Общий принцип работы датчика безопасности.
По принципу работы выделяют три группы оптических датчиков:
тип T - датчики барьерного типа (приём луча от отдельно стоящего излучателя);
тип R - датчики рефлекторного типа (приём луча, отражённого катафотом);
тип D - датчики диффузионного типа (приём луча, рассеянно отражённого объектом).
У датчиков барьерного типа излучатель и приёмник находятся в отдельных корпусах, которые устанавливаются друг напротив друга на одной оси. Дальность разнесения корпусов может достигать 100 метров. Предмет, попавший в активную зону оптического датчика, прерывает прохождение луча. Изменение фиксируется приёмником, появившийся сигнал после обработки подаётся на управляемое устройство.
Датчики рефлекторного типа содержат в одном корпусе и передатчик оптического сигнала, и его приёмник. Для отражения луча используется рефлектор (катафот). Такие датчики активно используются на конвейере для подсчёта количества продукции. Дальность действия датчиков рефлекторного типа может достигать 8 метров.
В датчиках диффузионного отражения источник оптического сигнала и его приёмник находятся в одном корпусе. Приёмник учитывает интенсивность луча, отражённого контролируемым объектом. Дальность действия зависит от отражательных свойств объекта и при использовании стандартной мишени может достигать 2 метров.
Оптические датчики имеют индикатор рабочего состояния и, как правило, регулятор чувствительности, который даёт возможность настроить срабатывание на объект, находящийся на неблагоприятном фоне.
Общий принцип работы системы (световой завесы безопасности) схож с принципами работы пультов дистанционного управления (ПДУ). Поэтому рассмотрим, как это происходит в ПДУ.
Передача данных, как описано в предыдущих пунктах, производится в инфракрасном спектре. Длина волны в большинстве реализованных систем варьируется в пределах 800 - 950 нм. В момент передачи сигнала присутствует фоновый шум. Самый простой способ избавиться от него - модулировать (заполнить) сигнал при передаче одной из стандартных частот: 30, 33, 36, 37, 38, 40, 56 кГц. Многие современные интегральные приемники настроены именно на эти частоты.
Для обеспечения достаточной дальности при передаче кодовой последовательности необходимо сформировать мощный сигнал. Ток через ИК-светодиод может достигать 1 А - такие токи вполне допустимы в импульсном режиме.
Помимо этого сигнал требуется закодировать. Разработано большое количество специализированных микросхем генерирующих готовую кодовую последовательность и потребляющих минимальный ток в ждущем режиме, что немаловажно при питании от батарей. Эти микросхемы существенно упрощают схему ПДУ. Когда мы нажимаем кнопку пульта, микросхема передатчика активизируется и генерирует кодовую последовательность, с заданным заполнением. В нашем случае кодирование не требуется, что существенно облегчает выбор необходимых микросхем. Светодиод преобразуют эти сигналы в ИК-излучение. Излученный сигнал принимается фотодиодом, который снова преобразует ИК-излучение в электрические импульсы. Эти импульсы усиливаются и демодулируются микросхемой приемника (излученный и принятый сигнал сдвоенные, чем обеспечивается надёжность срабатывания реле). В случае с ПДУ, так как в его сигнале присутствует определённый код соответствующий нажатой кнопке, этот сигнал ещё требуется декодировать, обычно с помощью микроконтроллера. Далее импульс поступает на реле, которое в этот момент разрывает электрическую цепь и машины прекращают свою работу.