Jste zde

TEST - Laserový optický snímač s úzkým paprskem = IDEC SA1E-L

Antonín Vojáček, 31. Srpen 2014 - 15:07

V nabídce společnosti IDEC je poměrně levná řada laserových snímačů s úzkým paprskem a dlouhým dosahem pro detekci přítomnosti malých, tenkých či úzkých předmětů. Také se hodí do strojů se stísněnými prostory, kde by široce se rozbíhající paprsek běžných optozávor mohl reagovat i na nežádoucí okolní části stroje.

Dostal se mi do ruky pěkný malý japonský laserový snímač japonské společnosti IDEC Corporation s označením SA1E-LPP3C. Toto označení konkrétně znamená laserová optozávora s polarizačním filtrem s PNP výstupem, přepínačem reakce "na světlo"/"na tmu" a připojovacím konektorem M8. Hlavní jeho výhoda spočívá v úzkém a minimálně rozbíhavém světelném paprsku kruhové stopy o průměru cca 2-3 mm a snímací dosah až 10 m. To, že jsem jej označil za japonský není mýlka, protože je skutečně "Made in Japan", i když byste to již na první pohled nepoznali. Vnější kvalitativní rozdíl mezi výrobky renomovaných firem vyráběných v Číně a v Japonsku či EU se již docela stírá.

Co jsou a k čemu jsou snímače IDEC SA1E?

Výrobní řada laserových snímačů IDEC SA1E-L celkově zahrnuje 3 různé funkční verze, které však všechny spojuje stejné černé plastové kvádrové pouzdro rozměrů cca 31,5 x 19,5 x 10,8 mm opatřené buď připojovacím konektorem M8 nebo pevným kabelem délky 1, 2 nebo 5 m.

Jde o verze s odděleným vysílačem a přijímačem SA1E-LTxxx s dosahem až 30 m, difuzní snímač SA1E-LB s dosahem do 300 mm a pak již zmíněnou optozávoru SA1E-LPxxx (tedy provedení s odrazkou) s detekčním dosahem 0,3 až 10 m.

Velké detekční rozsahy jsou sice pěkné, ale to by samo o sobě nebylo nic zvláštního, kdyby vysílací paprsek neměl i na vzdálenosti 10 m a více metrů stopu o průměru jen cca 5 mm. A to je prakticky obecně asi ta největší výhoda laserových typů optozávor, protože díky tomu lze spolehlivě rozlišit přítomnost i objektů s celkovými malými rozměry, detekovat velmi tenké objekty tloušťky jen necelých 10 mm či objekty s malými mezerami mezi sebou. Ve všech těchto případech by použití běžných optozávor s LED vysílací diodou byla detekce buď zcela nemožná nebo velmi nespolehlivá, protože by detekovaný objekt buď nezaclonil celý široce se rozbíhající paprsek LED optozávor, který by jej "obešel" na odrazku, nebo by současně s ním detekoval i okolní předměty. Nezáleží přitom již na tom, zda je okolním předmětem pevný rám či kryt stroje, náhodně procházející lidská obsluha nebo jen další přepravovaný předmět, který se má také detekovat.

TEST snímač IDEC SA1E-LPP3C

Konkrétně v mém případě u optozávory IDEC SA1E-LPP3C jsem změřil na vzdálenosti 5 m průměr stopy paprsku 4 mm, ve vzdálenosti cca 30 cm průměr cca 2 mm. Tak malý rozptyl paprsku se dá opravdu dosáhnout jen laserem. Ten v mém případě generuje tradiční červenou barvu paprsku (vln. délka 650 nm) a vysílací výkon jen 7 mW. Díky tomu spadá do nejnižší 1. třídy nebezpečnosti (IEC CLASS1 dle normy IEC60825-1), pro něž platí, že je u nich možný trvalý pohled do svazku laserového paprsku bez jakýchkoliv zdravotních následků. Je tedy zcela bezpečný pro provozní nasazení a nevyžaduje žádné dodatečné zakrytování.

K nastavení citlivosti nebo režimu reakce snímače "na světlo" či "na tmu" slouží dva otočné přepínače. Konkrétně v případě seřízení citlivosti, jde spíše jen o regulaci vysílacího výkonu laseru, je přítomen 6otáčkový potenciometr, takže nastavení lze provést docela přesně. V případě nastavení na minimum je dosah na odrazku cca 1,5 m, v případě max. úrovně i přes výrobcem udávaných 10 m. Přepínač detekce světlo/tma je pak tradičně jen dvoupolohový.

Indikaci provádí dvě LED diody: zelená indikuje přítomnost napájení a stabilitu příjmu paprsků, zatímco oranžová LED detekci předmětu (tedy zaclonění odrazky).

Z pohledu odrazky je nutné volit provedení otáčející fázi a s jemnou odraznou plochou. Odrazka není bohužel součástí dodávky snímače a je nutné ji k dodávce přiobjednat. V nouzi lze použít i odrazky od LED polarizačních optozávor, ale jejich struktura odrazné plochy často bývá příliš hrubá pro úzký paprsek laseru a nastavení pozice odrazky, resp. snímače, je pak dost obtížné.

4pinový připojovací konektor M8 pak má využity jen 3 vývody, dva pro napájení 12 až 24VDC a jeden jako signálový spínaný výstup. Provedení NPN či PNP je tedy nutné zvolit při objednání.

U laserových snímačů je největší výhoda v minimální rozbíhavosti paprsku, tedy stopa paprsku na předmětu v různých vzdálenostech má zhruba stejnou velikost a tedy spolehlivost detekce malých předmětů není ovlivněna jejich vzdáleností od čela optozávory.

Základní parametry IDEC SA1E-LPP3C (dle výrobce):

Popis: miniaturní fotoelektrická laserová optozávora
Detekční dosah / vzdálenost odrazky: 0,2 až 10 m
Detekce objektů: o velikosti od 2 mm
Zdroj světla: červený laser třídy 1 (viditelný paprsek)
Odezva detekce/reakce výstupu: 250 μs
Výstup: 1x tranzistor PNP nebo NPN
Nastavení:
citlivost nastavitelná potenciometrem
volitelný režim „světlo“ nebo „tma“
Indikace: pomocí LED diod
El. připojení: provedení s kabelem nebo konektorem M8
Napájení: 10 - 30 VDC
Rozměry: 10,8 x 31,5 x 19,5 mm (ŠxVxH)
Krytí: IP67 - odolný proti prachu a vlhkosti

Závěr

Laserové snímače se obecně hodí použít vždy, když potřebujete opticky detekovat malé předměty s rozměry v řádu jednotek či pár desítek mm. Také pro snímání ve velmi velikostí omezeném prostoru, jsou laserové optické snímače dobrou volbou pro spolehlivou funkci.