Co to są przełączniki zbliżeniowe?

Wyłączniki zbliżeniowe otwierają lub zamykają obwód elektryczny, gdy stykają się z obiektem lub znajdują się w pewnej odległości od obiektu. Są najczęściej stosowane w sprzęcie produkcyjnym, robotyce i systemach bezpieczeństwa. Istnieją cztery podstawowe typy: podczerwony, akustyczny, pojemnościowy i indukcyjny.
Czujniki zbliżeniowe na podczerwień działają poprzez wysyłanie wiązek niewidzialnego światła podczerwonego. Fotodetektor na przełączniku wykrywa wszelkie odbicia tego światła, co pozwala urządzeniu określić, czy w pobliżu znajduje się obiekt. Ponieważ przełącznik z samym źródłem światła i fotodiodą jest podatny na fałszywe odczyty z powodu światła tła, bardziej złożone modele modulują przepuszczane światło z określoną częstotliwością i mają odbiorniki, które reagują tylko na tę częstotliwość. Jeszcze bardziej złożone czujniki są w stanie wykorzystać światło odbite od obiektu do obliczenia jego odległości od czujnika.

Akustyczne czujniki zbliżeniowe są w zasadzie podobne do modeli na podczerwień, ale wykorzystują dźwięk zamiast światła. Używają przetwornika do przesyłania niesłyszalnych fal dźwiękowych o różnych częstotliwościach w ustalonej sekwencji, a następnie mierzą czas, w którym dźwięk uderza w pobliski obiekt i powraca do drugiego przetwornika na przełączniku. Zasadniczo, akustyczne przełączniki zbliżeniowe mierzą czas potrzebny na „echo” impulsów dźwiękowych i wykorzystują ten pomiar do obliczania odległości, podobnie jak sonar.

Przełączniki pojemnościowe wykrywają odległość od obiektów, wykrywając zmiany pojemności wokół nich. Oscylator częstotliwości radiowej jest podłączony do metalowej płytki. Kiedy płytka zbliża się do obiektu, częstotliwość radiowa zmienia się, a detektor częstotliwości wysyła sygnał nakazujący przełącznikowi otwarcie lub zamknięcie. Te przełączniki mają tę wadę, że są bardziej wrażliwe na przedmioty przewodzące prąd niż na przedmioty, które nie przewodzą.

Indukcyjne czujniki zbliżeniowe wykrywają odległość od obiektów poprzez generowanie pól magnetycznych. W zasadzie są podobne do wykrywaczy metali. Cewka drutu jest ładowana prądem elektrycznym, a obwód elektroniczny mierzy ten prąd. Jeśli metalowa część znajdzie się wystarczająco blisko cewki, prąd wzrośnie, a przełącznik odpowiednio się otworzy lub zamknie. Główną wadą tego typu jest to, że mogą wykrywać tylko obiekty metalowe.

Przełączniki zbliżeniowe są wykorzystywane w procesach produkcyjnych, np. do pomiaru położenia elementów maszyn. Są również wykorzystywane w systemach bezpieczeństwa, w zastosowaniach takich jak wykrywanie otwarcia drzwi oraz w robotyce, gdzie mogą monitorować bliskość robota lub jego komponentów do obiektów i odpowiednio nim sterować.