc. Fréquemment, nous observons un système d'ouverture de porte automatique basé sur un circuit de capteur PIR, un système d'éclairage public automatique basé sur un circuit de capteur LDR, un système de production d'énergie basé sur un circuit de capteur piézoélectrique, un système de signalisation routière basé sur un circuit de capteur IR, un système de détection d'obstacles basé sur un circuit de capteur à ultrasons, et ainsi de suite.

Ici, dans cet article, discutons du circuit de capteur de proximité simple et de son fonctionnement . Mais, avant de discuter en détail des capteurs de proximité, nous devons avant tout savoir ce que signifie réellement le capteur de proximité ?

Capteur de proximité

Un capteur qui peut être utilisé pour détecter la présence d'objets l'entourant sans avoir de contact physique est appelé capteur de proximité. Cela peut être fait en utilisant le champ électromagnétique ou le faisceau de rayonnement électromagnétique dans lequel le champ ou le signal de retour change en cas de présence d'un objet dans son environnement. Cet objet détecté par le capteur de proximité est appelé cible.

Ainsi, si nous discutons de différents types de cibles telles que des cibles en plastique, des cibles métalliques, etc., différents types de capteurs de proximité tels que les capteurs de proximité capacitifs ou photoélectriques sont nécessaires, capteur de proximité inductif, capteur de proximité magnétique et ainsi de suite. La plage dans laquelle le capteur de proximité est capable de détecter un objet est appelée plage nominale. Contrairement aux autres capteurs, les capteurs de proximité peuvent durer longtemps et avoir une très grande fiabilité car il n'y a pas de pièces mécaniques et aucun contact physique n'existe entre le capteur et l'objet détecté.

Schéma du circuit du capteur de proximité

Parlons du circuit de capteur de proximité inductif qui est le plus fréquemment utilisé dans de nombreuses applications. Le schéma du circuit du capteur de proximité est illustré dans la figure ci-dessus qui se compose de différents blocs tels que le bloc oscillateur, la bobine d'induction électrique, l'alimentation, le régulateur de tension, etc.

Principe de fonctionnement du capteur de proximité

Le circuit du capteur de proximité inductif est utilisé pour détecter les objets métalliques et le circuit ne détecte aucun objet autre que les métaux. Le schéma de circuit du capteur de proximité ci-dessus représente le champ produit par la bobine, qui est généré en fournissant une alimentation électrique. Chaque fois que ce champ est perturbé par la détection d'un objet métallique (comme un objet métallique entre dans ce champ), alors un courant de Foucault sera généré qui circule à l'intérieur de la cible.

En raison de cela, une charge sera causée sur le capteur qui diminue l'amplitude du champ électromagnétique. Si l'objet métallique (appelé cible, comme nous l'avons vu plus haut dans cet article) est déplacé vers le capteur de proximité, les courants de Foucault augmenteront en conséquence. Ainsi, la charge sur l'oscillateur va augmenter, ce qui diminue l'amplitude du champ.

Le bloc de déclenchement dans le circuit du capteur de proximité est utilisé pour surveiller l'amplitude de l'oscillateur et à des niveaux particuliers (niveaux prédéterminés), le circuit de déclenchement allume ou éteint le capteur (qui est dans son état normal). Si l'objet métallique ou la cible est éloigné du capteur de proximité, l'amplitude de l'oscillateur augmentera.

La forme d'onde de l'oscillateur du capteur de proximité inductif en présence de la cible et en l'absence de la cible peut être représentée comme indiqué dans la figure ci-dessus.

Tension de fonctionnement du circuit du capteur de proximité

De nos jours, les capteurs de proximité inductifs sont disponibles avec différentes tensions de fonctionnement. Ces capteurs de proximité inductifs sont disponibles en modes AC, DC et AC/DC (modes universels). La plage de fonctionnement des circuits du capteur de proximité est de 10 V à 320 V CC et de 20 V à 265 V CA.

Câblage du circuit du capteur de proximité

Le câblage du circuit du capteur de proximité est effectué comme indiqué dans la figure ci-dessous. En fonction de l'état du transistor basé sur l'absence de cible, les sorties du capteur de proximité sont considérées comme NC (normalement fermées) ou NO (normalement ouvertes).

Si la sortie PNP est faible ou désactivée alors que la cible est absente, alors nous pouvons considérer l'appareil comme normalement ouvert. De même, si la sortie PNP est haute ou allumée alors que la cible est absente, alors on peut considérer l'appareil comme normalement fermé.

Taille cible du circuit du capteur de proximité

Une surface plane et lisse d'une épaisseur de 1 mm et en acier doux peut être considérée comme une cible standard. Il existe différentes qualités dans lesquelles l'acier est disponible et l'acier doux est composé de carbone et de fer (teneur plus élevée). La cible standard avec des capteurs blindés aura des côtés égaux au diamètre de la face de détection. Les côtés de la cible avec des capteurs non blindés sont égaux à un plus grand parmi les deux, c'est-à-dire le diamètre de la face de détection ou trois fois la plage de fonctionnement nominale.

Même si la taille de la cible est supérieure à la cible standard, il n'y aura aucun changement dans la plage de détection. Mais, si la taille de la cible devient inférieure à la cible standard ou irrégulière, la distance de détection diminuera. Ainsi, nous pouvons dire que, aussi petite que la taille de la cible, la cible doit être rapprochée de la face de détection pour être détectée.

Applications de circuits de capteurs de proximité

Le circuit de capteur de proximité peut être utilisé pour différentes applications, quelques applications de circuit de capteur de proximité sont décrites ci-dessous :

Un détecteur de métaux simple peut être conçu à l'aide d'un capteur de proximité, d'un buzzer et d'un circuit LC (inducteur connecté en parallèle avec un condensateur), qui sont connectés comme indiqué dans le schéma de circuit ci-dessus. Ce circuit fera briller la LED et le buzzer retentira chaque fois qu'il détectera des objets ou des cibles métalliques.

Ce circuit de capteur de proximité est fréquemment utilisé dans les téléphones portables (smartphones ou téléphones à écran tactile) que nous utilisons dans notre vie de tous les jours. Si ce capteur est amené à se déplacer près de l'oreille ou à tomber dans l'ombre ou à être touché, la lumière de l'écran du mobile s'éteint, de sorte qu'elle évite le toucher de l'écran du mobile (évite le contact de l'écran avec le visage ou les doigts) pendant les appels ( en fonction des besoins). Les commutateurs tactiles peuvent être mis en œuvre à l'aide de circuits de capteur de proximité et le circuit de capteur de proximité peut être utilisé pour concevoir des projets robotiques de détecteur de métaux.

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