Qu'est-ce qu'un capteur photoélectrique
Un capteur photoélectrique détecte un objet en faisant passer de la lumière dans l'espace où cet objet va se trouver, et en observant ce qui revient ou ce qui n'arrive plus. Sur une ligne de production, cela en fait l'appareil de contrôle de présence, de comptage, de détection de bord et de position de capot, et c'est généralement le moyen le moins coûteux de répondre par oui ou par non à une question de position.
Il diffère d'un capteur inductif ou capacitif d'une manière qui décide à la fois de sa force et de sa faiblesse. Il n'y a pas de champ à amortir : presque tout matériau peut donc être détecté, à des distances qu'un capteur inductif ne peut pas atteindre, et un objet transparent ou une marque imprimée se distinguent aussi bien qu'un objet plein. Ce même trajet optique qui le rend possible est aussi ce que la poussière, la buée, le lavage et un obstacle sur la ligne de visée interrompent.
Le choix tient à quatre questions : où le capteur peut être monté par rapport à l'objet, ce qu'est l'objet et quelle quantité de lumière il renvoie, à quoi ressemble l'arrière-plan derrière lui, et ce qu'attend l'entrée de l'automate. Ce sont les deuxième et troisième qui séparent les modes de détection, et non la seule distance de détection.
Comment mesure un capteur photoélectrique
Les modes de détection diffèrent par l'endroit où va la lumière, et chacun répond à un problème différent. Un capteur diffus simple émet de la lumière et commute lorsqu'une quantité suffisante revient, ce qui n'exige rien du côté opposé de l'objet mais rend le point de commutation dépendant du pouvoir réfléchissant de celui-ci. Un capteur photoélectrique à suppression d'arrière-plan détermine d'où vient la lumière plutôt que la quantité reçue, en exploitant les angles différents sous lesquels l'émetteur et le récepteur voient l'objet : il commute donc sur la distance et peut être réglé pour ignorer ce qui se trouve derrière la cible.
Un capteur à réflexion sur réflecteur envoie un faisceau vers un réflecteur et détecte l'objet lorsque le faisceau est coupé, ce qui ne demande qu'un seul chemin de câble et une seule position de montage, mais un réflecteur en face. Un ensemble à barrage place l'émetteur et le récepteur à des extrémités opposées et détecte l'interruption du faisceau entre eux, ce qui donne la portée la plus longue et la détection la plus fiable, au prix du câblage et de l'alignement des deux extrémités. Dans ces deux derniers cas, le trajet optique est fixe : le point de commutation ne dépend donc pas de l'objet du tout.
Ce qui limite les quatre en pratique, c'est le contraste entre l'objet et son environnement. Un objet brillant peut renvoyer plus de lumière sous un angle qu'un objet mat n'en renvoie frontalement, et un objet sombre en renvoie très peu : un point de commutation réglé sur une pièce peut donc ne pas tenir sur une autre. Un bâti de machine, un tapis ou un capot brillant placé derrière l'objet peuvent apporter plus de lumière réfléchie que l'objet lui-même, ce qui est le problème que la suppression d'arrière-plan existe pour résoudre, et la raison pour laquelle un capteur diffus simple ne peut parfois pas être mis au point du tout sur une installation donnée.
Choix de configuration
L'essentiel de la spécification est déterminé par ces décisions plutôt que par la classe d'exactitude. Chacune contraint la suivante, c'est pourquoi elles sont tranchées dans l'ordre.
| Configuration | Options à fixer | Ce que cela détermine réellement |
| Mode de détection | Diffus, diffus à suppression d'arrière-plan, réflexion sur réflecteur, barrage | Ce qui doit être monté du côté opposé de l'objet, et si le point de commutation dépend de l'objet ou d'un trajet optique fixe. |
| Distance de détection | De quelques millimètres à plusieurs mètres, selon le mode | L'emplacement possible du capteur. La valeur publiée est mesurée sur une cible de référence : la portée utile est donc plus courte sur un objet sombre ou rugueux. |
| Source lumineuse et taille du spot | Rouge visible ou infrarouge, et diamètre du spot à la distance de travail | La possibilité de viser le faisceau, et la taille du plus petit objet détectable de façon fiable. Des tailles de spot annoncées à des distances différentes ne se comparent pas directement. |
| Type de sortie | PNP, NPN, ou une sortie analogique sur certains modèles | Le raccordement du capteur à l'entrée de l'automate, et le fait que la valeur soit une limite ou une mesure. |
| Action de la sortie | Normalement ouvert, normalement fermé, ou commutable | Ce que l'automate voit en l'absence d'objet, ce qui est une décision de câblage et non une préférence. |
| Réglage de sensibilité | Potentiomètre monotour, apprentissage par bouton-poussoir, ou réglage fixe | Le mode de réglage du point de commutation sur site, et la possibilité de le refaire rapidement lors d'un changement de série. |
| Boîtier et étanchéité | Rectangulaire ou cylindrique, avec un indice de protection | La tenue du capteur là où il est monté. Un indice convenant aux projections ne convient pas au lavage haute pression. |
| Raccordement | Câble intégré, ou connecteur | La rapidité avec laquelle un capteur endommagé peut être remplacé, ce qui compte sur une machine qui en porte beaucoup. |
Comment choisir un capteur photoélectrique
| Critère | Pourquoi il décide de la réponse | Comment le fixer avant de nous consulter |
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| Matière de l'objet et pouvoir réfléchissant | La distance de détection est mesurée sur une cible blanche et mate : un objet sombre, brillant ou incliné se comporte autrement | Décrivez l'objet, sa couleur et son état de surface, et précisez si le même capteur doit traiter plusieurs types de pièces. |
| Arrière-plan derrière l'objet | Un arrière-plan réfléchissant peut apporter plus de lumière que l'objet, ce pour quoi la suppression d'arrière-plan existe | Indiquez ce qui se trouve derrière l'objet et à quelle distance, car cela décide si un capteur diffus simple peut fonctionner. |
| Positions de montage disponibles | Certains modes demandent un point de montage et d'autres deux, et la portée diffère selon le mode | Donnez la distance entre l'emplacement possible du capteur et le passage de l'objet, ainsi que l'espace disponible en face. |
| Taille et vitesse de l'objet | Un objet petit ou rapide exige un spot qui tient à l'intérieur et un temps de réponse qui résout le passage | Donnez la plus petite dimension de l'objet en travers du faisceau et la vitesse de ligne. |
| Lumière ambiante et atmosphère | Une forte lumière ambiante perturbe, et poussière, buée et lavage interrompent le trajet optique | Décrivez la cellule dans laquelle se trouve le capteur, y compris si la lumière du jour y parvient et s'il est arrosé au jet. |
| Entrée de l'automate | Le type d'entrée fixe la forme de sortie, et la logique décide de l'action de la sortie | Confirmez le type d'entrée et ce que le programme attend en l'absence d'objet. |
| Conséquence d'une détection manquée | La conséquence décide de la marge et de la stabilité d'alignement nécessaires | Précisez si une pièce manquée provoque une reprise ou un arrêt, car cela change le choix du mode. |
Un capteur photoélectrique détecte l'interruption ou le retour de la lumière, et non l'objet lui-même. Tout ce qui entre dans le faisceau ou masque la ligne de visée peut le déclencher : c'est pourquoi un capot ou un panneau d'accès dans le trajet optique fait partie des considérations de montage et non des accessoires oubliés.
Les alternatives les plus proches
Ce sont les types que recouvre généralement une demande pour un capteur photoélectrique, et le moment où le choix se décide vraiment.
| Alternative la plus proche | Ce qui la distingue d'un capteur photoélectrique |
| Capteurs de proximité | Les types inductifs et capacitifs ignorent totalement le trajet optique : la poussière, la buée et un obstacle sur la ligne de visée ne les affectent donc pas, et ils peuvent être encastrés dans un support métallique. Ils ne répondent toutefois qu'au métal, et sur une distance bien plus courte : une pièce plastique ou une cible à plusieurs centaines de millimètres impose donc un capteur photoélectrique. |
| Capteurs de position | Un capteur de position indique où se trouve un élément, généralement sous forme d'une valeur continue sur une course. Un capteur photoélectrique signale qu'un élément est arrivé à un point. Lorsque l'automate a besoin de la position réelle plutôt que d'une confirmation, le capteur photoélectrique n'en fournit qu'une partie de la réponse. |
| Capteurs de déplacement | Ils mesurent un petit déplacement sous forme d'une distance continue, ce que certains appareils optiques savent aussi faire, mais pas les versions à commutation décrites ici. Lorsque c'est l'ampleur du mouvement qui compte et non le fait qu'il ait lieu, c'est le capteur de déplacement qu'il faut, et un détecteur photoélectrique ne peut pas le remplacer. |
| Capteurs de niveau | La détection de niveau est un cas particulier de détection de présence, parfois réalisée avec des composants optiques, mais un capteur de niveau se spécifie en fonction du produit, de l'ouvrage et des conditions qui y règnent. Lorsque l'exigence est une limite de remplissage dans un réservoir, c'est vers la famille du niveau qu'il faut se tourner, et non vers un détecteur optique d'usage général. |
| Systèmes de codage et de comptage | Compter des pièces sur une ligne peut se faire en comptant les impulsions du moteur d'entraînement plutôt qu'en détectant chaque pièce. Lorsque les pièces sont régulièrement espacées et que l'entraînement est fiable, cela supprime le capteur ; lorsque ce n'est pas le cas, un capteur photoélectrique détectant chaque pièce constitue la mesure la plus directe. |
Ce qu'il faut inclure dans la demande
La première réponse peut être un devis plutôt qu'une série de questions si la demande contient ces éléments. Lorsqu'un chiffre est inconnu, envoyez la description de l'usage et nous confirmerons ce qu'il implique.
- Ce qu'est l'objet, sa couleur et son état de surface
- La plus petite dimension de l'objet en travers du faisceau, et la vitesse de ligne
- Ce qui se trouve derrière l'objet et à quelle distance
- La distance entre la position de montage et l'objet, et l'espace disponible en face
- La nécessité pour le même capteur de traiter plusieurs types d'objets
- Le type d'entrée de l'automate, et ce que le programme attend en l'absence d'objet
- Les conditions ambiantes : lumière du jour, poussière, buée, lavage
- La rapidité de remplacement du capteur exigée en service
- La conséquence d'une détection manquée : reprise ou arrêt
