I. සමීප සංවේදක තාක්ෂණයන් හැඳින්වීම
සමීපතා සංවේදක භෞතික ස්පර්ශයකින් තොරව නිශ්චිත පරාසයක් තුළ වස්තුවක පැවැත්ම හෝ නොපැවතීම හඳුනා ගැනීමට භාවිතා කරන අත්‍යවශ්‍ය උපාංග වේ. ඒවා ක්‍රියාත්මක වන්නේ විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර, ශබ්ද තරංග හෝ ආලෝකය වැනි විවිධ ආකාරයේ ශක්ති විමෝචනය කිරීමෙන් සහ වස්තුවක් සංවේදකයට සමීප වන විට ප්‍රතිචාරය මැනීමෙනි. සමීප සංවේදක තාක්ෂණයන්හි විවිධත්වය කාර්මික ස්වයංක්රීයකරණය, රොබෝ විද්‍යාව, මෝටර් රථ පද්ධති සහ පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ ඇතුළු බොහෝ ක්ෂේත්‍රවල ඒවායේ යෙදීමට ඉඩ සලසයි.
II. ධාරිත්‍රක සමීපතා සංවේදක
ධාරිත්‍රක සමීප සංවේදකවල ප්‍රධාන ලක්ෂණ
ධාරිත්‍රක සමීපතා සංවේදක යනු භෞතික ස්පර්ශයකින් තොරව වස්තූන්ගේ පැවැත්ම හඳුනා ගන්නා බහුකාර්ය උපාංග වේ. ඒවායේ ප්‍රධාන ලක්ෂණ මෙන්න:
- හඳුනාගැනීමේ පරාසය: සාමාන්‍යයෙන්, ධාරිත්‍රක සංවේදකවලට මිලිමීටර කිහිපයක සිට අඟල් 1 (මි.මී. 25) දක්වා පරාසයක වස්තූන් හඳුනාගත හැකි අතර සමහර මාදිලි අඟල් 2 දක්වා විහිදේ.
- ද්‍රව්‍ය සංවේදීතාව: ඉලක්කගත ද්‍රව්‍යයේ පාර විද්‍යුත් නියතය මත පදනම්ව ධාරණාවෙහි වෙනස්කම් සංවේදනය කිරීමේ හැකියාව හේතුවෙන් මෙම සංවේදකවලට ද්‍රව, ප්ලාස්ටික් සහ වීදුරු ඇතුළු ලෝහමය සහ ලෝහමය නොවන ද්‍රව්‍ය දෙකම හඳුනාගත හැකිය.
- ස්පර්ශ නොවන ක්‍රියාකාරිත්වය: ඒවා භෞතික ස්පර්ශයකින් තොරව ක්‍රියාත්මක වන අතර එමඟින් ගෙවී යාම අඩු වන අතර සංවේදකයේ ආයු කාලය දීර්ඝ වේ.
- වෙනස් කළ හැකි සංවේදීතාව: බොහෝ ධාරිත්‍රක සංවේදකවල සංවේදීතාව සකස් කිරීම සඳහා පොටෙන්ෂියෝමීටරයක් ඇතුළත් වන අතර එමඟින් පරිශීලකයින්ට නිශ්චිත යෙදුම් සඳහා හඳුනාගැනීමේ පරාමිතීන් සියුම් ලෙස සකස් කිරීමට ඉඩ සලසයි.
- LED දර්ශක: බොහෝ මාදිලි සංවේදකයේ ක්‍රියාකාරී තත්ත්වය දෘශ්‍යමය වශයෙන් තහවුරු කිරීම සඳහා LED දර්ශක වලින් සමන්විත වේ.
වැඩ කිරීමේ මූලධර්මය
ධාරිත්‍රක සමීපතා සංවේදක ක්‍රියා කරන්නේ අසල ඇති වස්තූන් නිසා ඇතිවන ධාරණ වෙනස්කම් මූලධර්මය මත ය. ඒවා ක්‍රියා කරන ආකාරය මෙන්න:
- ඉදිකිරීම්: සංවේදකය ධාරිත්‍රකයක් සාදන ලෝහ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙකකින් සමන්විත වේ. එක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් දෝලක පරිපථයකට සම්බන්ධ කර ඇති අතර අනෙක යොමු තහඩුවක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.
- ධාරිතාව වෙනස් වීම: වස්තුවක් සංවේදකයට ළඟා වන විට, එය ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අතර නිර්මාණය වන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයට ඇතුළු වේ. මෙම පැවැත්ම තහඩු අතර පාර විද්‍යුත් නියතය වෙනස් කරන අතර එමඟින් පද්ධතියේ ධාරිතාව වෙනස් වේ.
- දෝලන අනාවරණය: දෝලන පරිපථය ධාරණාවෙහි මෙම වෙනස්කම් හඳුනා ගනී. වස්තුවක් ළඟා වන විට, ධාරණාව වැඩි වන අතර එමඟින් පරිපථයේ දෝලන සංඛ්‍යාතයේ වෙනසක් සිදු වේ. මෙම සංඛ්‍යාත මාරුව ඇම්ප්ලිෆයර් මගින් නිරීක්ෂණය කර වස්තුවේ පැවැත්ම පෙන්නුම් කරන ද්විමය ප්‍රතිදාන සංඥාවක් බවට පරිවර්තනය වේ.
- ප්‍රතිදාන සංඥාව: දෝලනය යම් එළිපත්ත විස්තාරයකට ළඟා වූ විට, එය සංවේදකයේ ප්‍රතිදාන තත්වයේ වෙනසක් ඇති කරයි. ප්‍රතිවිරුද්ධව, වස්තුව ඉවතට යන විට, විස්තාරය අඩු වන අතර, ප්‍රතිදානය එහි මුල් තත්වයට ගෙන එයි.
- පාරිසරික සලකා බැලීම්: ප්‍රශස්ත ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා, ස්ථායී උෂ්ණත්ව හා ආර්ද්‍රතා මට්ටම් සහිත පරිසරවල ධාරිත්‍රක සංවේදක භාවිතා කළ යුතුය, මන්ද උච්චාවචනයන් ඒවායේ සංවේදීතාවයට සහ නිරවද්‍යතාවයට බලපෑ හැකිය.
III. අතිධ්වනික සමීපතා සංවේදක
අතිධ්වනික සමීප සංවේදකවල වාසි
අතිධ්වනික සමීපතා සංවේදක විවිධ යෙදුම් සඳහා සුදුසු වන වාසි කිහිපයක් ලබා දෙයි:
- ද්‍රව්‍යමය ස්වාධීනත්වය: ඔවුන්ට දිලිසෙන, විනිවිද පෙනෙන සහ අක්‍රමවත් හැඩැති වස්තූන් ඇතුළු සියලු වර්ගවල ද්‍රව්‍ය හඳුනාගත හැකි අතර, වස්තුවේ වර්ණය හෝ මතුපිට වයනය මගින් බලපෑමට ලක් නොවේ.
- දිගු හඳුනාගැනීමේ පරාසය: අතිධ්වනික සංවේදකවලට මීටර 1 ට වඩා වැඩි දුරක් මැනිය හැකි අතර, දිගු දුර අනාවරණයක් අවශ්‍ය යෙදුම් සඳහා ඒවා වඩාත් සුදුසු වේ.
- අහිතකර තත්වයන් යටතේ ශක්තිමත් කාර්ය සාධනය: මෙම සංවේදක දූවිලි, වැසි හෝ හිම වැනි පාරිසරික සාධක මගින් බලපෑමට ලක් නොවන අතර එමඟින් අනෙකුත් සංවේදක වර්ග වලට බාධා ඇති විය හැකිය. අභියෝගාත්මක තත්වයන් යටතේ වුවද ඒවායේ ක්‍රියාකාරිත්වය විශ්වාසදායක ලෙස පවතී.
- ඉහළ සංවේදීතාව සහ නිරවද්‍යතාවය: අතිධ්වනික සංවේදක මගින් නිරවද්‍ය මිනුම් ලබා දෙන අතර සැලකිය යුතු දුරක් පුරා කුඩා වස්තූන් හඳුනා ගැනීමේ හැකියාව ඇත.
- බහුකාර්ය යෙදුම්: මට්ටම් මැනීම, වස්තු හඳුනාගැනීම සහ ස්වයංක්‍රීය ක්‍රියාවලි පාලනය වැනි කාර්යයන් සඳහා ඒවා විවිධ කර්මාන්තවල බහුලව භාවිතා වන අතර, විවිධ අවස්ථා හරහා ඒවායේ අනුවර්තනය වීමේ හැකියාව ඔප්පු කරයි.
මෙහෙයුම් යාන්ත්‍රණය
අතිධ්වනික සමීපතා සංවේදකවල ක්‍රියාකාරී යාන්ත්‍රණය පදනම් වී ඇත්තේ අධි-සංඛ්‍යාත ශබ්ද තරංග විමෝචනය සහ පිළිගැනීම මත ය. ඒවා ක්‍රියා කරන ආකාරය මෙන්න:
- ශබ්ද තරංග විමෝචනය: සංවේදකය ඉලක්කගත වස්තුව දෙසට අතිධ්වනික ශබ්ද තරංග (සාමාන්‍යයෙන් 20 kHz ට වැඩි) නිකුත් කරයි.
- පරාවර්තනය: මෙම ශබ්ද තරංග වස්තුවක ගැටී සංවේදකය දෙසට පරාවර්තනය වන තෙක් ගමන් කරයි.
- කාල මිනුම: වස්තුවට පහර දීමෙන් පසු නිකුත් වන ශබ්ද තරංග නැවත පැමිණීමට ගතවන කාලය සංවේදකය මගින් මනිනු ලැබේ. මෙම කාල පරතරය වස්තුවට ඇති දුර තීරණය කිරීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.
- දුර ගණනය කිරීම: දුර = (ශබ්දයේ වේගය × කාලය) / 2 සූත්‍රය භාවිතා කරමින්, සංවේදකය වාතයේ ශබ්දයේ වේගය (කාමර උෂ්ණත්වයේ දී තත්පරයට මීටර් 343 ක් පමණ) සහ මනින ලද කාලය මත පදනම්ව වස්තුවට ඇති දුර ගණනය කරයි.
- ප්‍රතිදාන සංඥා උත්පාදනය: දුර ගණනය කළ පසු, සංවේදකය මඟින් වස්තුවක් කලින් තීරණය කළ පරාසයක තිබේද යන්න දැක්වෙන ප්‍රතිදාන සංඥාවක් ජනනය කරයි, එමඟින් අනතුරු ඇඟවීම් ක්‍රියාත්මක කිරීම හෝ යන්ත්‍රෝපකරණ පාලනය කිරීම වැනි විවිධ යෙදුම් සඳහා ඉඩ ලබා දේ.
IV. චුම්භක සමීපතා සංවේදක
චුම්භක සමීපතා සංවේදක වර්ග
චුම්භක සමීපතා සංවේදක, ඒවායේ ක්‍රියාකාරීත්වයේ මූලධර්ම සහ යෙදුම් මත පදනම්ව, වර්ග කිහිපයකට වර්ග කළ හැකිය:
- රීඩ් ස්විචය: මෙය වීදුරු කැප්සියුලයක මුද්‍රා තබා ඇති ෆෙරෝ චුම්භක රීඩ් දෙකකින් සමන්විත චුම්භකව ක්‍රියාත්මක වන ස්විචයකි. චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් පවතින විට, රීඩ් එකට එකතු වී විද්‍යුත් පරිපථයක් සම්පූර්ණ කරයි.
- හෝල් ආචරණ සංවේදකය: චුම්භක ක්ෂේත්‍රයකට නිරාවරණය වන විට සන්නායකයක් හරහා වෝල්ටීයතාවයක් ජනනය වන හෝල් ආචරණ මූලධර්මය භාවිතා කරයි. මෙම සංවේදකය චුම්භක පවතින බව හඳුනාගෙන ඒ අනුව ප්‍රතිදාන සංඥාවක් සපයයි.
- චුම්භක සීමා සංවේදකය: චුම්භක සීමාකාරී ආචරණය භාවිතයෙන් චුම්භක වස්තුවක පිහිටීම මනිනු ලබන අතර, එයට ද්‍රව්‍යයක ගුණාංග කෙරෙහි බලපාන චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ වෙනස්කම් ඇතුළත් වේ.
- චුම්භක-ප්‍රතිරෝධී සංවේදකය: චුම්භක-ප්‍රතිරෝධී ආචරණය මත පදනම්ව ක්‍රියා කරයි, එහිදී ෆෙරෝ චුම්භක ද්‍රව්‍යයක විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධය බාහිර චුම්භක ක්ෂේත්‍රයකට ප්‍රතිචාර වශයෙන් වෙනස් වේ.
- ප්‍රේරක චුම්භක සමීපතා සංවේදකය: ප්‍රේරක සංවේදකවලට සමාන නමුත් ලෝහමය වස්තූන් වෙනුවට චුම්භක ක්ෂේත්‍ර හඳුනා ගැනීමට විශේෂයෙන් නිර්මාණය කර ඇත. ඒවා චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ජනනය කිරීමට සහ ස්ථිර චුම්භකයක් ළඟා වන විට සිදුවන වෙනස්කම් හඳුනා ගැනීමට දෝලනය වන දඟරයක් භාවිතා කරයි.
ක්‍රියාකාරීත්වය
චුම්භක සමීපතා සංවේදකවල ක්‍රියාකාරීත්වය චුම්භක ක්ෂේත්‍ර හඳුනාගෙන ඊට අනුරූප ප්‍රතිදාන සංඥා සැපයීමේ හැකියාව වටා කැරකෙයි. ඒවා ක්‍රියාත්මක වන ආකාරය මෙන්න:
- හඳුනාගැනීමේ යාන්ත්‍රණය: චුම්භක සමීපතා සංවේදක, ඉහත සඳහන් කළ මූලධර්ම ඇතුළුව විවිධ මූලධර්ම හරහා චුම්භක වස්තූන් (ස්ථිර චුම්බක වැනි) පවතින බව හඳුනා ගනී. සෑම වර්ගයකටම සංවේදනය සඳහා තමන්ගේම අද්විතීය ක්‍රමයක් ඇත:
- රීඩ් ස්විචයන් චුම්බක ක්ෂේත්‍රයකට නිරාවරණය වන විට සම්බන්ධතා වසා දමයි.
- හෝල් ප්‍රයෝග සංවේදක අසල ඇති චුම්බකවලට ප්‍රතිචාර වශයෙන් වෝල්ටීයතා සංඥාවක් ජනනය කරයි.
- චුම්භක සීමාකාරී සහ චුම්භක-ප්‍රතිරෝධී සංවේදක මගින් චුම්භක බලපෑම් හේතුවෙන් ද්‍රව්‍ය ගුණාංගවල සිදුවන වෙනස්කම් මනිනු ලැබේ.
- සංඥා සැකසීම: චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ වෙනසක් අනාවරණය වූ පසු, සංවේදකය ප්‍රතිදාන සංඥාවක් ජනනය කිරීම සඳහා මෙම තොරතුරු සකසයි. යෙදුම සහ සංවේදක වර්ගය අනුව මෙම සංඥාව ඩිජිටල් (සක්‍රිය/අක්‍රිය) හෝ ප්‍රතිසම විය හැකිය.
- ප්‍රතිදාන සක්‍රිය කිරීම: ප්‍රතිදාන සංඥාව මඟින් අනතුරු ඇඟවීම් සක්‍රිය කිරීම, මෝටර පාලනය කිරීම හෝ ස්වයංක්‍රීය පද්ධතිවල ප්‍රතිපෝෂණ සැපයීම වැනි විවිධ ක්‍රියා අවුලුවනු ඇත. සංවේදක බොහෝ විට ආරක්ෂක පද්ධති (දොරවල් සහ ජනෙල් සඳහා), කාර්මික ස්වයංක්රීයකරණය (ස්ථාන හඳුනාගැනීම) සහ පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ වැනි යෙදුම්වල භාවිතා වේ.
- ස්ථාපන නම්‍යශීලීභාවය: චුම්භක සමීපතා සංවේදක විවිධ පරිසරවල ෆ්ලෂ් හෝ ෆ්ලෂ් නොවන ලෙස ස්ථාපනය කළ හැකිය, ප්ලාස්ටික් හෝ දැව වැනි චුම්භක නොවන ද්‍රව්‍ය ඇතුළුව, විවිධ සැකසුම් හරහා බහුකාර්ය යෙදීමට ඉඩ සලසයි.
V. දෘශ්‍ය සමීප සංවේදක (ප්‍රකාශ විද්‍යුත් සංවේදක)
දෘශ්‍ය සමීප සංවේදකවල ක්‍රියාකාරී මූලධර්ම
දෘශ්‍ය සමීපතා සංවේදක ක්‍රියාත්මක වන්නේ ඒවායේ හඳුනාගැනීමේ පරාසය තුළ වස්තූන් තිබීම හෝ නොපැවතීම හඳුනා ගැනීම සඳහා ආලෝකය භාවිතා කිරීමෙනි. මූලික ක්‍රියාකාරී මූලධර්මයට සාමාන්‍යයෙන් අධෝරක්ත හෝ දෘශ්‍ය වර්ණාවලියේ ආලෝකය විමෝචනය කිරීම සහ වස්තුවකින් පරාවර්තනය වන ආලෝකය මැනීම ඇතුළත් වේ. ඒවා ක්‍රියා කරන ආකාරය පිළිබඳ බිඳවැටීමක් මෙන්න:
- ආලෝක විමෝචනය: සංවේදකය ඉලක්කගත වස්තුව දෙසට ආලෝක කදම්භයක් නිකුත් කරයි. මෙම ආලෝකය LED හෝ ලේසර් ඇතුළු විවිධ ප්‍රභවයන් මගින් ජනනය කළ හැකිය.
- පරාවර්තන අනාවරණය: විමෝචනය වන ආලෝකය වස්තුවකට හමු වූ විට, එයින් කොටසක් සංවේදකය දෙසට පරාවර්තනය වේ. මෙම පරාවර්තනය වන ආලෝකයේ ප්‍රමාණය සහ තීව්‍රතාවය වස්තුවේ දුර සහ මතුපිට ලක්ෂණ මත රඳා පවතී.
- සංඥා සැකසීම: සංවේදකයේ ග්‍රාහකය පරාවර්තනය වූ ආලෝකය හඳුනා ගනී. පරාවර්තනය වූ ආලෝකයේ ප්‍රමාණය යම් සීමාවක් ඉක්මවා ගියහොත්, සංවේදකය වස්තුවක් පවතින බව තීරණය කර අනාවරණය පෙන්නුම් කරන ප්‍රතිදාන සංඥාවක් (ඩිජිටල් හෝ ඇනලොග්) ජනනය කරයි.
- දුර මැනීම: සමහර දියුණු දෘශ්‍ය සංවේදකවල, ආලෝකය නැවත පැමිණීමට ගතවන කාලය (ලේසර් සංවේදක සම්බන්ධයෙන්) මැනිය හැකි අතර එමඟින් වස්තුවට ඇති නිශ්චිත දුර ගණනය කළ හැකිය.
මෙම ක්‍රමය මඟින් දෘශ්‍ය සමීපතා සංවේදක ස්පර්ශයකින් තොරව වස්තූන් හඳුනාගැනීමේදී ඉතා ඵලදායී වීමට ඉඩ සලසයි, එමඟින් ඒවා ස්වයංක්රීයකරණය, ආරක්ෂාව සහ පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවල විවිධ යෙදුම් සඳහා සුදුසු වේ.
විවිධ වර්ගයේ දෘශ්‍ය සමීප සංවේදක
දෘශ්‍ය සමීපතා සංවේදක, ඒවායේ සැලසුම සහ ක්‍රියාකාරී මූලධර්ම මත පදනම්ව, වර්ග කිහිපයකට වර්ග කළ හැකිය:
- අධෝරක්ත (IR) සංවේදක: මෙම සංවේදක අධෝරක්ත ආලෝකය නිකුත් කරන අතර පරාවර්තනය වූ IR විකිරණවල වෙනස්කම් හඳුනා ගනී. ඒවා ස්වයංක්‍රීය දොරවල් සහ ආරක්ෂක පද්ධති වැනි යෙදුම්වල බහුලව භාවිතා වේ.
- ලේසර් සංවේදක: ලේසර් කිරණ භාවිතා කරමින්, මෙම සංවේදක ඉහළ නිරවද්‍යතාවයක් සහ දිගු දුර හඳුනාගැනීමේ හැකියාවන් සපයයි. නිවැරදි දුර මිනුම් අවශ්‍ය වන කාර්මික යෙදුම්වල ඒවා බොහෝ විට භාවිතා වේ.
- ප්‍රකාශ විද්‍යුත් සංවේදක: මේවා ආලෝක ප්‍රභවයක් (සාමාන්‍යයෙන් LED එකක්) සහ ග්‍රාහකයකින් සමන්විත වේ. ඒවා විවිධ ආකාරවලින් ක්‍රියා කළ හැකිය:
- කදම්භය හරහා: විමෝචකය සහ ග්‍රාහකය එකිනෙකට ප්‍රතිවිරුද්ධව ස්ථානගත කර ඇත; වස්තුවක් ආලෝක කදම්භයට බාධා කරයි.
- ප්‍රති-පරාවර්තක: විමෝචකය සහ ග්‍රාහකය එකම පැත්තේ පිහිටා ඇති අතර, පරාවර්තකයක් මඟින් විමෝචනය වන ආලෝකය ග්‍රාහකය වෙත ආපසු ගෙන යයි.
- විසරණ පරාවර්තක: විමෝචකය සහ ග්‍රාහකය එකට තබා ඇත; සංවේදකය සෘජුවම ඉදිරියෙන් ඇති වස්තුවකින් පරාවර්තනය වන ආලෝකය හඳුනා ගනී.
- පියාසැරි කාලය (ToF) සංවේදක: මෙම දියුණු සංවේදක මඟින් ආලෝක ස්පන්දනයක් වස්තුවකට සහ ආපසු ගමන් කිරීමට ගතවන කාලය මනිනු ලබන අතර, එමඟින් නිවැරදි දුර මැනීමට ඉඩ සලසයි.
VI. ශාලා ආචරණ සමීපතා සංවේදක
හෝල් ආචරණ සමීප සංවේදකවල ප්‍රධාන ප්‍රතිලාභ
ශාලා ආචරණ සමීපතා සංවේදක විවිධ යෙදුම් සඳහා ඉතා ඵලදායී වන වාසි කිහිපයක් ලබා දෙයි:
- ස්පර්ශ නොවන සංවේදනය: මෙම සංවේදක භෞතික ස්පර්ශයකින් තොරව චුම්භක ක්ෂේත්‍ර පවතින බව හඳුනා ගන්නා අතර, යාන්ත්‍රික ස්විච හා සසඳන විට ගෙවී යාම සහ ඉරීම අඩු කරයි.
- කල්පැවැත්ම: ශාලා ආචරණ සංවේදක යනු ඝන-තත්ව උපාංග වන අතර, එයින් අදහස් කරන්නේ ඒවා යාන්ත්‍රික අසාර්ථකත්වයට අඩු ප්‍රවණතාවක් ඇති අතර දූවිලි, අපිරිසිදුකම් සහ තෙතමනයට නිරාවරණය වීම ඇතුළු කටුක පරිසරවල ක්‍රියා කළ හැකි බවයි.
- අධිවේගී හා සංවේදීතාව: චුම්භක ක්ෂේත්‍රවල සිදුවන වෙනස්කම් වලට ඉක්මනින් ප්‍රතිචාර දැක්විය හැකි අතර, එමඟින් මෝටර් පාලනය සහ ස්ථාන සංවේදනය වැනි අධිවේගී යෙදුම් සඳහා ඒවා සුදුසු වේ.
- බහුකාර්ය යෙදුම්: හෝල් ආචරණ සංවේදක පුළුල් පරාසයක යෙදුම්වල භාවිතා කළ හැකිය, ඒවාට වාහන පද්ධති (උදා: රෝද වේග සංවේදක), පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ (උදා: ස්මාර්ට්ෆෝන්) සහ කාර්මික ස්වයංක්රීයකරණය (උදා: සමීපතා සංවේදනය) ඇතුළත් වේ.
- අඩු බල පරිභෝජනය: මෙම සංවේදක සාමාන්‍යයෙන් සාම්ප්‍රදායික යාන්ත්‍රික ස්විචයන්ට වඩා අඩු බලයක් පරිභෝජනය කරන අතර එමඟින් බැටරියෙන් ක්‍රියාත්මක වන උපාංග සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.
මෙහෙයුම් න්‍යාය
හෝල් ආචරණ සමීපතා සංවේදකවල ක්‍රියාකාරී න්‍යාය පදනම් වී ඇත්තේ හෝල් ආචරණ සංසිද්ධිය මත වන අතර එයට විද්‍යුත් ධාරා සහ චුම්භක ක්ෂේත්‍ර අතර අන්තර්ක්‍රියා ඇතුළත් වේ. ඒවා ක්‍රියා කරන ආකාරය මෙන්න:
- ධාරා ප්‍රවාහය: හෝල් ආචරණ සංවේදකයක්, විද්‍යුත් ධාරාවක් ගලා යන තුනී සන්නායක ද්‍රව්‍ය තීරුවකින් (හෝල් මූලද්‍රව්‍යය) සමන්විත වේ. මෙම ධාරාව තමන්ගේම චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ජනනය කරයි.
- චුම්භක ක්ෂේත්‍ර අන්තර්ක්‍රියාව: බාහිර චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ධාරා ප්‍රවාහයේ දිශාවට ලම්බකව යොදන විට, සන්නායක ද්‍රව්‍යයේ ආරෝපණ වාහක (ඉලෙක්ට්‍රෝන හෝ සිදුරු) ඒවායේ සරල රේඛීය මාර්ගයෙන් බැහැර වීමට හේතු වන බලයක් (ලොරන්ට්ස් බලය) අත්විඳිති.
- වෝල්ටීයතා උත්පාදනය: මෙම අපගමනය හේතුවෙන් හෝල් මූලද්‍රව්‍යයේ එක් පැත්තක ආරෝපණ වාහක සාන්ද්‍රණයක් ඇති වන අතර එමඟින් තීරුවේ ප්‍රතිවිරුද්ධ පැති හරහා වෝල්ටීයතා වෙනසක් ඇති වන අතර එය හෝල් වෝල්ටීයතාවය ලෙස හැඳින්වේ. මෙම වෝල්ටීයතාවයේ විශාලත්වය චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ ශක්තියට සමානුපාතික වේ.
- සංඥා ප්‍රතිදානය: සංවේදකය මෙම හෝල් වෝල්ටීයතාවය මනින අතර එය ප්‍රතිදාන සංඥාවක් බවට පරිවර්තනය කරයි. සැලසුම අනුව, මෙම ප්‍රතිදානය ඇනලොග් හෝ ඩිජිටල් විය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, ඩිජිටල් යෙදුම් වලදී, චුම්බක ක්ෂේත්‍රය යම් සීමාවක් ඉක්මවා යනවාද යන්න මත පදනම්ව සංවේදකය සක්‍රිය හෝ අක්‍රිය කළ හැකිය.
- හෝල් ආචරණ සංවේදක වර්ග: ඒවායේ වින්‍යාසය අනුව, හෝල් ආචරණ සංවේදක පහත පරිදි වර්ගීකරණය කළ හැකිය:
- ඒක ධ්‍රැව සංවේදක: චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ එක් ධ්‍රැවීයතාවකින් සක්‍රිය කරන්න.
- ද්විධ්‍රැව සංවේදක: ධ්‍රැවීයතා දෙකටම ප්‍රතිචාර දක්වන්න.
- සර්ව ධ්‍රැවීය සංවේදක: ධන හෝ සෘණ චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් මඟින් සක්‍රිය කළ හැක.
VIII. ප්‍රේරක සමීපතා සංවේදක
ප්‍රේරක සමීප සංවේදකවල ලක්ෂණ
ප්‍රේරක සමීපතා සංවේදක යනු භෞතික ස්පර්ශයකින් තොරව ලෝහමය වස්තූන් හඳුනා ගැනීම සඳහා ප්‍රධාන වශයෙන් නිර්මාණය කර ඇති විශේෂිත උපාංග වේ. ඒවායේ ප්‍රධාන ලක්ෂණ මෙන්න:
- ස්පර්ශ නොවන හඳුනාගැනීම: ඒවාට ලෝහ වස්තූන් ස්පර්ශ නොකර හඳුනාගත හැකි අතර, එමඟින් සංවේදකයේ සහ අනාවරණය වන වස්තුවේ ගෙවී යාම අවම කරයි.
- ලෝහ සංවේදීතාව: මෙම සංවේදක විශේෂයෙන් යකඩ වැනි ෆෙරෝ චුම්භක ද්‍රව්‍යවලට සංවේදී වන නමුත් සැලසුම අනුව ඇලුමිනියම් සහ තඹ වැනි ෆෙරස් නොවන ලෝහ හඳුනා ගත හැකිය.
- හඳුනාගැනීමේ පරාසය: සංවේදක පරාසය ලෝහ වස්තුවේ ප්‍රමාණය සහ වර්ගය අනුව වෙනස් වන අතර සාමාන්‍යයෙන් මිලිමීටර කිහිපයක සිට සෙන්ටිමීටර කිහිපයක් දක්වා පරාසයක පවතී.
- ශක්තිමත් බව: ප්‍රේරක සංවේදක කල් පවතින අතර දූවිලි, තෙතමනය සහ අධික උෂ්ණත්වයන්ට නිරාවරණය වීම ඇතුළු කටුක පරිසරවල ක්‍රියා කළ හැකිය.
- අධිවේගී: ඒවාට තත්ව ඉක්මනින් මාරු කළ හැකි අතර, ස්වයංක්රීයකරණය සහ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන්හි අධිවේගී යෙදුම් සඳහා ඒවා සුදුසු වේ.
- සරල ස්ථාපනය: ප්‍රේරක සමීපතා සංවේදක බොහෝ විට ස්ථාපනය කිරීමට පහසු වන අතර පවතින පද්ධතිවලට ඒකාබද්ධ කළ හැකි අතර විවිධ සවි කිරීමේ විකල්ප තිබේ.
මෙහෙයුම් ක්‍රමය
ප්‍රේරක සමීපතා සංවේදකවල ක්‍රියාකාරී ක්‍රමය විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණයේ මූලධර්මය මත පදනම් වේ. ඒවා ක්‍රියා කරන ආකාරය මෙන්න:
- දෝලන පරිපථය: සංවේදකයේ සංවේදක මුහුණතෙහි ඉහළ සංඛ්‍යාත ප්‍රත්‍යාවර්ත විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් ජනනය කරන දෝලන පරිපථයක් අඩංගු වේ. මෙම විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රය අවට ප්‍රදේශය දක්වා විහිදේ.
- එඩී ධාරා උත්පාදනය: ලෝහමය වස්තුවක් මෙම විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයට ළඟා වන විට, එය ලෝහය තුළ සුළි ධාරා ඇති කරයි. විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණය හේතුවෙන් මෙම ධාරා ලෝහ වස්තුව තුළ ගලා යයි.
- විස්තාරය වෙනස් වීම: මෙම සුළි ධාරා පැවතීම දෝලනය වන පරිපථයේ ශක්ති අලාභයට හේතු වන අතර එමඟින් දෝලනයේ විස්තාරය අඩු වේ. ලෝහ වස්තුව සමීප වන තරමට ශක්ති අලාභය වැඩි වන අතර දෝලන විස්තාරයේ අඩුවීම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ.
- සංඥා අනාවරණය: සංවේදකයේ දෝලන තත්ත්වයෙහි වෙනස්කම් නිරීක්ෂණය කරන විස්තාරය හඳුනාගැනීමේ පරිපථයක් ඇතුළත් වේ. ලෝහමය වස්තුවක් පැවතීම හේතුවෙන් විස්තාරය යම් සීමාවකට වඩා පහත වැටෙන විට, මෙම වෙනස අනාවරණය වේ.
- ප්‍රතිදාන සංඥා උත්පාදනය: සංවේදකය මෙම අනාවරණය ප්‍රතිදාන සංඥාවක් (සාමාන්‍යයෙන් ද්විමය සංඥාවක්) බවට පරිවර්තනය කරයි, එමඟින් වස්තුවක් තිබේද නැද්ද යන්න දක්වයි. ස්වයංක්‍රීයකරණ පද්ධතියක වෙනත් උපාංග හෝ ක්‍රියාවලීන් ක්‍රියාත්මක කිරීමට මෙම ප්‍රතිදානය භාවිතා කළ හැක.
IX. විවිධ සමීප සංවේදක තාක්ෂණයන් සංසන්දනය කිරීම
අ. ශක්තීන් සහ සීමාවන්
| සංවේදක වර්ගය | ශක්තීන් | සීමාවන් |
|---|---|---|
| ප්‍රේරක | ලෝහමය වස්තූන් අනාවරණය කර ගැනීම සඳහා ඉතා විශ්වාසදායකයි.
කල් පවතින සහ කටුක තත්වයන්ට ඔරොත්තු දෙන වේගවත් ප්‍රතිචාර කාලය |
ලෝහමය ඉලක්ක වලට සීමා වේ
විද්‍යුත් චුම්භක මැදිහත්වීම් වලට සංවේදී වේ |
| ධාරිත්‍රක | ලෝහමය සහ ලෝහමය නොවන වස්තූන් දෙකම හඳුනාගත හැකිය
ලෝහමය නොවන බාධක හරහා ක්‍රියා කරයි සකස් කළ හැකි සංවේදීතාව |
ප්‍රේරක සංවේදක හා සසඳන විට කෙටි සංවේදක පරාසයක්
පාරිසරික සාධක (ආර්ද්‍රතාවය, උෂ්ණත්වය) මගින් බලපෑමට ලක් වේ. |
| අතිධ්වනික | විවිධ ද්‍රව්‍ය ස්පර්ශ නොවන ලෙස හඳුනා ගැනීම
කටුක පරිසරවල ක්‍රියා කරයි දිගු හඳුනාගැනීමේ පරාසය |
රික්තයක් තුළ සීමිත කාර්යක්ෂමතාව
කාර්ය සාධනයට වස්තූන්ගේ වයනය සහ ශබ්ද අවශෝෂණය බලපෑ හැකිය. |
| ප්‍රකාශ විද්‍යුත් | විවිධ වින්‍යාසයන් සහිත බහුකාර්ය (හරහා-කදම්භ, ප්‍රතිවර්තන)
වේගවත් ප්‍රතිචාර කාලය විනිවිද පෙනෙන වස්තූන් හඳුනාගත හැකිය |
සමහර වර්ග සඳහා ස්ථාපන සංකීර්ණතාව
කාර්ය සාධනය වස්තුවේ වර්ණය හා පරාවර්තනය අනුව වෙනස් විය හැකිය. |
| ලේසර් | ඉහළ නිරවද්‍යතාවය සහ දිගු දුර අනාවරණය
කුඩා හෝ දුරස්ථ ඉලක්ක සඳහා සුදුසු වේ. |
ඉහළ පිරිවැය සහ බලශක්ති පරිභෝජනය
ඇස්වලට නිරාවරණය වීම සම්බන්ධ ආරක්ෂක ගැටළු විනිවිද පෙනෙන ද්‍රව්‍ය සමඟ සීමිත කාර්ය සාධනයක් |
B. එක් එක් තාක්ෂණය සඳහා සුදුසු යෙදුම්
එක් එක් තාක්ෂණය සඳහා සුදුසු යෙදුම්
- ප්‍රේරක සමීපතා සංවේදක:
- කාර්මික ස්වයංක්‍රීයකරණයේදී වාහක පටිවල ලෝහ කොටස් අනාවරණය කර ගැනීම සඳහා බහුලව භාවිතා වේ.
- යන්ත්‍රෝපකරණ සහ උපකරණවල ස්ථාන සංවේදනය සඳහා කදිමයි.
- ධාරිත්‍රක සමීපතා සංවේදක:
- ද්‍රව, කුඩු සහ ප්ලාස්ටික් වැනි ලෝහ නොවන ද්‍රව්‍ය හඳුනා ගැනීමට සුදුසු ය.
- බොහෝ විට ඇසුරුම්කරණය, ආහාර සැකසීම සහ මට්ටම් මැනීමේ යෙදුම්වල භාවිතා වේ.
- අතිධ්වනික සමීපතා සංවේදක:
- රොබෝ විද්‍යාවේ ද්‍රව මට්ටම් සංවේදනය සහ වස්තු අනාවරණය වැනි දුර මැනීම අවශ්‍ය වන යෙදුම් සඳහා ඵලදායී වේ.
- වාහන නැවැත්වීමේ සහාය සඳහා වාහන පද්ධතිවල භාවිතා වේ.
- ප්‍රකාශ විද්‍යුත් සමීපතා සංවේදක:
- ඇසුරුම්කරණය, වර්ග කිරීමේ පද්ධති සහ ද්‍රව්‍ය හැසිරවීමේදී බහුලව භාවිතා වේ.
- විනිවිද පෙනෙන වස්තූන් හඳුනා ගැනීමට හෝ වාහක පටියක ඇති අයිතම ගණන් කිරීමට සුදුසු ය.
- ලේසර් සමීපතා සංවේදක:
- රොබෝ ස්ථානගත කිරීම සහ ස්වයංක්‍රීය පරීක්ෂණ පද්ධති වැනි ඉහළ නිරවද්‍යතාවයක් අවශ්‍ය වන යෙදුම්වල භාවිතා වේ.
- පැකේජවල දුර හෝ මානයන් මැනීම සඳහා සැපයුම් කටයුතුවල බහුලව දක්නට ලැබේ.
නිගමනය: සමීපතා සංවේදන තාක්ෂණයන්හි විවිධත්වය
සමීපතා සංවේදක තාක්ෂණයන්හි විවිධත්වය නවීන ස්වයංක්රීයකරණය සහ පාලන පද්ධතිවල විවිධ අවශ්යතා පිළිබිඹු කරයි. සෑම සංවේදක වර්ගයක්ම අද්විතීය ශක්තීන් ඇති අතර එමඟින් එය නිශ්චිත යෙදුම් සඳහා සුදුසු වන අතර තෝරා ගැනීමේදී සලකා බැලිය යුතු සීමාවන් ද ඉදිරිපත් කරයි. ප්‍රේරක සංවේදක ලෝහ හඳුනාගැනීමේදී විශිෂ්ට වන අතර ධාරිත්‍රක සංවේදක විවිධ ද්‍රව්‍ය සමඟ බහුකාර්යතාව ලබා දෙයි. අතිධ්වනික සංවේදක ශක්තිමත් දුර මැනීමේ හැකියාවන් සපයන අතර, ප්‍රකාශ විද්‍යුත් සංවේදක ඒවායේ වේගය සහ අනුවර්තනය වීමේ හැකියාව සඳහා ප්‍රිය කරයි. ලේසර් සංවේදක දිගු දුරක් පුරා ඒවායේ නිරවද්‍යතාවය සඳහා කැපී පෙනේ.
ලිපි මූලාශ්‍රය:
https://www.ifm.com/de/en/shared/technologies/ultrasonic-sensors/advantages-of-ultrasonic-sensors
https://www.tme.eu/Document/e5f38f78b147f70a1fae36b473781d74/MM-SERIES-EN.PDF
