Jste zde

TEST - Snímač etiket STM FLSP03-AP/N

Antonín Vojáček, 18. Listopad 2012 - 19:05

V minulém článku jsem se obecně zaobíral stručným popisem a sortimentem snímačů etiket. Dnes se podíváme na jednoho konkrétního zástupce z oblasti optických snímačů etiket, na snímač německé společnosti STM Sensor GmbH výrobní řady FLS, konkrétně typ FLSP03-AP/N. Jde o snímač etiket s rychlou odezvou 0,05 ms, s průchodem 3 mm, rozlišením 0,5 mm a v provedení s poměrně odolným hliníkovým pouzdrem.

Popis snímače STM FLSP03-AP/N

Vidlicový snímač FLS byl primárně vyvinutý pro detekci neprůhledných nebo případně méně průsvitných etiket umístěných na papírovém podkladovém pásu, tedy asi nejběžnější provedení využívané v oblasti etiketování různých výrobků a potravin. Protože je určen i pro náročné průmyslové prostředí, je celý senzor umístěn do dost odolného nerozebíratelného černého (eloxovaného) hlinkového pouzdra, ze kterého jen vystupují nerezový eurokonektor M8 pro elektrické připojení k snímači, dvě kulatá okénka uvnitř prostoru vidličky pro vysílač a přijímač světelného detekčního paprsku, otvor s vyvedeným šroubkem potenciometru nastavení detekční citlivosti a dvojicí otvorů pro signalizační SMD LED diody (zelená - indikace detekce mezery, červená - indikace detekce etikety). Okénka vysílače, tvořeného trvale svítící infračervenou LED, a přijímače jsou umístěny cca 5,5 mm od konce vidličky. Tedy zbytek "zářezu" vidličky cca 62 mm je neaktivní a tvoří jen prostor pro možnost zasunutí etikety do prostoru tak, aby bylo možné mechanicky nastavit detekci nevzdálenějších hran etikety, pokud jsou etikety nějak rozličně tvarované. Je totiž vždy nutné nastavit průchod etikety snímačem tak, aby přes snímací prostor (okénka vysílače / přijímače) vždy procházela nejdelší část etikety, obvykle střed - osa etikety. V tomto případě pak etiketa může mít max. šířku cca 120 mm. Pokud je samozřejmě jednoduchá čtvercová či obdélníková tak z pohledu detekce může být i širší, protože stačí detekovat jen její okraj.

Rozměry snímače STM FLSP03-AP/N

Detekční citlivost, resp. schopnost rozlišení mezery mezi etiketami (tz. jen podkladové pásky) a samotné etikety, je zde možné nastavit prostřednictvím správného natočení víceotáčkového potenciometru tak, aby při umístění jen materiálu podkladové pásky svítila jen zelená LED, zatímco při umístění pásky i s etiketou svítila jen červená indikační LED. Nastavení vnitřní vyhodnocovací elektroniky má neustále stejnou neměnitelnou hysterezi, takže když točíte potenciometrem dokud se nerozsvítí červená LED, tak pak zpět pro její zhasnutí je nutné cca o 1 otáčku potenciometru otočit zpět.

Provedení snímače STM FLSP03-AP/N

Zbývá si jen říct, že přivedení stejnosměrného napájení 10 až 30 VDC do snímače a naopak přístup ke dvěma spínaným tranzistorovým výstupům (Push / Pull) je v tomto případě prostřednictvím již zmíněného 4pinového eurokonektoru M8. Jeden výstup je pak PNP reagující na světlo, zatímco druhý je NPN reagující na tmu. Tím je byl vyřešena nutnost vytvoření dalšího ovládacího prvku pro tuto volbu. Oba lze zatížit el. proudem až 100 mA.

Provedení výstupu snímače STM FLSP03-AP/N

Výsledky testování pokusných návinů etiket

Jak již bylo zmíněno výše, snímač je primárně určen pro detekci neprůhledných etiket na průsvitné papírové pásce. Snímač je však natolik citlivý a díky jemnému víceotáčkovému potenciometru je možné nastavit i rozlišení přítomnosti silnější průhledné etikety, avšak umístěné jen na zcela průhledné nosné pásce (např. docela to jde nastavit pokud materiál etikety a pásky by byl totožný). Při použití jen průsvitné pásky samozřejmě je nutné nastavit vyšší vysílací výkon vysílače (paprsek světla o větší intenzitě) pro dostatečně prosvícení pásky a tím již prakticky není možné pro přijímač rozlišit téměř neznatelný úbytek světla na průhledné etiketě. Proto například při použití průsvitného papíru jako nosné pásky, je možné spolehlivě detekovat buď zcela neprůhledné či jen málo průsvitné etikety libovolného materiálu.

Při detekci mezery svítí zelená indikační LED dioda, při detekci etikety svítí červená indikační LED dioda.

Základní parametry snímače:

Název	STM FLSP03APN
Funkce	Vysílač / přijímač
Dosah detekce	3 mm (fork gap)
Odezva	50 µs
Frekvence spínání	10 kHz
Rozlišení	0,5 mm
Opakovatelná přesnost	0,1 mm
Hystereze	< 0,4 mm
Napájecí napětí	10 až 30 V ss, ochrana proti přepólování
Příkon	< 40 mA
Výstup	Push/pull PNP/NPN se zatížením max. 100 mA
Přepínač světlo/tma	bez přepínače, PNP: spíná při zaclonění, NPN: spíná při odclonění
Zdroj světla	Infračervená LED dioda 800 nm
Indikace výstupu	Zelená LED: bez etikety, červená LED: etiketa
Nastavení citlivosti	Přesný víceotáčkový potenciometr
Třída krytí	IP50
Materiál pouzdra	Černě eloxovaný hliník
Max. úroveň rušivého světla	3000 lux
Provozní teplota	-10 °C až +60 °C
Připojení	konektor M8, čtyřpólový

Závěr

V případě ideální kombinace, tedy průhledná či průsvitná nosná páska a neprůhledná etiketa, je detekce mezery mezi etiketami výborná, přesná a zcela bezproblémová i v případě mezery od velikosti 1 mm. Pokud je etiketa průsvitná, bude stále ještě možné snímač využívat, dost zde závisí na světelné propustnosti podkladové pásky. Čím bude horší, tím horší bude i detekce etikety. Nakonec v případě průhledné etikety není ve většině aplikací možné snímač použít. Teoreticky, kdyby podkladová páska byla také čirá, průhledná, je dle mých testů možné nastavit snímač na rozlišení jedné a dvou průhledných vrstev, ale o spolehlivosti této detekce nelze moc mluvit. U průhledné etikety je tedy potřeba sáhnout po ultrazvukovém či kapacitním snímači. A o nějakém zástupci z těchto typů zase v příštím článku...