Czujniki fotoelektryczne

Czujniki fotoelektryczne do monitorowania otoczenia z wykorzystaniem światła

Czujniki fotoelektryczne są grupą sensorów reagujących na zmianę natężenia światła bądź promieniowania podczerwonego lub laserowego. Tego rodzaju przetworniki są wykorzystywane do detekcji ruchu lub wykrywania pojawienia się obiektów w ich polu widzenia. W zależności od konstrukcji sensora wiązka może zostać przerwana, odbita lub rozproszona. Często stosuje się w takich aplikacjach czujniki światła podczerwonego, jako że nie wpływa na nie światło widzialne.Tego rodzaju fotokomórki często stosuje się także jako detektory światła słonecznego – czujniki zmierzchu, co umożliwia sterowanie urządzeniami – na przykład oświetleniem – w rytm dnia i nocy.

Różne rodzaje czujników światła do różnych zastosowanie

W zależności od konkretnej aplikacji można dobrać odpowiedni typ i rodzaj czujnika fotoelektrycznego.  Na rynku dostępne są rozmaite sensory aktywne i pasywne. Miniaturowe kamery CMOS instaluje się do monitorowania pomieszczeń i działania urządzeń przemysłowych. Czujniki podczerwieni i scalone czujniki jasności stosuje się m.in. w robotyce i automatyce przemysłowej. Ogniwa fotowoltaiczne są używane do generacji energii elektrycznej. Takie systemy pozwalają na przetwarzanie światła słonecznego na prąd elektryczny. Z kolei sensory koloru są stosowane np. w telefonach komórkowych lub ekranach – w celu dostosowywania barw prezentowanych na wyświetlaczach do kolorów otoczenia – czy też w przemyśle – do identyfikacji kolorowych etykiet i nadruków.

Czujniki i przełączniki zmierzchowe do sterowania urządzeń w rytmie dobowym

Czujniki jasności instaluje się często w systemach, w których konieczne jest dobranie jasności np. działania systemów oświetlenia do jasności otoczenia, wynikającej z pory dnia, zachmurzenia etc. Przykładem takiego systemu może być układ automatycznego dostosowywania intensywności oświetlenia w biurze czy przełącznik zmierzchowy, który zapala zewnętrzne oświetlenie budynku po tym, gdy natężenie światła słonecznego przekroczy zadany próg.

Inny typem są dedykowane czujniki światła oraz wyłączniki zmierzchowe. Sensor poziomu jasności, przeznaczony do montażu na zewnątrz (dzięki wodo- i pyłoodporności potwierdzonej współczynnikiem ochrony IP65) mogą zostać podłączone do wyłączników zmierzchowych. Pozwalają na kontrolę systemu zasilanego napięciem sieciowym (do 230 V AC, do 16 A) na podstawie poziomu jasności mierzonej dedykowanym czujnikiem. Możliwe jest skonfigurowanie poziomu jasności, przy którym przełącznik zadziała w zakresie od 2 luksów do 2100 luksów. Włączniki zmierzchowe tego rodzaju  mogą być  instalowane w szafach rozdzielczych ponieważ mają obudowę umożliwiającą montaż na szynie DIN.

Fotokomórki, czujniki ruchu i bariery świetlne do systemów zabezpieczenia

Zabezpieczenia optyczne, tj. wykorzystujące światło, są bardzo praktycznym rozwiązaniem do tworzenia sensorów obecności – ludzi i przedmiotów, a także systemów bezpieczeństwa tak w domach, jak w przemyśle. Podstawowym sensorem do wykrywania obecności ludzi i obiektów jest fotokomórka. To prosty czujnik światła, który monitoruje zmiany w jego poziomie. Zmiany w natężeniu światła padającego na fotokomórkę są wykrywane przez urządzenie i interpretowane jako ruch w obserwowanym obszarze. 

Fotokomórki laserowe, odbiciowe i inne mogą pracować z zasięgiem nawet do 65 m, co zapewnia doskonałe pokrycie dużej powierzchni pojedynczą fotokomórką. Detektory te są też bardzo szybkie – najlepsze z nich oferują czasy reakcji nie większe niż 1 ms. Tego rodzaju urządzenia dostarczane są w obudowach o różnym poziomie ochrony przed wpływami środowiska i w różnej wielkości.
Bariery świetlne są bezstykowymi systemami do zabezpieczania obszarów przed niepowołanym dostępem. System takie składają się zazwyczaj z nadajnika i odbiornika lub ze scalonego nadajnika z odbiornikiem i np. zwierciadła. Bariera jest rozpostarta pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem – przerwanie wiązki światła powoduje zadziałanie systemu. Informacja o przerwaniu bariery jest przekazywana dalej – do dołączonego sterownika, np. mikrokontrolera lub sterownika przemysłowego PLC elektrycznie.