DİJİTAL ÇIKIŞLI SENSÖRLER

Dijital çıkış sinyallerini üreten ve bu sinyalleri kontrol birimlerine doğrudan ileten sensörlere dijital çıkışlı sensör denir. Dijital sinyal, lojik 0 veya lojik 1 değerini alan sinyaldir (Görsel 1.6). Dijital sensörler, basit yapılı ve en çok kullanılan sensörlerdir.

Dijital Çıkışlı Sensör Çeşitleri

· Endüktif sensörler

· Kapasitif sensörler

· Manyetik sensörler

· Optik sensörler

· Ultrasonik sensörler

· Enkoderler

1.2.1. Endüktif Sensörler

Metal cisimleri algılayan sensörlere endüktif sensör denir (Görsel 1.7). Bu sensörler bir bobin

yardımıyla sürekli bir manye_k alan oluşturur. Bu manye_k alana metal bir cisim yaklaş􀆨ğında

manye_k alanda bir değişim oluşur. Bunun sonucunda endük_f sensörün çıkış sinyali değişir. Endük_f

sensörler, genellikle silindirik yapıda olup çapları M5, M8, M12, M18 ve M30’dur. Sensör büyüdükçe algılama mesafesi de artar. 1 mm ile 50 mm arası algılama yapabilir. Genellikle 24 VDC ile çalışır.

1.2.2. Kapasitif Sensörler

Metal olan ve metal olmayan (plastik, sıvı, tahta, kâğıt, kumaş vb.) cisimleri algılayan sensördür

(Görsel 1.8). Yapısı endüktif sensöre benzer. Endüktif sensörden faklı olarak kapasitif sensörde cismin

algılanması elektrotlar yardımıyla gerçekleştirilir. Genellikle silindirik yapıdadır ve 8-30 mm

çapındadır. Sensör büyüdükçe algılama mesafesi de artar. 2 mm ile 40 mm arası algılama yapabilir.

Genellikle 24 VDC ile çalışır.

1.2.3. Manyetik Sensörler

Ortamdaki manyetik değişiklikleri algılayarak çıkışında gerilim üreten sensörlerdir. Bu sensörler,

mıknatıs gibi manyetik alan etkileşimine tepki veren malzemelerden üretilir. Reed röle ve hall (alan

etkili) sensör, manye_k sensörlere örnek olarak verilebilir.

Reed Röle: Manyetik etkileşimli, özel karışım gaz doldurulmuş cam tüp içindeki kontaklardan oluşan

anahtarlama elemanlarıdır. Bu röleler manyetik anahtardır. Anahtarlama, reed röleye bir manyetik

alan yaklaştırılarak veya reed röle etra_na sarılı bir bobine gerilim verilerek yapılır. Böylece cam tüp

içerisindeki kontaklar birbirine temas eder. Manyetik alanın kesilmesi ile kontaklar eski hâline döner.

Reed röleler, özellikle güvenlik sistemlerinde kullanılır (Görsel 1.11).

Hall Sensörü (Alan Etkili): Manyetik olarak çalışan yarı iletken sensörlerdir. Bir yarı iletkenden akım

geçerken akım yönüne dik bir manyetik alan uygulanırsa elektronlar belli bir bölgede yoğunlaşır. Bu da

yarı iletkenin diğer uçlarında gerilim oluşmasına neden olur. Bu olaya hall etkisi denir. Hall etkisi ile

yarı iletken uçlarında oluşan gerilimin değeri, manyetik alana ve sensöre yaklaştırılan cismin

yakınlığına bağlıdır (Görsel 1.12).

Hall Sensörünün Özellikleri

· Hall sensörleri, devrelerde manyetik alanla açılıp kapanan anahtar gibi çalışır.

· Yarı iletken elemandan yapıldığı için mekanik anahtarlardan hızlı çalışır.

· 100 kHz ve üzeri frekanslarda çalışabilir.

· Mekanik kontak olmadığı için bozucu etki yapan kontak sıçraması da yoktur.

· Lineer (doğrusal) sensör olarak kullanılabilir.

· Bazı tipleri N kutbu, bazı tipleri (çoğunlukla) S kutbu ile çalışır.

1.2.4. Optik Sensörler

Ortamdaki ışık miktarının değişimlerini algılayarak elde edilen verileri elektriksel sinyale çeviren

sensörlerdir (Görsel 1.14). Optik sensörlerin algılama mesafesi, algılanacak cismin boyutları ile

orantılı olarak değişir. Algılama sistemine göre 10 metreye kadar algılama yapabilir. Genellikle ölçüm

ve analiz, temassız algılama, parçaların sayılması veya konumlandırılması için kullanılır .

1.2.4.1. Optik Sensör Çeşitleri

Karşılıklı Optik Sensörler: Verici ve alıcının ayrı olduğu optik sensörlerdir (Görsel 1.15). Alıcı ve verici

birbirinden bağımsız iki farklı birimdir. Bu birimler karşılıklı yerleştirilir ve vericinin ışığı alıcıya doğru

ayarlanır. Birimler arasına herhangi bir cisim girdiğinde ışık kesileceği için bu cisim sensör tarafından

algılanır. Algılama mesafesi 10 metreye kadar çıkabilir.

Reflektörden Yansımalı Optik Sensörler: Verici ve alıcının birleşik olduğu optik sensörlerdir (Görsel

1.16). Sensörün gördüğü yere bir reflektör (yansıtıcı) koyulur. Normal durumda vericiden çıkan ışın,

reflektörden yansıyarak alıcıya geri döner ve sensör, durumunu korur. Sensörle reflektör arasına bir

cisim girdiğinde bu cisim, sensör tarafından algılanır . Sensörün ortalama algılama mesafesi 1 m’dir.

Cisimden Yansımalı Optik Sensörler: Reflektörden yansımalı optik sensörün reflektörsüz çeşididir

(Görsel 1.17). Verici ve alıcı birleşiktir. Normal durumda vericiden çıkan ışın, alıcı tara_ndan

algılanmaz. Sensör algılama alanına bir cisim girdiğinde cisimden yansıyan ışın, verici tarafından

algılanır. Ortalama algılama mesafesi 30 cm’dir.

Fiber Optik Sensörler: Algılama yapmak için kullanılacak ışınların fiber kablolar (çok ince esnek

ve saydam cam elya_) ile ile_ldiği sensörlerdir (Görsel 1.18). Fiber optik sensörlerde sinyal kaynağı olarak LED veya lazer diyotlar kullanılır. Bu sensörler; sıcaklık direnci, kimyasal ve malzeme dayanıklılığı, çok hızlı sayma becerisi, esnek bir montaj işlemi için tercih edilir. Sıvı seviyesi, akış hızı, konum, sıcaklık ve basınç gibi parametrelerin hassas ölçümünde kullanılır.

1.2.5. Enkoder

Bağlı bulunduğu motor milinin hareketine karşılık sayısal sinyal üreten elektromekanik cihaza

enkoder denir. Motor milinin konum, hız, yön ve hareketlerini belirlemek için kullanılır. Yani enkoder, motor milinin açısal konumunu, hareketini, eksenini analog veya dijital bir koda dönüştürür. Hassas kontrollü makinelerin tüm hareketleri ve pozisyon bilgileri, farklı tipte ve modelde enkoderler ile sağlanmaktadır (Görsel 1.22).

Enkoderler, konum tanımlama özelliğine göre artımsal ve mutlak olmak üzere iki tiptir. Artımsal

enkoder, çalıştığında konumunu 0 (sıfır) kabul eder. Mutlak enkoder, konumu saklar ve çalıştırıldığında son kaldığı noktadan devam eder. Genel olarak endüstriyel kontrol işlemleri, endüstriyel robotlar, baskı ve paketleme makineleri, medikal cihazlar ve kapı kontrol cihazlarında kullanılır (Görsel 1.23).