NPN 4 laidų artumo jungikliai tai universalūs jutikliai, naudojami pramoninėje automatikoje objektams aptikti be fizinio kontakto, turintys dviejų kanalų išėjimus, kurie vienu metu perduoda ir normaliai atvirus (NO), ir normaliai uždarus (NC) signalus, taip padidindami jų lankstumą ir diagnostikos galimybes valdymo sistemose.
Apibrėžimas ir funkcionalumas
Šių specializuotų jutiklių veikimui naudojami keturi laidai: du - maitinimui (teigiama įtampa ir įžeminimas) ir du - išėjimo signalams (normaliai atidaryti ir normaliai uždaryti). Dviejų kanalų išvesties konfigūracija leidžia vienu metu perduoti ir NO, ir NC signalus, todėl jutiklis yra lankstesnis valdymo sistemose. Ši papildoma išvesties konstrukcija padeda atlikti diagnostiką, nes rodo galimus gedimus, jei abi išvestys neveikia taip, kaip tikimasi. Keturlaidžiuose jutikliuose maitinimo ir signalo linijų atskyrimas sumažina trukdžius ir užtikrina stabilų veikimą, todėl jutikliai ypač tinkami naudoti aplinkoje, kurioje elektros energijos tiekimas svyruoja.
4 laidų artumo jutiklio laidų schema
NPN 4 laidų artumo jungiklių laidų konfigūracija yra labai svarbi tinkamam jų veikimui ir integravimui į valdymo sistemas. Šie jutikliai paprastai turi keturis skirtingus laidus, kurių kiekvienas atlieka tam tikrą funkciją ir yra žymimas tam tikra spalva:
- Rudos spalvos: Šis laidas jungiamas prie teigiamos įtampos šaltinio (VCC), paprastai 12-24 V nuolatinės srovės.
- Mėlyna: Naudojama kaip įžeminimo arba neigiama jungtis (GND).
- Juodos spalvos: Reiškia normaliai atvirą (NO) išėjimą.
- Balta spalva: Veikia kaip normaliai uždara (NC) išvestis.
Maitinimo laidai (rudas ir mėlynas) tiekia jutiklio veikimui reikalingą įtampą, o juodas ir baltas laidai perduoda išėjimo signalus. Toks maitinimo ir signalų linijų atskyrimas padeda užtikrinti jutiklio stabilumą ir atsparumą triukšmui.
Jungiant šiuos jutiklius į valdymo sistemą, labai svarbu tinkamai prijungti apkrovos įtaisus:
- NO išėjimo atveju (juodas laidas) apkrova paprastai jungiama tarp šio laido ir neigiamo maitinimo šaltinio (mėlynas laidas). Aptikus objektą, šia grandine teka srovė ir įjungiamas prijungtas prietaisas.
- NC išėjimo atveju (baltas laidas) apkrova taip pat jungiama tarp šio laido ir neigiamo maitinimo šaltinio. Šiuo atveju srovė teka, kai objektas neaptinkamas, o grandinė atsidaro aptikus objektą.
Svarbu pažymėti, kad šie jutikliai dažnai turi vidinius abiejų išėjimo linijų ištraukimo rezistorius, kurie palaiko stabilų loginį lygį net tada, kai nėra prijungta jokia išorinė apkrova. Ši funkcija apsaugo nuo plaukiojančių įėjimų ir užtikrina patikimą signalo perdavimą.
Kai kuriose valdymo sistemose dėl didesnio funkcionalumo ir diagnostikos vienu metu gali būti naudojami ir NO, ir NC išėjimai. Tokia konfigūracija leidžia atlikti kryžminį jutiklio būsenų patikrinimą ir gali padėti nustatyti galimus jutiklio gedimus ar laidų sujungimo problemas.
Montuojant NPN 4 laidų artumo jutiklius labai svarbu laikytis gamintojo specifikacijų dėl didžiausios apkrovos srovės ir vardinės įtampos, kad būtų išvengta jutiklio ar prijungtos įrangos sugadinimo. Be to, siekiant išlaikyti signalo vientisumą ir jutiklio veikimą, reikėtų taikyti tinkamą ekranavimo ir įžeminimo praktiką, ypač aplinkoje, kurioje yra dideli elektromagnetiniai trikdžiai.
Privalumai ir taikymas
Dviejų kanalų išvesties galimybė NPN keturių laidų artumo jungikliams suteikia reikšmingų privalumų pramoninėje automatikoje. Šie jutikliai puikiai tinka metalo aptikimo, padėties nustatymo, ribinės kontrolės ir kokybės užtikrinimo procesuose. Jų universalumas apima ir metalinių, ir nemetalinių objektų, įskaitant skysčius, plastikus, birias kietąsias medžiagas ir miltelius, aptikimą. Dėl tokio lankstumo ir didesnio signalo stabilumo jie yra neįkainojami šiuolaikinėse gamybos ir gamybos linijose, kur tikslus objektų aptikimas yra labai svarbus efektyviam darbui.
Išvesties veikimas
NPN 4 laidų artumo jungiklis veikia pagal vidinio NPN tranzistorių tinklo, prijungto prie abiejų išvesties kontaktų (juodo NO ir balto NC), principą. Kai neaptinkamas joks objektas, NO (normaliai atidarytas) išėjimo tranzistorius lieka nelaidus, o NC (normaliai uždarytas) išėjimo tranzistorius yra laidus.
Nesant objekto:
- Dėl vidinio ištraukimo rezistoriaus juodas NO laidas fiksuoja maždaug 12 V (VCC), matuojant jį su mėlynu įžeminimo laidu.
- Baltasis NC laidas rodo maždaug 0 V, matuojant nuo mėlynojo įžeminimo laido, nes vidinis tranzistorius praleidžia srovę ir išveda loginį lygį į žemę.
Aptikus objektą, būsenos pasikeičia:
- Kai tranzistorius pradeda veikti, juodas NO laidas pereina į maždaug 0 V įtampą.
- Baltasis NC laidas persijungia į maždaug 12 V, kai jo tranzistorius nustoja laiduoti.
Toks papildomas išvesties veikimas užtikrina, kad bent viena išvestis visada būtų žinomos būsenos, todėl padidėja patikimumas ir gedimų aptikimo galimybės. Vidiniai ištempimo rezistoriai neleidžia įėjimams plaukioti, todėl išlaikomas stabilus loginis lygis net tada, kai neprijungta jokia išorinė apkrova.
Svarbu atkreipti dėmesį, kad pradinio įjungimo metu arba esant tam tikroms jutimo sąlygoms gali būti trumpas impulsas arba pereinamasis laikotarpis, kai abiejuose išėjimuose akimirksniu atsiranda aukšta įtampa, o po to jie tampa tinkamos būsenos. Ši savybė gali būti naudinga diagnostikos tikslais, tačiau į ją gali tekti atkreipti dėmesį, kai reikia atsižvelgti į laiko sąnaudas.
Šių jutiklių dvigubo išėjimo pobūdis leidžia juos įvairiapusiškai integruoti į valdymo sistemas. Pavyzdžiui, NO išėjimas gali būti naudojamas veiksmui inicijuoti, kai yra objektas, o NC išėjimas tuo pat metu gali patvirtinti, kad objektų nėra, arba veikti kaip apsaugos nuo gedimo mechanizmas.
