Teknisk översikt

Modulerat ljus – ljus som skickas ut pulserar med en frekvens som är unik för varje givarfamilj. Mottagaren är inställd att detektera modulerat ljus på denna frekvens och ignorerar omgivande ljus från andra källor.

Kopplingsfrekvens – maxhastigheten vid vilken en givare levererar diskreta pulser när målet kommer in eller lämnar avkänningsfältet. Enkelt uttryckt innebär det hur snabbt givaren kan koppla till/från när ett mål passerar förbi.

Kontrast – skillnaden i färg och ljusstyrka mellan två föremål. Vitt är den enklaste färgen att detektera och svart är den svåraste att detektera.

Ljuspunkt – diametern hos det transmitterade ljuset på ett givet avstånd. Detta mått visas vanligen på databladet avseende maximal räckvidd och det är en funktion av sändarlinsens öppningsvinkel.

Effektiv ljusstråle – det område hos ljusstrålen som helt måste brytas för att givarens output ska ändra läge. Givare som kopplar när ljusstrålen bryts (dvs. Enkelavkännande- och polariserad reflexgivare har effektiva strålar. Givare som studsar ljus direkt från målet (dvs. Direktavkännande givare har inte effektiva strålar.

Ljusdrift (eller ljus-på) – output ändrar läge när mottagaren detekterar ljus.

Mörkerdrift (eller mörker-på) – output ändrar läge när mottagaren inte detekterar ljus.

Överförstärkning – förhållandet mellan ljusenergin som faktiskt tas emot av givaren och ljusenergin som krävs för att ändra output-läge. Ett förstärkningsvärde på 1 är det lägsta som krävs för att växla output. Alla värden ovanför denna tröskel anses vara överförstärkning. Det är användbart när man bestämmer hur givaren ska användas i smutsiga miljöer.

Den effektiva strålens diameter är enhetlig och är ungefär lika stor som diametern hos sändarens och mottagarens linser.Så länge målet är minst lika stort som den effektiva strålen kommer output att växla när målet bryter strålen.

Output för ett sändar/mottagar-par:

• Ljusdrift – output slås på när målet inte är närvarande.
• Mörkerdrift – output slås på när målet är närvarande.

När flera sändar/mottagar-par ska monteras bör du se till att den utsända strålen från en givare inte stör andra mottagare.En enkel lösning är att alternera sändare och mottagare enligt bilden.

Ett starkt reflektivt föremål som passerar genom en stråle kan reflektera ljus mot en orelaterad mottagare och orsaka en falsk signal.En enkel lösning är att placera hinder mellan givarna för att blockera oönskade reflektioner.

Eftersom solljus innehåller samma våglängder som sändarna finns det ofta en risk att mycket starkt omgivande ljus kan lura mottagarna.Detta sker vanligen när fotoceller används till automatiska dörröppnare i garage då solljus från en viss vinkel kan störa anordningen.Möjliga lösningar kan exempelvis vara att vinkla givarna, placera ett hinder eller reversera sändare och mottagare.

Ljusstrålen hos polariserad reflexgivare är konformad. I närheten av sensorn är strålen ungefär lika stor som sändarens lins.I närheten av reflektorn är den lika stor som reflektorn.Det innebär att mindre föremål kan detekteras när de befinner sig nära sensorn, men inte nödvändigtvis när de är i närheten av mottagaren.

Output för polariserad reflexgivare:

• Ljusdrift – output slås på när målet inte är närvarande.
• Mörkerdrift – output slås på när målet är närvarande.

Prismatiska reflektorer krävs för polariserad reflexgivare.Dessa reflektorer roterar genom sin design den inkommande ljusstrålen 90 grader. Givarna är utrustade med polariserande filter över linsen så att ljusvågor riktas åt endast ett håll. Reflektorn roterar ljusvågorna för att matcha riktningen hos filtret på mottagaren.

Blanka föremål kan skicka tillbaka högintensitetsljus till sensorn, men eftersom ljuset inte har rätt riktning orsakar inte dessa mål en falsk signal.

Målets påverkan:

Större föremål reflekterar mer ljus vilket resulterar i större avkänningsavstånd.

Vid användning av givare med synligt rött ljus kan ljusare färger detekteras på längre avstånd än mörkare färger.Målets färg har mycket mindre effekt på infraröda sensorer.Glänsande ytor kan avkännas på längre avstånd än flata eller matta ytor.

Jämna ytor har bättre reflexiva egenskaper än ojämna ytor.Ett mål som utgörs av blå plast med jämn yta reflekterar exempelvis mer ljus än en ett mål med blå sammet.

Mål med flat yta som är vinkelrätt mot sensorn reflekterar mer ljus än vinklade flata mål.Dessutom tenderar icke-flata mål att leda ljus bort från sensorn vilket resulterar i energiförlust och mindre avkänningsavstånd.

Dessa givare är särskilt utformade direktavkännande givare som eliminerar falsk koppling på bakgrunden bakom målet.Flera olika tekniker blockerar bakgrunden, t.ex.: Fixerad räckvidd, trianguleringsprincip, diod-array, PMD flygtid (time-of-flight)

Trianguleringsprincip
Denna teknik använder två mottagarelement för att uppnå bakgrundsavbländning. Genom att använda en potentiometer för justeringar placeras en spegel på mekaniskt vis för att bestämma punkten vid vilken en mottagare detekterar målet och den andra detekterar bakgrunden. Sensorn justeras sedan så att den är halvvägs mellan dessa två punkter.Sensorn utvärderar vinkeln hos det mottagna ljuset för att bestämma om ljuset kommer från målet eller bakgrunden.

PMD flygtid (time-of-flight)
PMD (Photonic Mixer Device) bestämmer avståndet mellan sensorn och föremålet (och sensorn och bakgrunden) genom att mäta tiden det tar för ljuset att färdas från sensorn till målet och tillbaka igen.

En laserdiod genererar en modulerad laserstråle.Ljuset som reflekteras av målet riktas mot ett fotokänsligt chip (PMD Smart Pixel) via en lins.Därefter jämför chippet de inkommande ljusvågorna och drar slutsatser om avståndet till målet.