Capteurs photoélectr. pour l'impression
(389)Les capteurs photoélectriques trouvent de nombreuses applications dans l’électronique moderne. On les trouve aussi bien dans les appareils grand public que dans les systèmes industriels complexes. Dans le cas des éléments « imprimables », on parle de produits semi-finis – ces composants peuvent être utilisés pour produire des capteurs professionnels précis mais leurs applications incluent également des circuits moins précis d’appareils électroménagers, de petits appareils électriques électroménagers ou même jouets.
Construction et types de capteurs photoélectriques
La photorésistance est l’un des éléments photoélectriques les plus simples mais la plupart des capteurs d’impression sont basés sur des structures semi-conductrices, c’est-à-dire des photodiodes et des phototransistors. Comme pour les autres capteurs photosensibles, la division générale des composants est liée à leur mode de fonctionnement.
Réfléchissant
Les capteurs réflectifs captent la lumière réfléchie par un objet dans leur « champ de vision ». Le rayonnement le plus couramment détecté est émis par la LED. La distance de fonctionnement d’un tel élément dépend de l’intensité lumineuse et de la sensibilité du capteur. Dans certains cas, la sensibilité peut être ajustée par des composants externes.
Paire émetteurs-récepteurs
Dans le cas de composants montés sur un PCB l’émetteur (LED) et le récepteur (par exemple un phototransistor) sont souvent placés dans un même boîtier, généralement à quelques millimètres l’un de l’autre. Le fonctionnement d’un tel composant consiste à détecter des interruptions du faisceau lumineux se produisant dans l’entrefer du capteur (elles peuvent être provoquées, par exemple, par un ruban perforé en mouvement).
Capteurs de mouvement
Les capteurs de mouvement détectent les changements d’intensité de la lumière atteignant l’élément photoélectrique (dans la plupart des cas, ils sont sensibles dans un large spectre de couleurs, de sorte que la source de rayonnement n’a pas besoin d’être sélectionnée avec précision). Ils sont souvent équipés d’une lentille laiteuse semi-sphérique dont la tâche est de collecter les rayons lumineux provenant de l’angle le plus large possible. Ces produits sont très souvent utilisés dans la fabrication d’interrupteurs automatiques ainsi que dans les systèmes anti-effraction, etc.
Applications des capteurs photoélectriques
Les capteurs montés sur circuit imprimé sont utilisés à deux fins: pour construire des capteurs précis et calibrés en usine (industriels ou automobiles) ; ou dans des circuits avec d’autres fonctionnalités, où la détection de la lumière est une méthode technologique, mais n’est pas directement liée à l’objectif du dispositif cible (un exemple peut être un codeur de vitesse du moteur, qui est discuté ci-dessous).
Détection d’objets
Dans l’automatisation industrielle la détection d’objets (par exemple, des objets sur la chaîne de production pour le comptage) est « un sens » très important utilisé par les contrôleurs de machine. L’une des méthodes d’enregistrement d’objets sont les capteurs photoélectriques (généralement réfléchissants).
Systèmes de sécurité et de protection
Comme déjà mentionné la détection de mouvement permet la construction de systèmes de sécurité fiables et sensibles. Et ici, nous pouvons mentionner au moins deux applications. Le premier concerne les systèmes anti-effraction. Parce que le détecteur de mouvement photoélectrique peut fonctionner sur la base de la lumière infrarouge, invisible à l’œil humain, il répond parfaitement aux besoins des dispositifs utilisés pour protéger les biens – fonctionnant généralement la nuit ou dans des pièces sombres. Une application similaire est l’utilisation de capteurs pour la protection de la santé des employés et des opérateurs de machines – ils peuvent être utilisés pour effectuer ce que l’on appelle portails et rideaux lumineux, dont le franchissement sera enregistré par le contrôleur afin, par exemple, d’émettre une alerte sonore ou encore d’arrêter des machines.
Automatisation industrielle et robotique
Dans les installations industrielles profondément automatisées, les capteurs de lumière sont utilisés pour déterminer la position des objets, mais ils aident également à déterminer la position actuelle des pièces de la machine (par exemple, les bras ou flèches de robot). Une méthode très populaire de contrôle du fonctionnement des moteurs électriques consiste à placer un codeur sur leur axe. Il peut être mis en œuvre de plusieurs manières. L’une des plus simples (mais assez efficace) est la combinaison d’un capteur de type émetteur-récepteur et d’un disque en plastique opaque, dans lequel sont gaufrées des fentes radiales. Chaque fois que l’incision expose le trajet lumineux du capteur, le codeur enregistre une seule impulsion. Comme de tels capteurs se caractérisent par un temps de réponse court, il est possible de contrôler la vitesse des arbres, ainsi que la position des roues ou l’inclinaison du levier avec une grande précision. Les capteurs photoélectriques trouvent également des applications connexes dans la robotique grand public, telles que les aspirateurs autonomes et les systèmes de maison intelligente. Encore une autre application typique de l’industrie est l’utilisation d’un capteur photosensible pour détecter des découpes ou des impressions placées sur des emballages et des matériaux de sorte qu’il est possible, par exemple, de positionner avec précision des bandes de papier, de carton, de textile, etc.
Paramètres importants des capteurs photoélectriques
Lors de la sélection d’un capteur photoélectrique pour une application donnée, il convient de prêter attention non seulement aux paramètres de base – tels que la méthode d’assemblage (THT, SMD), la tension de fonctionnement (de 1 V à 24 V dans le cas de l’offre de TME) ou la consommation d’énergie – mais aussi plusieurs autres, caractéristiques clés. Premièrement il s’agit de la gamme, qui peut aller de dixièmes de millimètre à plusieurs mètres. Bien sûr, pour des raisons pratiques et de conception, les capteurs de mouvement ont une portée de plusieurs ordres de grandeur plus large que le couple émetteur-récepteur, mais même au sein d’un même type de capteurs, ce paramètre peut avoir des valeurs complètement différentes. Il convient également de noter que les capteurs photoélectriques peuvent avoir différentes configurations de sorties. Actuellement, les produits les plus courants sont avec la sortie numérique ou la sortie transistor, mais les modèles analogiques sont également disponibles dans le catalogue TME. La sortie du capteur est également liée à son mode de fonctionnement, qui peut avoir deux valeurs : DARK-ON (s’allume lorsque l’intensité lumineuse est inférieure au seuil défini) ou LIGHT-ON (c’est-à-dire fonctionnement inverse, détection de la présence de rayonnement).
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