Jenis Sensor Jarak / Proximity Sensor

Sensor jarak tersedia dalam berbagai kategori sesuai pendeteksiannya. Beberapa sensor jarak berguna untuk mendeteksi material, sedangkan beberapa yang berguna untuk mendeteksi kondisi lingkungan yang berbeda.

Untuk aplikasinya sendiri, sensor jarak dapat digunakan untuk :

•    Deteksi objek
•    Menghitung potongan
•    Pengukuran kecepatan
•    Rotasi
•    Memposisikan benda/wadah (containers)
•    Deteksi bahan / material
•    Menentukan arah Gerakan
•    Pemantauan alat
•    Deteksi tingkat ketinggian cairan
•    Pengukuran jarak
•    Perlindungan Mesin
•    Deteksi tepi objek
•    Pemeriksaan Roda Gigi/Gear
•    Deteksi benda logam
•    Memposisikan fork lift
•    Penempatan peralatan dalam Gudang
•    Deteksi dan jumlah pengisian
•    Deteksi rintangan

Jenis Sensor Proximity :

Sesuai dengan metode deteksi objek non kontak, ada lima jenis sensor jarak. Yaitu:
•    Sensor Jarak Induktif / Inductive Proximity Sensor.
•    Sensor Jarak Optik / Optical Proximity Sensor.
•    Sensor Jarak Kapasitif  / Capacitive Proximity Sensor.
•    Sensor Jarak Magnetik / Magnetic Proximity Sensor.
•    Sensor Jarak ultrasonik / Ultrasonic proximity Sensor.

Berdasarkan prinsip kerja dasar dari kelima sensor tersebut, mari kita jelaskan satu persatu.

Sensor Jarak Induktif / Inductive Proximity Sensor :

Sensor  jarak induktif mendeteksi objek logam yang ada di sebelah sisi aktifnya. Sensor ini beroperasi di bawah prinsip listrik induktansi di mana arus yang berfluktuasi menginduksi gaya gerak listrik (EMF) pada objek target. Sensor kedekatan non-kontak ini mendeteksi target besi, idealnya baja ringan dengan ketebalan lebih dari satu milimeter. Mereka terdiri dari empat komponen utama: inti ferit dengan gulungan, osilator, pemicu Schmitt, dan penguat keluaran . Sensor ini memiliki 2 versi utama dan mereka adalah,

•    Unshielded: Medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh koil tidak dibatasi, memungkinkan jarak penginderaan yang lebih luas dan lebih besar
•    Terlindung: Medan elektromagnetik yang dihasilkan terkonsentrasi di bagian depan, di mana sisi koil sensor tertutup

Prinsip Kerja Sensor Jarak Induktif :

Osilator menciptakan medan magnet berosilasi simetris yang memancar dari inti ferit dan susunan koil pada permukaan penginderaan. Ketika target besi memasuki medan magnet ini, arus listrik independen kecil (arus eddy) yang diinduksi  pada permukaan logam.

Sensor jarak induktif memiliki rentang frekuensi dari 10 hingga 20 Hz di ac, atau 500 Hz hingga 5 kHz di dc. Karena keterbatasan medan magnet, sensor induktif memiliki rentang penginderaan yang relatif sempit seperti rata-rata fraksi milimeter hingga 50 mm.

Karena itu, beban akan ditimbulkan pada sensor yang menurunkan amplitudo medan elektromagnetik. Jika benda logam bergerak ke arah sensor jarak , arus eddy akan meningkat. Dengan demikian, beban pada osilator akan meningkat, yang menurunkan amplitudo medan.

Blok pemicu schmitt memantau amplitudo osilator dan pada level tertentu (level yang telah ditentukan) rangkaian pemicu mengaktifkan atau menonaktifkan sensor. Jika benda logam atau target dipindahkan menjauh dari sensor jarak, maka amplitudo osilator akan meningkat.

Gambar di atas menunjukkan bentuk gelombang osilator sensor kedekatan induktif dengan adanya target dan tanpa adanya target.

Saat ini, sensor jarak induktif tersedia dengan voltase pengoperasian yang berbeda. Sensor jarak induktif ini tersedia dalam mode AC, DC, dan AC/DC (mode universal). Rentang pengoperasian rangkaian sensor jarak adalah dari 10V hingga 320V DC dan 20V hingga 265V AC.

Keuntungan Sensor Jarak Induktif :
•    Deteksi non kontak
•    Adaptasi lingkungan- tahan terhadap kondisi umum yang terlihat di area industri seperti debu dan kotoran
•    Mampu dan serbaguna dalam penginderaan logam
•    Tingkat peralihan tinggi
•    Tidak ada bagian yang bergerak, memastikan masa pakai yang lebih lama

Kekurangan Sensor Kedekatan Induktif :
•    Kurangnya jangkauan deteksi, rata-rata jangkauan maksimal hingga 60 mm
•    Hanya dapat mendeteksi benda logam
•    Kondisi eksternal seperti suhu ekstrem, cairan pemotongan, atau bahan kimia memengaruhi kinerja sensor. 

Aplikasi sensor ini sering digunakan pada  Mesin- tol, jalur perakitan, industri otomotif, deteksi bagian logam di lingkungan yang ekstrim, bagian bergerak kecepatan tinggi

Sensor Jarak Optik / Optical Proximity Sensor :

Sensor jarak optik  lengkap mencakup sumber cahaya, dan sensor yang mendeteksi cahaya. Sensor ini mendeteksi objek secara langsung di depannya dengan mendeteksi cahaya yang dipancarkan sensor itu sendiri yang dipantulkan kembali dari permukaan objek.  Sensor ini mengubah sinar cahaya menjadi sinyal listrik yang kemudian diproses sesuai dengan aplikasinya.

Sensor jarak Optik digunakan untuk mendeteksi semua material dengan rentang jarak operasi dibawah 100mm. Sensor ini juga memiliki ketahanan ketahanan yang tinggi terhadap getaran dan kepekaan terhadap debu, minyak, dan aspek dari suatu objek.  Aplikasi sensor ini sering digunakan pada deteksi objek di konveyor, penghitungan karton, penyortiran produk dan deteksi kontras

Sensor Jarak Kapasitif  / Capacitive Proximity Sensor :

Sensor kedekatan kapasitif dapat mendeteksi target logam dan non-logam dalam bentuk bubuk, butiran, cairan, dan padat. Sensor jarak kapasitif menggunakan varian kapasitansi sensor untuk menyimpulkan bahwa suatu objek telah terdeteksi atau dalam prinsipnya menggunakan prinsip elektronik dimana medan listrik dihasilkan pada sisi aktif

Sensor jarak Kapasitif digunakan untuk mendeteksi semua material dengan rentang jarak operasi dibawah 50mm. Sensor ini juga memiliki ketahanan ketahanan yang tinggi terhadap getaran dan kepekaan terhadap kelembapan dan uap.

Aplikasi sensor ini sering digunakan pada pemeriksaan akhir pada jalur pengemasan dan pengukuran tingkat ketinggian pada pengisian cairan atau butiran melalui dinding tangki plastik atau kaca.

Sensor Jarak Magnetik / Magnetic Proximity Sensor :

Berdasarkan prinsip mekanik, sensor ini hanya mendeteksi medan magnet (misalnya magnet permanen ). Mereka merasakan adanya objek magnetik, yang biasa disebut sebagai target. Target, yang dicirikan oleh medan magnetnya, memicu proses peralihan; ketika memasuki jangkauan deteksi sensor.

Sensor jarak Magnetik digunakan pada rentang jarak operasi dibawah 80mm. Sensor ini juga memiliki ketahanan ketahanan yang tinggi terhadap getaran untuk model hall effect dan kepekaan getaran yang rendah untuk model Reed-techno. Magnetic Proximity Sensor memiliki kepekaan terhadap sensitive EMC (Hall Effect) dan magnetic field disturbances (Reed Techno)
Aplikasi sensor ini sering digunakan pada deteksi object.

Sensor Jarak Ultrasonic / Ultrasonic proximity Sensor :

Sensor ultrasonik memancarkan pulsa ultrasonik yang dipantulkan oleh benda-benda di jalurnya dan gelombang yang dipantulkan memasuki kerucut sonik. Mereka menggunakan gelombang suara untuk mendeteksi objek, sehingga warna dan transparansi tidak memengaruhinya (walaupun tekstur ekstrem).
Sensor jarak ultrasonik digunakan pada rentang jarak operasi 15m. Sensor ini memiliki ketahanan ketahanan yang rendah terhadap getaran. Ultrasonic proximity Sensor memiliki kepekaan terhadap aliran udara dan variasi suhu.

Aplikasi sensor ini sering digunakan pada lintasan objek (botol kaca, kemasan kardus) pada konveyor, ketinggian pada pengisian cairan dalam botol atau butiran dalam mesin injeksi plastik, kedalaman lubang.

Sumber: inaparts.com