Фотоэлементные датчики.ppt
- Количество слайдов: 67
Что такое штрих-код? Штрих код - это набор геометрических символов, расположенных по определенному стандарту. Как правило, представляет собой вертикальные прямоугольники различной ширины. Набор таких прямоугольников представляет данные в машинном коде. Штрих-код чем-то напоминает заводской номер. Числа и/или знаки, закодированные штрих-кодом - это уникальный идентификатор, который, после считывания, может быть использован компьютером для поиска дополнительной информации о продукте. Например, штрих-код на упаковке лекарств- идентификатор продукта, который используется системой продаж, для складского хранения, определения цены, текущей скидки, и других коммерческих данных по базе данных.
Что такое штрих-код? Штрих-код (баркод или barcode) - это графическая метка, в которой по определенным правилам закодирована информация, как правило, это алфавитно-цифровой код-идентификатор. Штрих-код создают таким образом, чтобы эту информацию впоследствии можно было прочитать электронным устройством - считывателем штрих-кода. Изображение штрих-кодовой метки создают на ПК при помощи специализированных шрифтов. Помимо изображения штрихового кода на макете упаковки или этикетки может присутствовать поле с алфавитноцифровым эквивалентом штрих-кода и дополнительная текстовая и графическая информация, предназначенная для прочтения человеком.
Какова сфера применения штрих-кода? Штриховое кодирование эффективно используется в системах, в которых участие человека минимально или отсутствует совсем. Применение технологий штрихового кодирования максимально возможно устраняет ошибки, которые возникают при вводе данных вручную. Штрих-код имеет множество сфер применения, в их числе - идентификация товаров, инвентаризация, маркировка грузов и т. д.
В чем преимущество использования штрихового кодирования? Поскольку штрих-код печатается и считывается машинами, их обработка занимает гораздо меньше времени а также с более высокой точностью, чем ввод данных вручную. Например, ввод 12 -ти позиций займет у оператора около 6 секунд. В то время, как считывание штрих-кода 12 -ти позиций займет только 300 миллисекунд. При ручном вводе в среднем возникает одна ошибка на 300 позиций. При работе с контрастным штрих-кодом, нормой является менее одной ошибки в каждом миллионе считанных позиций. Ошибки при вводе данных приводят к дополнительным затратам - от стоимости повторного ввода данных до отгрузки не того товара не тому клиенту.
Составляющие технологии штрихового кодирования В технологии штрих-кодирования можно выделить следующие основные этапы: 1. Создание штрихового кода при помощи специального программного обеспечения. 2. Маркировка товара штриховым кодом (многие товары уже имеют на своей упаковке штрих-код, распечатанный типографским способом). 3. Чтение штрихового кода (получение данных, закодированных в штриховом коде).
Классификация штриховых кодов На сегодняшний день выделяют два типа штриховых кодов: одномерные и двухмерные. Одномерный штрих-код можно встретить на большинстве товаров. Он представляет собой ряд прямоугольных полос, разделенных промежутками. Информация в нем содержится только в одном измерении и может быть считана обычным однолучевым сканером. Двухмерный штриховой код (2 D код) можно встретить на акцизных марках ликероводочной продукции. Такой штрих-код содержит информацию на всей плоскости штрих-кода сразу в двух измерениях. Двухмерный штрих-код можно считать при помощи специализированных сканеров двухмерных штрих- кодов.
В двумерных кодах можно закодировать существенно больший объем информации, но из-за сложности работы с ними и значительной стоимости оборудования (сканеров двумерного штрихкода) он пока не получил широкого распространения. Чаще всего на упаковках товаров мы видим одномерный штриховой код. Он применяется для маркировки большинства товаров и промышленных изделий. Значительная часть представленной здесь информации о штриховом кодировании имеет отношение только к одномерному штриховому коду.
О системах штрихового кодирования На сегодняшний день существует более пятидесяти систем штрихкодирования. К наиболее популярным относятся: - EAN/UPC, - Code 39, - Код « 2 из 5» (Interleaved 2 -of-5), - Codabar. В нашей стране и в Европе наибольшее распространение получил штрих-код EAN 13 (еан 13).
Какое количество информации можно закодировать при помощи штрих-кода? Существует множество различных стандартов штрих-кода. Каждый из них имеет свои ограничения. Штрих-коды с фиксированной длиной (например, EAN-13) позволяют закодировать только 13 символов, в то время, как при помощи штрих-кода стандартов Code 39 и Code 128 можно закодировать любое количество информации, которое будет ограничено только размером области для печати штрих-кода. В общем случае, чем больше данных закодировано штрих-кодом, тем длиннее он будет. Сканеры штрих-кода также имеют ограничения размера считываемого штрих-кода, что может также повлиять на размер штрих-кода в конкретных приложениях. На практике, самой популярной длиной для одномерного штрих-кода является 64 символа, а для двумерного штрих-кода - 1600 символов или более.
Штрих-код EAN Штрих-код ЕAN состоит из префикса, кода и контрольного символа. Различают два типа штриховых кодов EAN: - обычный штрих-код, присваиваемый товарам промышленного производства, - внутренний штрих-код, присваиваемый товарам в пределах одного предприятия. Наиболее популярен EAN 13. Обычный штрих-код или bar code можно увидеть на упаковках многих товаров массового производства (например, на бутылке Coca. Cola). Он содержит код страны, код предприятия и код товара. Товарам, имеющим разные потребительские свойства (сорт, вес, вид, номер расцветки, номер модели, упаковки и т. д. ), назначают разные штриховые коды. Например, штрих-код на пачке лекарств отличается от штрих-кода на групповой упаковке тех же самых лекарств.
• Code 128: штрих-код переменной длины. Обычно кодируются буквенно-цифровые данные. Данный стандарт подходит для общего применения, например, для маркировки DVD-дисков, удостоверений личности и многих других целей. • EAN. UCC-128: штрих-код переменной длины. Обычно кодируются буквенноцифровые данные. Этот международный стандарт разрабатывался для обмена данными между различными компаниями. Стандарт UCC. EAN-128 помимо данных, кодирует идентификатор (AIs), который позволяет определить тип закодированных данных и формат кодирования. UCC. EAN-128 кодирует данные, используя алгоритмы стандарта Code 128. • Code 39: штрих-код переменной длины. Обычно кодируются буквенно-цифровые данные. Данный стандарт широко используется уже много лет и является самым популярным в мире для общих задач. Однако, Code 39 уже начинает уступать лидерство более новым форматам. таким как Code 128. • UPC-A: 12 -значный штрих-код фиксированной длины для кодирования числовых данных. Используется в американских розничных магазинах для идентификации товаров. Уникальные штриховые коды UPC-A разработаны UC-советом. Если Вы собираетесь продавать свои товары в американских розничных магазинах, то скорее всего вам придется позаботиться о наличии штрих-кода UPC-A на вашей продукции. • UPC-E: 6 -значный штрих-код фиксированной длины для кодирования числовых данных. UPC-E - сокращенный вариант штрих-кода UPC-A. Данный стандарт используется для идентификации мелких розничных товаров, размеры которых не позволяют разместить на них полный штрих-код UPC-A.
Какой из стандартов использовать? Перед тем, как выбрать какой стандарт Вы будете использовать в своем бизнесе, узнайте какие требования существуют на данный момент. Например, издательства обязаны для маркировки своих книг использовать штрих-коды ISBN, а периодические издания маркируются кодами ISSN. Если Ваш продукт предназначен для розничной торговли, то Вы должны использовать стандарт UPC-A для США и EAN-13 для Европы и большинства стран. В Японии используется JAN-13, который фактически является аналогом EAN-13. Если Вы собираетесь использовать штриховое кодирование для своих внутренних целей или в других общих случаях и независимы от внешних факторов, то выбирайте стандарт, который больше всего подходит для Ваших задач. Например, если Вам необходимо закодировать алфавитноцифровую информацию, выбирайте штрих-код, который позволяет кодировать такие данные. Code 128 и Code 39 неплохо подходят для общих задач. Если Вам нужно закодировать большое количество информации (например, имя и адрес для служебного удостоверения), Вам помогут двухмерные штрих-коды типа Data. Matrix или PDF 417. Они намного мощнее одномерных штрих-кодов, но и сканеры для такого штрих-кода будут заметно дороже чем сканеры одномерных штрих-кодов.
Как мне получить штрих-код для моего товара? Для получения уникального штрих-кода для товара, Вам необходимо зарегистрировать его в соответствующей группе. Для получения UPC кода, необходимо зарегистрироваться в UCC (http: //www. uc -council. org). Для получения EAN кода, нужно зарегистрироваться в EAN (http: //www. ean-int. org).
Присвоение номеров штриховых кодов товарам массового производства Основное требование к штриховым кодам товаров массового производства - уникальность номеров штриховых кодов, т. е. нигде в мире не может быть товара с таким же номером штрих-кода. Присвоением номеров штрихового кода EAN занимается добровольная некоммерческая Ассоциация EAN, включающая 98 организаций из 100 стран. В России эту Ассоциацию представляет организация ЮНИСКАН. Всем товарам Российского производства организация присваивает префикс в диапазоне от 460 до 469. За префиксом следует номер предприятия и номер товара, которые также получаются в организации ЮНИСКАН.
Какие самые распространенные сферы применения штрих-кода? Штрих-код обычно используется для быстрого и надежного ввода данных, улучшая производительность. Ниже представлен список наиболее распространенных областей, в которых используются штрих-коды: • Пункты продаж (Point of Sale - POS) - одна из самых распространенных сфер, в которой применяются штрих-коды для учета проданных товаров. • Инвентаризация - штрих-коды активно используются на складах для учета товара. Портативные сканеры используются для контроля за отгрузкой и получением товара. Данные собранные сканером могут периодически или в режиме реального времени выгружаться в компьютер в зависимости от системы, которую Вы используете, позволяя компаниям уменьшать уровни запасов и тем самым снижая стоимость транспортных расходов. • Идентификация - удостоверения личности работника с напечатанным штрих-кодом используются различными компаниями во всем мире. • Системы регистрации времени - штрих-коды используются для регистрации прихода и ухода с работы работников, что позволяет избавиться от бумажных расписаний и таймеров и автоматически рассчитывать зарплату. • Упаковка - штрих-коды используются для идентификации номера партии, серийного номера и информации о доставке. Маркировка может быть использована для автоматической сортировки при отправлении, автоматизации получения и увеличить контроль над транспортировкой товара. • Сбор данных
Классификация сканеров штрих кода Сканеры штрих кода предназначены для быстрого и точного определения штрихкода товара, по которому можно определить остальные характеристики товара, исходя из информации в системе автоматизации. Существует несколько технологий считывания кода, основанные, впрочем, на едином базовом принципе - подсветка штрих-кода и сбор отраженного света для обработки процессором. Одна из подобных технологий, световое перо, уже давно практически не используется, другие застыли в своем развитии и совершенствуются только качественно, третьи, появившись недавно имеют хорошие перспективы благодаря использованию технических достижений сегодняшнего дня.
Название "лазерный" и "светодиодный" говорит только об одном - о типе источника подсветки, используемого в соответствующей технологии - и не является исчерпывающей качественной характеристикой. На самом деле у каждого их этих способов есть свои преимущества и недостатки. Сканеры имеют несколько характеристик, обуславливающих их деление на несколько типов.
Биоптический сканер Является одним из разновидностей стационарных многоплоскостных сканеров. Основной его особенностью является наличие двух сканирующих окон, позволяющих получить две пересекающиеся рабочие зоны. В этом случае пространственная рабочая зона буквально насыщена лазерными лучами, каждый из которых готов пересечь штрих-код на товарной упаковке. Затраты на подготовку кассиров снижаются благодаря простоте в использовании такого сканера. Главное, что должны запомнить кассиры – это то, что штриховой код товара не должен быть виден кассиру, тогда его "увидит" сканер. Принцип действия считывателей магнитных карт применяется в щелевых сканерах штрих-кода, которые и предназначены для считывания штрих-кода с карточек. Для считывания необходимо вручную провести карточку со штриховым кодом вдоль щели устройства и сканер автоматически распознает штриховой код и передаст его данные для обработки. Щелевые считыватели часто используются для регистрации времени прихода/ухода и в системах доступа. Использование этих сканеров позволяет сэкономить на расходных материалах
Ручные сканеры штрих-кода Нашли своё применение в приложениях для сканирования штрихкода крупногабаритных товаров или товаров с большим весом. В таких случаях намного легче поднести сканер к товару, чем, наоборот - товар к сканеру.
Ручные перьевые сканеры Простейшие устройства для считывания штриховых кодов. Они компактны, небольшого размера и веса, надежные и недорогие. В них используется источник света малой мощности, луч которого должен пересечь линейный штриховой код. Плотно прижимая рабочую поверхность перьевого сканера к этикетке, оператор вручную должен провести его вдоль всего кода – причём, начинать считывать код можно с любого конца этикетки, но пропустить, при этом, хотя бы часть кода нельзя. Необходимо также учесть жесткие требования к свойствам этикеток со штриховыми кодами, предъявляемые технологическими особенностями перьевых сканеров. Результат считывания штрихового кода зависит от параметров, скорости и угла перемещения луча. Оператор должен прежде научиться работать с перьевым сканером и иметь необходимый навык работы. Кроме этого, необходимо учесть опасность повреждения этикетки в случае контакта сканера с недостаточно прочными носителем или защитным покрытием этикетки.
Основные характеристики: 1. тип излучения (или деление по типу подсветки штрихового кода). По этой характеристике сканеры делятся на: - CCD (светодиодные), - лазерные - не требующие подсветки; Лазерные сканеры позволяют опознавать штрихкоды на большем расстоянии и с большей точностью, менее чувствительны к повороту штрих кода относительно оси сканирования, однако более дороги. В свою очередь лазерные сканеры делятся на однолучевые и многолучевые, с одним сканирующим окном и с двумя (биоптические). CCD сканеры можно разделить на контактные и бесконтактные, линейные (классические CCD сканеры) и фото-сканеры (image-сканеры) и т. д.
2. тип светоприемника - на ПЗС-матрице (CCD сканеры) или на фотодиоде; 3. стационарность (или деление по типу исполнения) - стационарные, ручные, комбинированные (стационарные/ручные). Ручные сканеры необходимо держать в руке и позиционировать относительно штрихкода на товаре, стационарные - наоборот товар проносится перед считывающей поверхностью. Существуют сканеры, предназначенные для работы в обеих режимах - в комплект поставки входит крепеж или подставка, позволяющая зафиксировать сканер. 4. количество плоскостей сканирования. Многоплоскостные сканеры не зависят от поворота штрихкода относительно оси сканирования и позволяют произвольно позиционировать товар. Технически это достигается применением лазерных источников света (т. е. это лазерные сканеры) и системы зеркал. 5. ширина захвата. Эта характеристика важна в первую очередь для складских работ, так как размеры применяемых транспортных кодов обычно достаточно велики, чтобы избежать повреждения кода при транспортировке.
CCD (светодиодный) сканер Один из самых первых способов сканирования. Для подсветки штрих - кода используются светодиоды, они дают неяркий размытый луч; отраженный свет собирается стеклянным зеркалом и проецируется на ПЗС матрицу. Расстояние считывания - от контакта до 2 -3 см. от штрих - кода, при этом сам код должен быть весьма хорошего качества и контраста. Также, возникают трудности при считывании штрих - кода с криволинейных поверхностей. В настоящее время CCD технология используется только в дешевых сканерах, тем не менее данный тип сканера от серьезного производителя является тем выбором, который вполне оправдывает себя при небольших объемах сканирования.
достоинства и недостатки светодиодного сканера 1. Нечеткая, плохо различимая при ярком свете область подсветки 2. Малое расстояние считывания или небольшая дальность сканирования, как правило, не превышающая 30. . . 50 мм. В этой связи сканеры данной категории получили второе название – контактные CCDсканеры. Зачастую сканер необходимо поднести вплотную к штрих-коду. 3. Небольшая ширина сканирования. Как правило, она составляет 60. . . 80 мм, реже, как, например, у модели Cipher 1090, – до 90 мм. В остальном сканеры этой категории вполне соответствуют современным требованиям: у них высокая скорость чтения (в среднем до 100 линий/с), разрешение 4. . . 5 mil (0, 1. . . 0, 125 мм), они поддерживают все стандартные линейные кодировки штрих-кода, все самые распространенные интерфейсы (RS, KB и USB), да и масса их небольшая. 4. Боится падений (как правило, в целях удешевления используется тонкий корпус) 5. Высокая надежность (нет движущихся частей) 6. Низкая стоимость
Лазерный сканер Технология изобретена в начале 70 -х годов, с тех пор практически не изменилась. Для подсветки штрих кода используется лазерный диод, луч развертывается механическим элементом - качающимся зеркалом. Главное достоинство лазерной технологии - расстояние считывания штрих - кода. Оно, в зависимости от модели, может достигать нескольких метров. Лазерный сканер работает, по сути, по узкой линии, которая "вырезается" для анализа тонким лазерным лучом. В связи с этим возникают проблемы при считывании плохопропечатанных кодов - испорченный участок кода может попасться как раз на пути лазерного луча. Наличие подвижных механических элементов в конструкции лазерного сканера ведет к их возможным поломкам при падениях, что не является гарантийным случаем и может повлечь за собой дорогостоящий ремонт.
достоинства и недостатки лазерного сканера: 1. Подсветка штрих кода - тонкий лазерный луч. 2. Скорость сканирования и декодирования определяется механикой - скоростью качения зеркала развертки лазерного луча (36 или 42 скан/сек. ). 3. Считывание кода на расстоянии: в зависимости от модели - до нескольких метров. 4. Проблемное считывание поврежденных кодов (мятых, плохо пропечатанных, выцветших). 5. Считывание только линейных (одномерных) кодов и PDF 417 (некоторые модели).
scaner (линейный фотосканер) Самая современная на сегодняшний день технология считывания линейного штрих - кода. Первые модели появились в 1999 г. Объединяет в себе достоинства светодиодной и лазерной технологий - считывание штрих - кода с расстояния и отсутствие движущихся частей в конструкции. Благодаря широкой и четко сфокусированной подсветке и отсутствию ограничений со стороны механики сканер - imager захватывает более широкую полосу на штрих - коде и лучше остальных справляется с низкоконтрастными и поврежденными кодами, имеет более высокую скорость считывания и более прочную конструкцию.
достоинства и недостатки Linear imager scaner (линейного фотосканера): 1. Считывание кода на расстоянии: в зависимости от модели - до 2 -х метров - полное соответствие по расстоянию считывания стандартному лазерному сканеру. 2. Скорость сканирования и декодирования определяется электроникой - до 270 скан/сек, что быстрее светодиодного сканера в 1. 5 раза и лазерного сканера в 6 раз. 3. Высокая надежность и механическая прочность (нет движущихся частей, прочный корпус). 4. Чтение кода при любой внешней освещенности - от полной темноты до яркого солнечного света (до 100 000 люкс).
Другое название этих устройств – «фотосканеры» . Linear Image – совсем молодая технология, успевшая к настоящему моменту составить достойную конкуренцию ручным сканерам, оснащенным лазерным сканирующим элементом для чтения одномерных (линейных) штрих-кодов. Отличительная особенность ее – анализ кода «целиком» : встроенная фотокамера производит захват изображения, причем с очень большой скоростью (так, модель QS 6500 от PSC – 450 линий/с). В отличие от CCD и лазерных технологий, матричная Imageтехнология основана на том, что штрих код изначально рассматривается не как закодированная информация, а как изображение, картинка, которую можно сфотографировать. Мощный процессор и продвинутые алгоритмы распознавания и декодирования обрабатывают сфотографированное мини-камерой изображение.
Area Image scaner (матричный фотосканер) Все рассматриваемые выше категории устройств находят применение там, где необходимо считывать линейные (одномерные) штрих-коды (EAN/UPC, Code 39, Code 93, Code 128, Interleaved, ITF и др. ), и плохо приспособлены для чтения двумерных кодировок (PDF 417, QR, Aztec, Maxi. Code, Data. Matrix и др. ). В Area Image захват изображения осуществляет фотокамера, которая фактически делает снимок (картинку) штрих-кода. Полученная картинка затем обрабатывается процессором сканера. Сканеры этой категории обладают возможностью «всенаправленного» сканирования, когда абсолютно не важна ориентация штрих-кода относительно сканера, что позволяет считывать как одномерные, так и двумерные коды.
Фотосканер может считывать "обычные" линейные, 2 -х мерные, композитные и почтовые штрих - коды, считывать несколько штрих - кодов одним нажатием курка, считывать штрих - код независимо от его ориентации относительно луча подсветки. Имеется возможность захвата и обработки подписей, фотографирования изображений. Никаких движущихся частей в конструкции.
достоинства и недостатки Area imaging scaner 1. Принцип считывания - фотографирование штрих - кода с последующим декодированием. 2. Чтение кода при любой ориентации сканера относительно кода. 3. Чтение любых кодов - одномерных и двухмерных, почтовых и. OCR, захват подписи, фотографирование изображений. 4. Одновременное считывание нескольких штрих - кодов.
Автоматизация Одна из важнейших задач автоматизации - сокращение затрат на учет и контроль выпускаемой продукции, а также уменьшение влияния человеческого фактора. Как правило, эта задача решается с помощью внедрения конвейерных линий, обеспечивающих транспортировку изделий, в процессе которой осуществляются операции учета и контроля. Они реализуются благодаря применению специальных датчиков, которые определяют наличие или отсутствие изделия на транспортере, состояние его упаковки, объем содержимого упаковки, правильность размещения изделия и другие параметры, связанные с геометрией изделия. Таким образом, потребность в автоматизации производства рождает потребность в специальных датчиках, способных дать информацию о геометрических параметрах объекта.
Базовый перечень сенсоров для автоматизации и контроля, включает в себя следующие: - оптические (фотоэлектрические); - ультразвуковые; - магнитные; - температурные; - видеодатчики; -завесы ограждения
Оптические (фотоэлектрические) датчики Различают аналоговые и дискретные оптические датчики. У аналоговых датчиков выходной сигнал изменяется пропорционально внешней освещенности. Основная область применения – автоматизированные системы управления освещением. Датчики дискретного типа изменяют выходное состояние на противоположное при достижении заданного значения освещенности. Фотоэлектрические датчики могут быть применены практически во всех отраслях промышленности. Датчики дискретного действия используются как своеобразные бесконтактные выключатели для подсчета, обнаружения, позиционирования и других задач на любой технологической линии.
Оптический бесконтактный датчик, регистрирует изменение светового потока в контролируемой области, связанное с изменением положения в пространстве каких-либо движущихся частей механизмов и машин, отсутствия или присутствия объектов. Благодаря большим расстояниям срабатывания оптические бесконтактные датчики нашли широкое применение в промышленности и не только. Оптический бесконтактный датчик состоит из двух функциональных узлов, приемника и излучателя. Данные узлы могут быть выполнены как в одном корпусе, так и в различных корпусах.
Лазер посылает через линзу луч, который отражается от объекта и фокусируется на линейке из фотодиодов, которая прообразует световой сигнал в электрический. Всякое изменение расстояния до объекта вызывает изменение угла отраженного луча и, следовательно, позиции, которую отраженный луч занимает на линейке фотодиодов. Микроконтроллер обрабатывает сигнал от линейки фотодиодов и преобразует его в аналоговый электрический сигнал. Наиболее важное качество таких датчиков расстояния состоит в сочетании высокой точности измерения и больших измеряемых расстояниях. Большинство производителей предлагают датчики с разрешением от 1 мкм до 1 мм. Однако высокая точность возможна только на относительно коротких расстояниях. Так что, например, точность в 1 мкм на расстояниях в 1 метр получить вряд ли удастся.
По методу обнаружения объекта фотоэлектрические датчики подразделяются на 4 группы: 1) пересечение луча - в этом методе передатчик и приемник разделены по разным корпусам, что позволяет устанавливать их напротив друга на рабочем расстоянии. Принцип работы основан на том, что передатчик постоянно посылает световой луч, который принимает приемник. Если световой сигнал датчика прекращается, в следствии перекрытия сторонним объектом, приемник немедленно реагирует меняя состояние выхода.
2) отражение от рефлектора (Тип R) - в этом методе приемник и передатчика находятся в одном корпусе. Напротив датчика устанавливается рефлектор (отражатель). Датчики с рефлектором устроены так, что благодаря поляризационному фильтру они воспринимают отражение только от рефлектора. Это рефлекторы, которые работают по принципу двойного отражения. Выбор подходящего рефлектора определяется требуемым расстоянием и монтажными возможностями. Посылаемый передатчиком световой сигнал отражаясь от рефлектора попадает в приемник датчика. Если световой сигнал прекращается, приемник немедленно реагирует, меняя состояние выхода. 3) отражение от объекта (тип D) - в этом методе приемник и передатчика находятся в одном корпусе. Во время рабочего состояния датчика все объекты, попадающие в его рабочую зону, становятся своеобразными рефлекторами. Как только световой луч отразившись от объекта попадает на приемник датчика, тот немедленно реагирует, меняя состояние выхода.
4) фиксированное отражение от объекта (тип Т) -принцип действия датчика такой же как и у "отражение от объекта" но более чутко реагирующий на отклонение от настройки на объект. Например, возможно детектирование вздутой пробки на бутылке с кефиром, неполное наполнение вакуумной упаковки с продуктами и т. д. По своему назначению фотодатчики делятся на две основные группы: датчики общего применения и специальные датчики. К специальным, относятся типы датчиков, предназначенные для решения более узкого круга задач. К примеру, обнаружение цветной метки на объекте, обнаружение контрастной границы, наличие этикетки на прозрачной упаковке и т. д. Задача датчика обнаружить объект на расстоянии. Это расстояние варьируется в пределах 0, 3 мм-50 м, в зависимости от выбранного типа датчика и метода обнаружения. Оптические датчики чаще всего применяются для подсчета количества и контроля качества продукции на конвейере.
Оптоволоконные датчики Выключатели с оптоволоконным кабелем способны обнаруживать объекты в самых труднодоступных местах. Датчики с оптоволоконным кабелем могут работать и на отраженном луче (тип D) и на прямом луче (тип T)
Оптические датчики имеют модификации, адаптированные для различных задач: Диффузионные – контролируют наличие отраженного светового потока от изделия. Излучатель и приемник размещены в одном корпусе. Свет от излучателя падает на изделие и отражается, рассеиваясь при этом. Отраженный свет частично попадает в приемник и, таким образом дает информацию о наличие изделия. Как правило, такие датчики применяются на коротких дистанциях до изделия. Они удобны тем, что не требуется ни отражатель, ни отдельный приемник. Их эффективность определяется способностью изделия отражать свет.
Диффузионные с подавлением фона Контролируют изделие в пределах определенного диапазона расстояний. Изделие, находящееся на дистанции большей, чем заданная, игнорируется. Эти датчики менее чувствительны к цвету изделия. Они не реагируют на объекты, находящиеся за изделием. Датчики диффузионного типа с подавлением фона могут работать с объектами, находящимися на фиксированном или меняющемся расстоянии.
Оппозитные Контролируют прерывание светового луча, содержат приемник и передатчик сигнала. Как правило, они размещены в отдельных корпусах. Луч от передатчика попадает точно на фотоэлемент приемника. Когда изделие блокирует луч, формируется выходной сигнал. Такой датчик самый дальнодействующий (свыше 200 м). Конструктивно приемник и передатчик могут быть и в одном кожухе, имеющем зазор для прохода изделия. При объединении нескольких линейно расположенных излучателей и соответствующего числа также линейно расположенных приемников получим световую завесу, которая может контролировать широкий проем и сообщать данные о габаритах изделия в проеме.
Рефлекторные Контролируют перекрывание отраженного луча, содержат отражатель. Излучатель и приемник находятся в одном корпусе, используется отражатель светового потока, генерируемого излучателем. Благодаря отражателю поток направляется в приемник. Изделие обнаруживается, когда оно блокирует световой поток. Рефлекторные датчики имеют большую дальность действия, чем диффузионные. Окраска изделия и структура его поверхности мало влияют на процесс контроля. Возможно использование поляризующего фильтра для контроля изделий, излучающих или отражающих свет.
Конвергентные Контролируют объекта на заданном расстоянии. Световой поток излучателя фокусируют в заданной точке перед датчиком, линза приемника сфокусирована в ту же точку. Датчик контролирует изделие в этой точке с некоторой погрешностью, определяющей зону чувствительности. Объекты перед или за зоной не регистрируются. Размер зоны зависит от настройки датчика. Конвергентные датчики имеют высокую чувствительность и позволяют контролировать малогабаритные или поглощающие свет изделия.
Ультразвуковые датчики Обычно применяются для контроля прозрачных или плохо отражающих свет изделий. Принцип работы такой же, как у диффузионных датчиков Излучатель посылает ультразвуковые импульсы, улавливаемые приемником. При прерывании звукового потока объектом, именяется состояние выхода приемника. Ультразвуковые датчики положения способны распознавать объекты любой структуры: жидкости, металлы, порошкообразные материалы, прозрачные объекты из стекла и пластика
Магнитные датчики Реагируют на изменение магнитного поля. Они удобны тем, что их можно разместить скрытно: поместить под землю или укрыть за стеной. Распространенное применение магнитных датчиков - это мониторинг автотранспорта на парковках или на перекрестках. Датчик температуры с расстояния 0, 1… 1 м определяет разницу между температурами окружающей среды и объекта и выдает дискретный и аналоговый сигнал, соответствующий этой разнице.
Видеодатчики Используются для контроля качества по цвету и форме при распознавании объекта путем сравнения его с эталонным образом.
Завесы ограждения зон промышленной опасности в настоящее время становятся необходимостью на производствах, где применяется оборудование потенциально опасное для жизни и здоровья работников. Его также можно применять для автоматизации процессов запуска и остановки любого автоматического оборудования.
Сочетания волоконно-оптических световодов с диффузионными или опозитными датчиками - позволяют организовать контроль в труднодоступных местах. Световоды изготавливаются либо из тонких стеклянных волокон (малые потери, высокая стойкость к нагреву, вибрации, ударам, электрическому шуму), либо из пластика (низкая цена, малый вес, гибкость, простота в работе).
Все перечисленные датчики способны передавать сигнал посредством устройств беспроводной коммутации, что позволяет в ряде случаев отказаться от использования многочисленных проводов.
Датчик углового перемещения В оптоэлектронных растровых преобразователях перемещений заключается в использовании в качестве меры длины радиальной шкалы, являющейся носителем регулярного и кодового растров. Возможность нанесения штрихов растров с субмикронной точностью, стабильность их геометрического положения, высокая степень защищенности конструктивного исполнения и высокая устойчивость к внешним воздействиям обеспечили растровым преобразователям перемещений широкое применение. Принцип работы преобразователей угловых перемещений основан на регистрации относительной величины прошедшего через растровое сопряжение потока оптического излучения как координатной-периодической функции взаимного углового положения регулярного растра шкалы и растров окон анализатора.
Что такое RFID? RFID (Radio frequency identification - радиочастотная идентификация) - технология, которая для идентификации использует радиоволны. Самый общий случай использования этой технологии - хранение уникального номера, который идентифицирует человека или объект, и, возможно, другой информации на микрочипе, который подсоединен к антенне. Микрочип и антенну вместе называют радиомаяком или RFID-этикеткой. С помощью антенны идентификационная информация передается считывателю, который преобразовывает принятые радиоволны в цифровую информацию, которая затем может быть передана компьютеру.
Приведет ли использования технологии RFID к устареванию штрих-кодов? Нет. Два самых больших недостатка технологии радиочастотной идентификации - ее стоимость и безопасность информации. Экономия за счет роста производства все еще не достигнута для RFID, что делает данную технологию невыгодной для изготовителей. Применение RFID в некоторых приложениях, таких как точки продаж (Point of Sale - POS), будет обосновано только тогда, когда радиомаяки будут достаточно дешевы, чтобы клеить их к таким простым товарам, как, например, жевательная резинка. Другой не менее важной проблемой является безопасность. RFID-ярлык, прикрепленный к кроссовкам может быть использован для слежки. Также представьте, что кто-то может подойти к Вашему дому со сканером, который позволит считать информацию со всех ярлыков и, таким образом узнать, какие напитки Вы пьете и в каких магазинах одеваетесь.
Фотоэлементные датчики.ppt