В системах автоматики и робототехнике мы часто сталкиваемся с необходимостью определять текущее положение движущейся части того или иного механического узла. Таким механическим узлом может быть:
- дверь (закрыта / не закрыта);
- замок (заперт или нет);
- поплавок в емкости (достигнут уровень или нет);
- задвижка или шток электропривода (достигла ли задвижка одного из крайних положений).
Простейшим вариантом решения этой задачи является установка датчика с парой механических контактов, собранного на основе герконов или микропереключателей, и имеющего два возможных состояния: “замкнуто” или “разомкнуто”. Такие устройства называются “концевыми выключателями”, иногда их называют “концевыми датчиками” или просто “концевиками”.
Датчик располагается таким образом, чтобы его замыкание или размыкание происходило при том взаиморасположении движущейся и неподвижной частей, в котором требуется контроль. Например, закрытие двери можно контролировать датчиком на основе микропереключателя (см. рис 1):
Концевик можно расположить на неподвижной части - дверном наличнике. Движущееся дверное полотно будет нажимать на пластину, утапливая шток микропереключателя в его корпус, и замыкая тем самым встроенную пару контактов. Ролик на конце пластины позволяет уменьшить механический износ (протирание) взаимодействующих движущихся частей - пластины и участка дверного полотна и выдержать десятки тысяч циклов закрытие-открытие двери. Запас гибкости пластины позволяет компенсировать неточность позиционирования микропереключателя. Бывают концевики с длинными пластинами, и их положение можно рассчитать таким образом, что смещение двери в коробке даже на несколько мм не приведет к неработоспособности датчика или его раздавливанию дверью.
К недостаткам концевиков на микропереключателях можно отнести ограниченный ресурс (во многих робототехнических системах датчик срабатывает несоизмеримо чаще, чем на двери, и механический износ все-таки берет своё). Еще один недостаток – требуется довольно большое усилие для гарантированного срабатывания (десятки грамм).
Еще одним примером является пара “магнит + геркон” (см. рис 2).
Геркон (название произошло от сочетания слов ГЕРметичный КОНтакт) – контактная пара, заключенная в герметичный корпус, и срабатывающая при возникновении постоянного магнитного поля. Концевик на основе геркона практически лишен недостатков микропереключателя – гарантированное число срабатываний геркона исчисляется миллионами. А ставшие доступными современные миниатюрные магниты (к примеру, неодимовые) настолько мощны, что для уверенного срабатывания геркона хватит магнита размером с батарейку для наручных часов, весом в десятые доли грамма. Герконовые концевики хорошо себя зарекомендуют, к примеру, в поплавковых датчиках – усилие срабатывания может исчисляться долями грамма, а герметичность контактов гарантирует их безотказность даже в емкости с высокой влажностью.
О секретах надежного опроса концевиков с помощью микроконтроллеров мы скоро расскажем в отдельной статье.
Если Вам понравилась публикация, подписывайтесь на канал, за Ваши лайки чаще показывают Наши публикации.
Для поиска публикаций через поисковые системы, просто вводите слово Вивитроника.
Свои комментарии можете предлагать в группе вконтакте,
Если есть вопросы или по желания, то пишите, через Обратную связь.
Канал телеграм.
