มาทำความรู้จักกับ Proximity sensor กันครับ

Proximity sensor คืออะไร มีหน้าที่อะไร

Proximity sensor มีคำศัพท์ตรงตัว 2 คำด้วยกันครับ คำว่า Proximity แปลได้ว่าความใกล้ชิด คำว่า Sensor แปลว่า ตัวตรวจจับ เพราะฉะนั้น Proximity sensor คืออุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับวัตถุระยะใกล้ หรือภายในระยะที่กำหนดนั่นเอง ซึ่งหน้าที่หลักๆของ Proximity sensor นอกจากตรวจจับวัตถุแล้ว ยังส่งสัญญาณไปยังส่วนควบคุมต่างๆได้อีกด้วย เพื่อนำสัญญาณเหล่านี้ไปใช้งานต่อ เช่น แสดงสถาณะ หรือ นำไปประมวลผลเพื่อสั่งการ เป็นต้น

หลักการทำงานของ Proximity sensor

Proximity sensor มีหลายประเภทซึ่งแบ่งตามหลักการต่างๆที่ใช้ ซึ่งแอดขอแบ่งออกเป็น 4 ประเภทที่นิยมใช้งานแล้วกันครับ ซึ่งแต่ละประเภทมีข้อจำกัดที่แตกต่างกันไป ตามเทคโนโลยีที่นำมาผลิตใช้งาน ดังบทความด้านล่าง

Proximity sensor แบบ Inductive Proximity sensors

Proximity sensor แบบ Inductive Proximity sensors จะใช้หลักการสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อตรวจจับวัตถุประเภทโลหะ (Metal) ซึ่งภายในตัว sensor จะมีขดลวดและวงจรสร้างความถี่เพื่อกำเนิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อมีวัตถุที่เป็นโลหะเข้ามาในขอบเขตของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะทำให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเปลี่ยนไป ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน ณ ขดลวดเปลี่ยนแปลงไปด้วย ซึ่งระยะในการตรวจจับของโลหะแต่ละชนิดไม่เท่ากันซึ่งจะมีค่าปรับแก้ตามชนิดของโลหะ (Corrective factor) ในส่วนนี้แอดขอให้ท่านที่ออกแบบอ่านข้อมูลเฉพาะของผู้ผลิตครับ (Specification)

ตัวอย่างการนำ Proximity sensor แบบ Inductive Proximity sensorsไปใช้งาน : ใช้ตรวจจับสถาณะการเปิด-ปิด ของวาล์ว , ใช้ในการวัดความเร็วของเครื่องจักรหมุน

Proximity sensor แบบ Capacitive Proximity sensors

Proximity sensor แบบ Capacitive Proximity sensors เป็นการใช้หลักการของตัวเก็บประจุโดยจะสร้างสนามไฟฟ้าสถิต เพื่อตรวจจับวัตถุที่ไม่ใช่โลหะ โดยภายในเซนเซอร์จะประกอบด้วยแผ่นนำไฟฟ้าคู่หนึ่ง และมีฉนวนคั่นอยู่ตรงกลางของระหว่างทั้งสองแผ่น เมื่อวัตถุเข้ามาใกล้กับเซ็นเซอร์ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของประจุไฟฟ้าบนแผ่นนำไฟฟ้า ซึ่งเมื่อเซ็นเซอร์ตรวจพบก็ส่งสัญญาณออกมา

ตัวอย่างการนำ Proximity sensor แบบ Capacitive Proximity sensors ไปใช้งาน: ใช้ตรวจจับระดับน้ำในถังพลาสติก (Point detection) , นับวัตุที่ไม่ใช่โลหะ

Proximity sensor แบบ Infrared Proximity sensors

Proximity sensor แบบ Infrared Proximity sensors เป็นการใช้หลักการของแสงอินฟราเรดเพื่อตรวจจับการมีอยู่ของวัตถุ โดยจะมีตัวส่งและตัวรับ ภายในเซ็นเซอร์ประกอบด้วยตัวปล่อยอินฟราเรด และตัวตรวจจับอินฟราเรด จะมีทั้งชนิดแยกตัวส่งและตัวรับและชนิดที่รวมอยู่ในชุดเดียวกัน เมื่อมีวัตถุเข้ามาใกล้กับเซ็นเซอร์ ตัววัตถุดูดซับหรือสะท้อนแสงอินฟราเรดบางส่วน จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของปริมาณแสงที่ตัวตรวจจับอินฟราเรดจับได้ และเมื่อเซ็นเซอร์ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงนี้ ก็จะส่งสัญญาณออกมา

Proximity sensor แบบ Ultrasonic Proximity sensors

Proximity sensor แบบ Ultrasonic Proximity sensors อาศัยหลักการของเสียงในการใช้งาน จะประกอบด้วยตัวส่งและตัวรับโดยจะมีแหล่งกำเนิด Ultrasonic และตัวรับ Ultrasonic ซึ่งเราสามารถตั้งค่าระยะการตรวจจับได้ตามข้อมูลเฉพาะของผู้ผลิต (Specification) โดยการตั้งค่าจะเป็นการตั้งเวลาที่เสียงสะท้อนกลับมาที่ตัวรับ โดยถ้าหากวัตถุอยู่ไกล เวลาที่เสียงใช้ในการเดินทางเข้าสู่ตัวรับก็จะนานขึ้น ซึ่งการติดตั้งค่อนข้างมีข้อจำกัดพอสมควร เช่น จะต้องไม่มีสิ่งกีดขวางทางเดินของเสียง , ไม่สามารถใช้งานในสุญญากาศได้ (บาง application ที่เป็น Vacuum) เพราะไม่มีตัวกลางในการนำคลื่นเสียง เป็นต้น

ตัวอย่างการนำ Proximity sensor แบบ Ultrasonic Proximity sensors ไปใช้งาน : ใช้ในหุ่นยนต์ดูดฝุ่น , ใช้ในการวัดระดับของเหลว