Бесконтактный ИК-оптоконцевик прямого действия «ОптоСенсор-70»

При проектировании данного оптоконцевика мы отталкивались от ряда проблем, характерных для существующих на рынке аналогов. Массовые модели часто имеют высокий процент брака, выходят из строя излучатели или пробиваются выходные каскады, что приводит к нестабильной работе и частым заменам. Многие готовые решения работают в триггерном режиме: датчик срабатывает при появлении объекта и «залипает» в этом состоянии даже после его ухода, требуя дополнительного сброса. Для задач позиционирования и безопасности такая логика не подходит нужен прямой отклик: есть препятствие сигнал есть, нет препятствия сигнала нет.

Устройство представляет собой бесконтактный инфракрасный оптоконцевик отражательного типа.

Он обнаруживает препятствие на расстоянии до 7 см: при приближении объекта к датчику на это расстояние или ближе выходной транзистор с открытым стоком открывается, замыкая выход на землю. Когда препятствие убирается, транзистор закрывается, и выход переходит в состояние высокого импеданса. Для формирования логической единицы в этом режиме требуется внешний подтягивающий резистор номиналом 4,7–10 кОм, подключённый к напряжению питания (схема логическая).

Питание датчика осуществляется постоянным напряжением от 5 до 12 В. Выходной каскад рассчитан на коммутацию тока до 10 мА, чего достаточно для прямого подключения к входам большинства микроконтроллеров и логических схем. Предусмотрена защита от короткого замыкания выхода и от переполюсовки питания: при аварийной ситуации датчик уходит в защитный режим и восстанавливает работоспособность после устранения неисправности. Время отклика составляет менее 1 мс, что обеспечивает быструю реакцию на изменение обстановки без задержек, характерных для триггерных схем.

Подключение выполняется по трёхпроводной схеме: вывод IN+ (к источнику питания +5...12 В) соединен с OUT+, IN- общий провод, OUT- сигнальный выход. При наличии препятствия на выходе устанавливается низкий логический уровень (около 0 В), при отсутствии препятствия – высокий уровень, формируемый подтягивающим резистором. Установлен светодиод индикации состояния для визуального контроля работы.

Благодаря бесконтактному принципу действия датчик не имеет механического износа, что повышает его ресурс в сравнении с механическими концевыми выключателями. Модулированный ИК-сигнал обеспечивает стабильную работу даже при ярком внешнем освещении. Широкий диапазон питания и логика Open Drain упрощают интеграцию в разнородные системы автоматики.

Области применения включают концевые выключатели для 3D-принтеров и ЧПУ-станков, датчики наличия материала в печатной и упаковочной технике, системы безопасности для детекции присутствия в опасных зонах, счётчики объектов на конвейерах, а также мобильную робототехнику для навигации и избегания препятствий. Для корректной работы рекомендуется поддерживать чистоту оптической поверхности датчика и по возможности исключать попадание мощных источников ИК-излучения в поле зрения приёмника.