Jste zde

TEST - Malý reflexní snímač OMRON E3Z-R86

Antonín Vojáček, 8. Červen 2013 - 23:33

Společnost OMRON je tradičním dlouholetým výrobcem různých optických snímačů. Jejich nabídka je opravdu obrovská a zahrnuje jak klasické, tak i speciální modely. Mezi základní řadu optickým reflexních snímačů (optozávor) patří typ E3Z-R86. Vyznačuje se velmi malým kvádrovým pouzdrem a dosahem 3 nebo 4 m. Tento snímač jsem měl možnost prakticky vyzkoušet a naměřil jsem zajímavé detekční výsledky, uvedené v tomto článku...

Úvodní popis snímače Omron E3Z-R86

Řada optosnímačů OMRON E3Z obecně představuje prakticky základní univerzální rodinu představující několik desítek různých zástupců. Všichni zástupci mají stejný rozměr kvádrového pouzdra 43,5 x 10 x 20 mm a jejich montáž je možná s roztečí 1 palec, tedy 25,4 mm (takový světový standard). Najdete zde zástupce z oblasti jednocestných, dvoucestných difúzních provedení i optozávor optimalizované funkcí nebo pouzdrem do různých aplikacích i prostředí s dosahem od 200 mm až do 15 m.

Konkrétně typ EZ3-R86 představuje reflexní optický snímač (optozávora), tedy provedení, které detekuje objekt přerušením paprsku jinak trvale se odrážející od zrcátka umístěného na protější straně detekčního prostoru. Z pohledu provedení pouzdra poskytuje krytí IP67 a zvýšenou odolnost proti působení olejů a chladících kapalin, tedy je velmi vhodný pro nasazení ve strojírenském průmyslu.

Reflexní provedení se prakticky hodí použít pro detekci neprůhledných objektů všude tam, kde není problém na opačnou stranu snímaného prostoru umístit zrcátko. To je prakticky dá se říct jediné praktické omezení. Samozřejmě jiná situace je u průhledných předmětů typu PET lahve, sklěné desky, sklenice či lahve, které buď nejsou znamenány vůbec nebo jen velmi nespolehlivě. Proti difuznímu kolegovi (například typu Omron E3Z-D87) obecně reflexní provedení poskytuje spolehlivější detekci u neprůhledných předmětů z pohledu možného ovlivnění detekce okolními podmínkami. Nemusí jít ani tak o okolní světlo, ale o odrazivost povrchu samotného snímaného objektu, zvláště pokud se střídá světlá barva s tmavou, ale také takové nečekané věci, jako například operátor / obsluha v montérkách s reflexními prvky, který mohou velmi snadno odrazit část nějakého paprsku difuzního snímače a tak způsobit falešnou detekci.

Jinak konkrétně detekční dosah snímače E3Z-R86 je výrobcem udávaný až do 3 m při použití odrazky typu R1 nebo až 4 m při odrazce R1S. Odrazka není součástí dodávky snímače je ji potřeby objednat zvlášť.

Provedení hlavy reflexního snímače OMRON E3Z-R86 v malém plastovém kvádrovém pouzdru.

Typ označený jako D87 pak obsahuje spínaný PNP výstup (spínací PNP tranzistor), který se mi hodí pro spínání napájecího napětí 24 V DC na vstupy PLC. Existuje však i verze s NPN výstupem. Samozřejmě nechybí volba spínání „na světlo“ (světlo se odrazí od předmětu) nebo „na tmu“ (výstup sepne při chybějícím předmětu). Generované a vysílané modulované světlo vysílá červená LED dioda, která je však u reflexních snímačů napříč různými výrobci zcela běžná. Odezva snímače na zaclonění je pak výrobcem deklarována jako max. 1 ms.

Blokové schéma zapojení a možné provedení konektorů pro snímače OMRON E3Z - v mém případě šlo o 4-vývodovou M8.

Vyzkoušel jsem….

Po krátkém popisu se vrhněme na prakticky zjištěné zajímavosti. Tak předně k výrobce udávanému snímacímu dosahu, v mém případě s odrazkou R1 až 3 m. Prakticky jsem si ověřil, že opravdu při nastavení maximální citlivosti, což v praxi znamená největší svícení vysílací červené LED diody, je dosah 3,0 m dosažitelný. Osobně jsem tedy konkrétně dosáhl "jen" 2,8 m, ale ne při úplně ideálních podmínkách, co se provedení testu týče, takže v ideálních podmínkách ty 3 m jsou reálné. Ono totiž z mých praktických zkušeností s odrazkou R1 však vyplývá, že nasměrování hlavice snímače na tuto odrazku velikosti 60 x 40 mm vyžaduje již od vzdálenosti 1,4 m dost velkou trpělivost. Totiž tento snímač má dost široký rozptyl paprsku, takže prakticky od nějakých 2 m vzdálenosti hlavy a odrazky se již musí velmi přesně nalézt pozice, kdy je odrazka zcela "vyplněna" červeným světlem, jinak prostě vám současné svícení zelené i oranžové indikační LED hlásí falešnou detekci předmětu (tedy není odraz od odrazky). Alespoň, že světlo je na odrazce dobře viditelné, takže se lze orientovat pohledem na odrazku při pohledu ze zákrytu s hlavou snímače. Z toho také vyplývá, že v praktickém nasazení je potřeba použít velmi tuhé držáky a upevňovací podložku, ke které je čidlo i odrazka připevněna. Jinak při vibracích a i relativně malých kývání odrazky či hlavy snímače může snadno opakovaně docházet k nežádoucím falešným detekcím. Osobně bych při použití na vzdálenosti větší než 2 m použil raději jiné čidlo s užším vysílacím paprskem.

Jinak podobně jako u jiných zástupců řady E3Z se možné si zvolit sepnutí výstupu tzv. při světle nebo naopak při tmě, tedy při zaclonění i při odclonění odrazu od odrazky. To se provádím "točítkem" (otočným přepínačem) s pozicemi D (dark = spínání na tmu) a L (light = spínání na světlo). Že přijímač detekuje odražené světlo od odrazky (oranžová LED) a funkce je spolehlivá (zelená LED s označením „Stabilita“). Teď jsem také vyjmenoval všechny ovládací a indikační prvky.

Z pohledu detekce, není tradičně pro snímač typu optozávora problém reagovat na všechny libovolné neprůhledné objekty a zde nejsou problémem ani průsvitné předměty či ani velmi lesklé a dobře světlo odrážející předměty například v podobě leštěné nerezové oceli. Snímač je totiž vybaven polarizačním filtrem, takže snadno odliší odraz světla od lesklého povrchu předmětu od odrazu světla od odrazky. Problémem však je detekce průhledných předmětů typu PET lahev, skleněné předměty či lahve apod., kdy snímače E3Z-R86 nezareaguje buď vůbec nebo jen někdy "na chvíli", když například je sklo v nějakém místě zašpiněné či má kaz materiálu. Proto pro průhledné předměty je nutné obecně vždy použít tzv. variantu "Glass sensor" či "PET sensor", které jsou také v provedení reflexní optozávory, ale mají modifikované vysílání a snímání paprsku a tedy je detekují. Takový typ pak je též i v nabídce OMRONu přímo v řadě E3Z.

Provedení snímače E3Z-R86 s polarizačním filtrem umožňuje spolehlivě detekovat i velmi lesklé předměty, tedy rozlišit odraz světla například předmětu z leštěné oceli a vlastní odrazky.

Základní parametry snímače OMRON E3Z-R86 (dle výrobce):

Metoda měření	Reflexní s polarizačním filtrem - zaclonění paprsku odrážející se od odrazky
Snímací dosah	0 až 3 m s odrazkou R1
Nastavení citlivosti	Otočným potenciometrem
Zdroj světla	Červená LED
Spínaný výstup	PNP - tranzistor s otevřeným kolektorem
Zatížení výstupu	0 až 100 mA
Provozní režim	volitelný: detekce na světlo-ON / detekce na tmu-ON
Odezva	max. 1 ms
Odolnost proti okolnímu osvětlení	Umělé světlo: max. 3000 luxů, sluneční světlo: max. 10000 luxů
Provozní teplota	- 30 až 55°C
Připojení snímače	4pinový EURO konektor M8
Napájení	12 až 24 VDC -10% až 10%
Spotřeba	max. 30 mA DC
Indikace	Indikace detekce (oranžová), indikace stability (zelená)

Závěr

OMRON E3Z-R86 představuje celkem klasickou optozávoru, kde podobné provedení najdete i v nabídce konkurenčních firem OMRONU. Například konkrétně jako by z oka vypadl snímači SUNX či velmi podobný je i optozávoru TAKEX..... Cena českého zastoupení OMRONu se pak pohybuje relativně dost příznivě nízko v rozsahu 1000 až 1500,- Kč bez DPH (podle poskytnuté zákaznické slevy - pro firmy). Jinak ale v nabídce OMRONu ve stejné řadě E3Z můžete najít i speciálnější provedení optimalizovaní na spolehlivou detekci PET či skleněných lahví nebo verzi s úzkým snímacím paprskem, takže pokud nevyhovuje zde uvedený základní typ, lze sáhnout i pro upravené verzi ve stejném pouzdru a se stejným konektorem...