Porovnání optických senzorů s PRT (pulse ranging technology)

11. červen 2019Autor : David P .

Konvenční optické senzory, kde již nedostačuje tradiční detekční vzdálenost, ať už jsou to senzory triangulační, pulzní, s různými zdroji světla - laser, led, infračervené apod, lze nahradit výkonějšími prvky jako jsou optické senzory s PRT technologií (pulse ranging technology). Dnes se podíváme na senzory, kde detekční vzdálenost dosahuje vzdálenosti až 15m difúzně. S použitím odrazky se dostáváme na vzdálenosti okolo 50m a pořád se bavíme o běžných optických senzorech, nikoliv o meřících zařízeních, které disponují již sběrnicí a dosahují vzdálenosti až 300m. Senzory PRT cílí na aplikace, kde již nedostačuje technicky běžný senzor, ale stále je nutností zachovat stávající připojení, jednoduchost a přitom nešáhnout hluboko do pěněženky. K tomuto jsou přesně PRT senzory určeny.

Co je to PRT?

PRT, zkratka pro Pulse Ranging Technology, je poměrně stará technologie, která se osvědčila a používá se na vyhodnocování světla u optických senzorů. PRT vzorkuje vysílaný signál (ano, opravdu se jedná o modulaci světelného toku) a tento vzorek následně vyhodnocuje. Jeho nespornou výhodou je "odolnost" vůči vnějším vlivům jako je teplota, světelné podmínky, difúze od předmětů atd. Díky tomu dosahují snímače minimálních odchylek při detekování tmavších povrchů, barevně měnících se předmětů a jejich signál respektive výstup je stabilní i ve stížených podmínkách. Více si ukážeme na názorném videu, které je na konci článku.

Senzory, které jsme otestovali

  1. Senzor OBD8000-R300-2P1-V1-L
  2. Senzor OQD8000-R300-2EP-V1-L
  3. Senzor VDM28-15-L1-IO/73c/110/122

Tyto senzory jsou si velice podobné, avšak s různymi možnostmi jejich nastavení a práce s nimi. Všechny typy vyhovují třídě laseru 1.

Začneme tedy od prvního OBD8000-R300-2P1-V1-L. Senzor OBD8000 cílí na jednoduchost. Disponuje pouze jedním ovládacím prvkem-potenciometrem  pro nastavení jedné detekční vzdálenosti až do vzdálenosti 8 metrů. Jeho světelný zdroj je laser-zde je zapotřebí zmínit, že laserová dioda není fokusována do jednoho bodu jak bývá u laserových senzorů zvykem, ale naopak je světlo rozptýleno do větší plochy. Tímto senzor dosahuje výborné citlivosti, jelikož zachycuje světlo z větší části předmětu. Mezi další zvláštnost je nastavení spínacího bodu adaptivním potenciometrem (QuickTwist). Funguje to tak, že senzor okamžitě změří objekt kam míří jeho světlo a pootočením potenciometru se ocitnete v nastavení shodným s danou vzdáleností. Ostatní senzory vyžadují přenastavení zdlouhavým otáčením potenciometru do oblasti, kde chceme detekovat-což u vzdálenějších předmětů, může být problém.

Jako druhý senzor jsme mohli vyzkoušet jeho "dvojče" OQD8000-R300-2EP-V1-L, avšak s již funkčními tlačítky "TEACH" a "Parametrization switch", kterými nastavujeme jednotlivé režimy dvou tranzistorových výstupů Q1 a Q2 a jejich spínacích bodů A1 a A2 a B1 a B2, tzn že senzor je schopen se naučit tzv spínací okna např od 1000 do 2000mm apod. Tohoto pak lze využít na složitější detekci objektů v prosotoru, kde se v popředí a pozadí mohou vyskytovat rušivé elementy.

 Tyto dva senzory byly navrženy pro aplikace, kde mohou bez problémů nahradit stávající snímače na odrazky.

Poslední senzor je vybrán senzor s odlišným typovým označením VDM28-15-L1-IO/73c/110/122, který spadá do kategorie měřících laserů, kde výstup může být definovaný jako limitní, spojitý nebo využívat komunikaci IO-link. Jeho laserová dioda je fokusována do miniaturního bodu kvůli preciznímu zaměření a hlídání přesné polohy. Tento senzor se již hodí na procesní snímání veličin, meření vzdálenosti a to až na 15m difúzně popřípadě až na 50m na odrazku. Vyniká velkým teplotním rozsahem a je odolný vůči rušivým elementům jako jsou kapky vody nebo sněhové vločky. Hodí se tak i na venkovní aplikace.

Testování

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Test č.1 - reset do továrního nastavení neboli "Reset to factory defaults". Smazání stávajích hodnot je u podobných senzorů zvykem a důležitou funkcí k jejich případnému přenastavení. OBD8000 nevyžaduje žádný reset, jelikož senzor disponuje jen jedním potenciometrem, ale u verzí OQD8000 a VDM28 již nastavení zůstávají uložená a nejjednoduší cestou jak naučit nová nastavení je reset. U obou typů v režimu RUN stiskneme tlačítko TEACH po dobu 10 sekund. Senzor zprvu zhasne a v zápětí se rozsvítí oranžová a hned po ní zelená dioda.
  • Test č.2 - nastavení spínacích bodů na daný objekt
  • Test č.3 - stabilita výstupu při měnících se objektech - černý lesklý plast, pozinovaný kovový materiál, kartonová krabice a igelitový průhledný sáček.
  • Test č.4 - Funkční rezerva senzoru - Zkoušíme různé polohy všech předmětu až do doby, kdy se senzoru vrací tak málo světla, že "znejistí". Tento stav nám dává najevo blikající oranžová LED dioda.