Paling sering digunakan sebagai metode tanpa sentuhan untuk menyediakan deteksi objek sederhana atau pengukuran jarak yang tepat ke suatu objek, sekarang ada banyak teknologi yang termasuk dalam hierarki sensor jarak, masing-masing menawarkan prinsip operasi, kekuatan, dan kekurangan yang berbeda.
Namun, dengan berbagai pilihan yang tersedia, bagaimana seorang insinyur memilih teknologi yang paling cocok untuk desain mereka?
Untuk membantu perancang dalam proses ini, artikel ini akan membahas empat teknologi sensor jarak paling populer yang secara realistis cocok dengan sistem tertanam tetap portabel atau kecil dan cocok untuk rentang deteksi sedang dari beberapa inci hingga puluhan kaki:
Sensor efek kapasitif dan Hall adalah dua teknologi sensor jarak populer lainnya yang tidak akan dipertimbangkan di sini karena penggunaannya yang biasanya terbatas dalam skenario deteksi jarak sangat dekat.
Sebelum mempelajari masing-masing dari empat teknologi yang disorot di atas, penting untuk dicatat bahwa tidak ada teknologi sensor jarak yang akan menawarkan solusi satu ukuran untuk semua untuk setiap aplikasi dan tujuan penggunaan. Ada banyak faktor yang perlu dipertimbangkan ketika memilih teknologi sensor jarak seperti biaya, jangkauan deteksi, ukuran paket, kecepatan refresh, dan efek bahan.
Memahami di mana masing-masing teknologi berada pada spektrum faktor yang berbeda ini dan mana yang paling penting untuk aplikasi akhir akan menjadi kunci untuk membuat pilihan yang tepat.
Sensor ultrasonik menghasilkan pulsa ultrasonik suara dan mengukur waktu yang dibutuhkan pulsa tersebut untuk memantul dari suatu objek dan kembali. Mereka dapat digunakan untuk menghitung jarak ke objek tersebut atau hanya mendeteksi keberadaannya.
Implementasi sensor ultrasonik dapat menggunakan modul pemancar dan penerima secara individual—di mana pemancar mengeluarkan kicauan dan penerima mendeteksinya—atau fungsi pengiriman dan penerimaan dapat digabungkan menjadi satu modul yang dikenal sebagai transceiver ultrasonik. Dalam implementasi di mana modul pemancar dan penerima yang terpisah digunakan, mereka biasanya diposisikan sedekat mungkin untuk akurasi terbesar.
Karena desainnya yang sederhana, sensor ultrasonik adalah pilihan berbiaya rendah dengan sejumlah keunggulan yang membuatnya sangat cocok untuk beragam aplikasi. Mampu mengirimkan ratusan pulsa per detik, sensor ultrasonik akurat dengan kecepatan refresh yang tinggi.
Karena sensor ultrasonik didasarkan pada suara daripada gelombang elektromagnetik, warna dan transparansi objek, serta pengoperasian di lingkungan terang atau gelap, tidak berdampak pada akurasi atau fungsi. Selain itu, saat gelombang suara menyebar dari waktu ke waktu, area deteksinya meningkat, yang dapat menjadi kekuatan atau kelemahan berdasarkan kebutuhan desain.
Meskipun suara tidak dipengaruhi oleh cahaya atau kegelapan, kecepatan suara dipengaruhi oleh perubahan suhu udara. Setiap perubahan dramatis dalam suhu ini dapat sangat mempengaruhi keakuratan sensor ultrasonik. Ini dapat diimbangi dengan mengukur suhu untuk memperbarui perhitungan apa pun, tetapi ini masih merupakan batasan teknologi.
Gelombang suara ini juga dapat dibatasi oleh bahan lembut atau penyerap yang tidak memungkinkan suara memantul secara efisien. Terakhir, sensor ultrasonik tidak dimaksudkan untuk penggunaan di bawah air dan ketergantungannya pada gelombang suara berarti bahwa mereka tidak berfungsi dalam ruang hampa di mana tidak ada media untuk transmisi suara. Blog Perangkat CUI, The Basics of Ultrasonic Sensors, membahas teknologi ini secara lebih rinci.
Paling efektif untuk deteksi keberadaan atau ketidakhadiran, sensor fotolistrik umumnya dikenal penggunaannya pada sensor pintu garasi atau penghitungan penghuni di toko, di antara aplikasi industri, perumahan, dan komersial lainnya. Tanpa bagian yang bergerak, sensor fotolistrik umumnya memiliki siklus hidup produk yang panjang. Mereka dapat merasakan sebagian besar bahan, tetapi benda transparan atau air dapat menyebabkan masalah.
Mereka menawarkan beberapa implementasi yang berbeda:through-beam, retroreflective, dan diffuse-reflective.
Implementasi through-beam (Gambar 2) adalah apa yang mungkin dikenali sebagai sensor pintu garasi yang disebutkan di atas dengan pemancar dan penerima ditempatkan berlawanan satu sama lain. Setiap putusnya sinar di antara dua titik ini menunjukkan kepada sensor keberadaan suatu objek.
Retroreflective (Gambar 3) menempatkan pemancar dan penerima di samping satu sama lain dengan retroreflektor ditempatkan berlawanan yang memantulkan sinar dari pemancar ke penerima.
Diffuse-reflective (Gambar 4) beroperasi mirip dengan retroreflective, tetapi alih-alih memantulkan sinar dari reflektor, itu memantulkan sinar dari objek terdekat, seperti sensor ultrasonik. Namun, implementasi ini tidak memiliki kemampuan untuk menghitung jarak.
Implementasi yang berbeda juga memiliki kelebihan karena through-beam dan retroreflective menawarkan rentang deteksi yang panjang dan waktu respons yang cepat, sementara diffuse-reflective bagus dalam mendeteksi objek kecil. Sensor fotolistrik juga merupakan solusi kuat yang biasa ditemukan di lingkungan industri selama lensa tetap bebas dari kontaminan. Dengan demikian, penghitungan jarak adalah kemampuan yang hampir tidak ada dari sensor fotolistrik dan warna objek serta reflektifitas dapat menyebabkan masalah.
Berbagai implementasi fotolistrik juga memerlukan pemasangan dan penyelarasan yang hati-hati, yang dapat menimbulkan tantangan tambahan dalam sistem yang kompleks.
Memanfaatkan sinar elektromagnetik daripada gelombang suara, sensor pengintai laser beroperasi dengan prinsip yang sama seperti sensor ultrasonik. Sementara teknologi ini telah menjadi lebih ekonomis dalam beberapa tahun terakhir, itu masih merupakan pilihan yang jauh lebih mahal dibandingkan dengan ultrasonik dan teknologi lainnya.
Teknologi pengintai laser memang memiliki jangkauan deteksi yang sangat panjang hingga ratusan atau ribuan kaki, bersama dengan waktu respons yang cepat. Karena kecepatan cahaya jauh lebih cepat daripada kecepatan suara, pengukuran waktu penerbangan dapat menjadi tantangan bagi sensor pengintai laser. Di sinilah implementasi seperti interferometri dapat digunakan untuk menurunkan biaya dan meningkatkan akurasi.
Seperti disebutkan sebelumnya, penemuan jangkauan laser sejauh ini merupakan teknologi paling mahal yang dibahas dalam artikel ini, membuatnya kurang layak untuk banyak tagihan material insinyur. Laser yang digunakan dalam teknologi sensor ini juga menarik banyak daya, membatasi penggunaannya dalam aplikasi portabel, sementara juga memaparkan pengguna pada potensi risiko keselamatan mata.
Bergantung pada aplikasi yang dimaksudkan, area penginderaan laser yang relatif terfokus dan kurangnya dispersi dapat dilihat sebagai keuntungan atau batasan. Pengukur jarak laser juga tidak bekerja dengan baik saat menangani air atau kaca.
Meskipun berdasarkan prinsip operasi yang lebih tua, sensor induktif baru-baru ini mendapatkan penggunaan yang lebih luas. Berbeda dengan tiga teknologi lain yang dibahas sejauh ini, bagaimanapun, teknologi induktif hanya cocok untuk benda logam.
Sensor induktif beroperasi dengan mendeteksi perubahan medan magnetnya saat benda logam berada dalam jangkauan deteksinya. Ini adalah prinsip pengoperasian dasar detektor logam apa pun.
Di luar detektor logam umum, sensor induktif memiliki jangkauan deteksi yang luas, biasanya dalam bidang milimeter hingga meter. Ini dapat mencakup aplikasi jarak dekat seperti menghitung rotasi gigi atau implementasi jarak jauh seperti deteksi kendaraan di jalan raya.
Mereka bekerja paling baik dengan bahan besi (yaitu, besi dan baja), tetapi masih dapat mendeteksi objek non-magnetik dengan rentang deteksi yang dikurangi. Sensor induktif juga membanggakan kecepatan refresh yang sangat cepat, pengoperasian yang sederhana, dan fleksibilitas dalam hal jangkauan deteksinya. Namun, mereka pada akhirnya dibatasi oleh apa yang dapat mereka rasakan dan rentan terhadap gangguan dari berbagai sumber.
Ada banyak faktor yang perlu dipertimbangkan ketika memilih teknologi sensor jarak. Memahami manfaat dan keuntungan dari berbagai teknologi yang dibahas dalam artikel ini dapat mempermudah proses pemilihan ini.
Meskipun setiap teknologi memiliki kegunaannya yang paling tepat, sensor ultrasonik seringkali merupakan pilihan keseluruhan yang baik karena biayanya yang rendah, kemampuan untuk mendeteksi keberadaan dan jarak, dan implementasi yang biasanya mudah. Inilah sebabnya mengapa sensor ultrasonik ditemukan dalam beragam desain sambil terus menemukan kegunaan dan aplikasi baru.
Artikel Industri adalah bentuk konten yang memungkinkan mitra industri untuk berbagi berita, pesan, dan teknologi yang bermanfaat dengan pembaca All About Circuits dengan cara yang tidak sesuai dengan konten editorial. Semua Artikel Industri tunduk pada pedoman editorial yang ketat dengan tujuan menawarkan kepada pembaca berita, keahlian teknis, atau cerita yang bermanfaat. Sudut pandang dan pendapat yang diungkapkan dalam Artikel Industri adalah milik mitra dan belum tentu milik All About Circuits atau penulisnya.
Sensor
Industri inspeksi makanan global membutuhkan alat yang lebih baru dan lebih tepat untuk memenuhi peraturan pemerintah yang ketat. Dari tanaman khusus hingga makanan laut, daging, dan unggas, pasar pengujian keamanan pangan saja bernilai $19,5 miliar USD yang mengejutkan pada tahun 2021 dan diproyeks
Kendaraan otonom (AV), atau bahkan kendaraan dengan sistem bantuan pengemudi canggih (ADAS), mengandalkan data dari banyak sensor — beberapa kamera, lidar, radar, dan terkadang bahkan sonar. Berurusan dengan aliran data yang berasal dari rangkaian sensor ini, adalah tugas yang besar dan pada saat ya
Internet of things (IoT) tidak asing lagi bagi kebanyakan dari kita saat ini. Perangkat IoT dapat dilihat sebagai milik pasar konsumen, medis, atau industri. Baik perangkat tersebut berupa bel pintu video, pompa insulin, atau sensor industri, pengguna akan menghadapi dua tantangan signifikan:1) meng
Dalam Fabrikasi, pembengkokan tabung memainkan salah satu bagian terpenting. Ada begitu banyak produk yang diproduksi menggunakan tabung sehingga agak tidak mungkin untuk membuat daftar semuanya. Baik tabung lentur Anda untuk roll cage di mobil balap, membuat terompet, trombon atau alat musik lainny
