1. Cấu tạo và chức năng của cảm biến quang

a. Cấu tạo cảm biến quang

Cấu tạo của cảm biến quang cơ bản gồm có 3 phần chính :

- Bộ phát ánh sáng

- Bộ thu ánh sáng

- Bo mạch xử lý tín hiệu điện

b. Chức năng của cảm biến quang

- Bộ phát ánh sáng: Có nhiệm vụ phát ra ánh sáng dạng xung (tần số). Tần số ánh sáng này sẽ được hãng sản xuất thiết kế đặc biệt để bộ thu ánh sáng có thể phân biệt được ánh sáng từ cảm biến và ánh sáng từ nguồn khác bên ngoài như: ánh sáng tự nhiên (ban ngày), bóng đèn,…

- Bộ thu ánh sáng: Có nhiệm vụ tiếp nhận ánh sáng từ bộ phát sáng, nó được gọi là phototransistor (tranzito quang).

- Mạch xử lý tín hiệu điện: Khi tiếp nhận tín hiệu từ bộ thu ánh sáng. Mạch điện tử sẽ chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranzito quang thành tín hiệu ON / OFF được khuếch đại. Tín hiệu ngõ ra thường dùng nhất là NPN, PNP,…

2. Phân loại cảm biến quang

a. Cảm biến quang điện thu phát độc lập

Loại cảm biến quang thu phát độc lập là cảm biến ánh sáng không phản xạ, để hoạt động được cần một con phát ánh sáng và một con thu ánh sáng lắp đối diện với nhau.

Đặc điểm: Không bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc, khoảng cách phát hiện đến 60m

Nguyên lý hoạt động:

- Trạng thái không có vật cản : Cảm biến phát ánh sáng và cảm biến thu ánh sáng. Phát và thu ánh sáng liên tục với nhau

- Trạng thái có vật cản : Cảm biến phát vẫn phát ánh sáng. Nhưng cảm biến thu ánh sáng không thu được ánh sáng (bị vật cản che chắn)

Ứng dụng cảm biến quang điện thu phát độc lập: Việc cho ra đời cảm biến quang thu phát độc lập nhằm đáp ứng cho các môi trường có tính chất phản xạ ánh sáng cao, hoặc bề mặt hấp thụ ánh sáng,…không dùng cảm biến thu phát chung được.

b. Cảm biến quang phản xạ khuếch tán

Thiết bị cảm biến quang phản xạ khuếch tán là loại cảm biến có bộ thu và phát chung. Thường được dùng để phát hiện các vật thể trên hệ thống máy móc tự động. Giám sát các thiết bị đã được lắp đúng vị trí hay chưa.

Đặc điểm: Bị ảnh hưởng bởi bề mặt, màu sắc, khoảng cách tối đa 2m

3. Ưu nhược điểm của cảm biến quang

a. Ưu điểm của cảm biến quang

- Phát hiện vật thể từ khoảng cách xa mà không cần tiếp xúc với vật thể đó, lên tới 100m

- Ít bị hao mòn, có tuổi thọ và độ chính xác, tính ổn định cao

- Có thể phát hiện nhiều vật thể khác nhau

- Thời gian đáp ứng nhanh, có thể điều chỉnh độ nhạy theo ứng dụng.

b. Nhược điểm của cảm biến quang

- Cảm biến sẽ hoạt động không tốt nếu như bề mặt của nó bị bẩn

- Khoảng cách nhận biết vật phụ thuộc nhiều về yếu tố màu sắc và hệ số phản xạ của vật đó.