Popis snímače etiket Leuze GK 14/24 L

Tento kapacitní snímač etiket, primárně výrobcem určený pro snímání průhledných etiket na papírové nosní pásce, využívá diferenční systém snímání, kdy obě "aktivní" snímací elektrody se nacházejí na jedné vidličce a druhá vidlička snímače prakticky tvoří jen "překlenovací" mezielektrodu. Toto řešení má výhodu ve větší citlivosti na změnu kapacity a tedy je i citlivější na rozlišení mezery mezi etiketami a etikety samotné. Na druhou stranu  toto provedení detekce rozlišuje směr pohybu etiket a provedení pouzdra je rozměrově obvykle výrazně větší než u optické a ultrazvukové konkurence. Konkrétně zatímco při pohybu v jednom směru je například PNP výstup sepnutý při přítomnosti etikety a rozepnutý při detekované mezeře, při obrácení směru pohybu etiket se i tato orientace snímání přehodí, tedy při zjištění etikety je spínaný výstup snímače rozepnutý a při detekci mezery naopak sepnutý. To v některých systémech a aplikacích, kde může dojít ke změně směru pohybu etiket, může poplést řídící systém, pokud tomu není přizpůsobený. Optické i ultrazvukové snímače etiket totiž směr pohybu nerozlišují a z pohledu spínaných výstupů pracují zcela stejně, takže pokud vyhodnocovací / řídící systém s použitím kapacitních čidel nepočítá, může mít s s tím potíže.

Kapacitní snímač průhledných (transparentních) etiket - Leuze GK 14/24 L. Na obr. vlevo je ukázka správného nastavení, kdy ve stavu bez etiket a návinu trvale s stejně svítí obě LED1 a LED2. To znamená, že vyhodnocovací obvod je vyvážený.

Dalším trošku větším úskalím proti zbylým dvěma funkčním typům (optické a ultrazvukové) je větší složitost kvalitního naladění. Při něm totiž je nutné ve stavu bez návinu a etiket nastavit pozici dvou víceotáčkových regulačních potenciometrů tak, aby při přítomnosti etikety svítily dvě žluté indikační diody LED1 a LED2 stejně jasným světlem (potenciometr "Base" = naladění převodníku kapacity). Následně, aby snímač měl dostatečnou citlivost na rozlišení změny kapacity v mezeře a na etiketě je nutné nastavit potenciometr "Sense" tak, aby indikační LED "Signal" svítila v přítomnosti detekované etikety a nesvítila při mezeře či obráceně. Totiž pokud to s s potenciometrem "Base" přeženete a bude LED1 svítit více než druhá LED2 (či obráceně), tak detekce mezera/etiketa bude přinejmenším nestabilní z pohledu opakované detekce či dokonce nebude detekováno vůbec. Navíc je potřeba nové nastavení "Base" provést při každé velké změně nastavení citlivosti potenciometrem "Sense", i při výměně typů etiket. Na druhu stranu při správném doladění je detekce mezery velmi spolehlivá při zajištění alespoň minimální rychlosti pohybu návinu etiket (cca alespoň 1 cm/s). Pokud by procházely etikety příliš pomalu, může kapacitní převodník uvnitř čidla hrany etikety nevhodně vyhodnotit a detekce / indikace mezery nemusí zcela přesně odpovídat její fyzické přítomnosti v mezeře mezi vidličkami snímače. Naopak i při rychlostech pohybu přes 30 cm/s snímač detekci mezer délky cca 3 až 4 mm bezpečně "stíhal" a reagoval.

Při detekci mezery (vlevo) nesvítí LED "Signal", zatímco při detekci etikety (vpravo) LED "Signal" svítí a stav výstupu se změní (sepne či rozepne dle nastavení). To však jen při pohybu v jednom směru. V opačném směru by to pak bylo přesně obráceně. Zároveň je na LED1 a LED2 vidět rozvážení vyhodnocovací elektroniky (buď svítí více jedna či druhá, přičemž v situaci bez návinu svítí obě stejně).

Jinak z pohledu hliníkového pouzdra je snímač dost rozměrově objemný, což je však vlastní většině kapacitních snímačů. Při porovnání celkových rozměrů pouzder optických a ultrazvukových snímačů s kapacitním, tak prakticky vždy vítězí svými mini rozměry optické čidlo a nejhůř na tom právě bývají kapacitní čidla. Pokud tedy máte držák na stroji např. pro optické čidlo, to kapacitní do něj rozhodně nedostanete. Elektrické připojení pak zajišťuje 5vývodový eurokonektor M12, kde dva piny jsou pro napájení 10 až 30 VDC, dva pro spínané výstupy PNP a NPN a 5. pin je určen k nastavení "na mezeru" či na "etiketu", tedy zda PNP výstup bude spínat při detekci mezery či etikety.    

Rozměry a popis kapacitního snímače Leuze GK 14/24 L dle výrobce (vlevo) a fotografie vedle sebe umístěných snímacích elektrod (vpravo).

Test detekční citlivosti

Test snímače jsem prováděl na slabých zcela čirých průhledných etiketách délky 48mm, šířky 80 mm a výšky cca 0,1 mm s mezerou mezi sebou cca 3 a 6 mm, i běžných neprůhledných etiketách velikosti 50 x 80 x cca 0,2 mm s mezerou 3 mm. V případě průhledných (transparentních) etiket, pokud se snímač nejdříve správně vyladil regulačním potenciometrem "Base" tak, aby LED1 a LED2 svítili co nejvíce stejnou intenzitou a potenciometrem "Sense" doladil citlivost, nečinila pak detekce snímači žádný velký problém a stíhal signalizaci i při velmi rychlém pohybu etiket (cca až 1 m/s). Pokud však stejné nastavení nasadíte na výše uvedené normální neprůhledné papírové etikety, detekce selhávala či vůbec nerozlišovala mezery či naopak etikety. Provedením nového kompletního nastavení pak situaci sice výrazně vylepší, ale i pak není detekce spolehlivá a u některých typů papírových etiket, byla indikace spíše dost náhodná. Potvrdilo se tedy info výrobce, že snímač je koncipován hlavně na transparentní etikety. Ale i pak je vždy lepší dopředu před nasazením snímače jeho funkci na daný typ etiket předem vyzkoušet. V tomto směru jsou obecně kapacitní snímače etiket dosti nevyzpytatelné.  

Zde při detekci mezery (vlevo) naopak svítí LED "Signal", zatímco při detekci etikety (vpravo) LED "Signal" nesvítí. Na LED1 a LED2 je opět vidět rozvážení vyhodnocovací elektroniky (buď svítí více jedna či druhá, přičemž v situaci bez návinu svítí obě stejně).

Základní parametry (dle údajů výrobce):

• Typ: Leuze GK 14/24 L
• Funkční princip: diferenciální kapacitní
• Max. šířka etiket: 100 mm
• Min. mezera mezi etiketami: 2 mm
• Detekční materiál: transparentní etikety
• Spínací rychlost: 5 kHz
• Odezva: 0,1 ms
• Nastavení pomocí dvou víceotáčkových potenciometrů
• Žluté indikační LED naladění snímače a indikační LED informující o stavu detekce
• Výstupy: spínané tranzistorové PNP a NPN s volbou spínání na "mezeru" či na "etiketu"
• Připojení: 5pinový euro-konektor M12
• Napájení: 10 až 30 V DC
• Rozměry otvoru pro etikety: 85 x 1 mm
• Celkové rozměry: 24 x 37 x 110 mm
• Materiál pouzdra: hliníkové
• Provozní teplota: 0 až 60 °C
• Krytí: IP65
•