เซนเซอร์ sensor มีอะไรบ้าง และทำหน้าที่อย่างไร
เซนเซอร์ (Sensor) เป็นอุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับหรือวัดขนาดหรือค่าของสภาพแวดล้อมหรือวัตถุที่อยู่ในรอบ ๆ มันทำหน้าที่แปลงสัญญาณทางกลไก, ไฟฟ้า, ความร้อน, และความเร็วเป็นสัญญาณที่สามารถนำไปใช้งานได้ เซนเซอร์มีหลายประเภทตามวัตถุประสงค์และการใช้งานต่าง ๆ
10 ส่วนประกอบที่สำคัญ ของ ของเซนเซอร์
- Transducer (ตัวแปร) : ประกอบด้วยส่วนที่แปลงพลังงานจากสภาพแวดล้อมเป็นสัญญาณไฟฟ้าหรือสัญญาณอื่น ๆ ที่สามารถนำไปใช้งานได้ เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณในการวัด
- องค์ประกอบที่วัด (Sensing Element) : ส่วนที่มีต่อกับสภาพแวดล้อมที่ต้องการวัดหรือตรวจจับ เช่น ตัววัดอุณหภูมิ, ตัววัดความเร่ง, หรือตัววัดแสง
- วงจรอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Circuitry) : ประกอบด้วยวงจรที่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณจาก transducer และอาจรวมการทำงานของตัวควบคุมหรือตัวประมวลผลข้อมูล
- อินเตอร์เฟซ (Interface) : ส่วนที่ให้ผู้ใช้หรือระบบอื่น ๆ สามารถเชื่อมต่อกับเซนเซอร์ได้ อาจเป็นสัญญาณไฟฟ้าหรือสัญญาณการสื่อสารเฉพาะ
- ส่วนขยายสัญญาณ (Signal Conditioning) : ส่วนที่ทำหน้าที่ปรับแต่งสัญญาณจากเซนเซอร์ให้เหมาะสมและมีความถูกต้องสำหรับการนำไปใช้
- การเชื่อมต่อ (Connector) : ส่วนที่ใช้เชื่อมต่อเซนเซอร์กับระบบหรืออุปกรณ์ที่ต้องการนำไปใช้
- ตัวเซนเซอร์ (Housing) : ส่วนที่ห่อหุ้มเซนเซอร์เพื่อปกป้องและรับมือกับสภาพแวดล้อมภายนอก อาจมีวัสดุทนทานต่อสภาพแวดล้อมเฉพาะ
- ท่อนของวัสดุที่มีความเป็นฉนวน (Insulating Material) : ส่วนที่ช่วยป้องกันเซนเซอร์จากสภาพแวดล้อมภายนอก, เช่น วัสดุฉนวนที่ป้องกันการสัมผัสกับตัวเซนเซอร์
- แหล่งจ่ายพลังงาน (Power Supply) : ส่วนที่ให้พลังงานให้กับเซนเซอร์, ส่วนนี้อาจเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าหรือแหล่งพลังงานอื่น ๆ ที่เหมาะสม
- ตัวควบคุม (Control Unit) : ส่วนที่ควบคุมการทำงานของเซนเซอร์, มีหน้าที่ปรับแต่งค่าต่าง ๆ ในการทำงาน
2 ลักษณะการเชื่อมต่อ ของเซนเซอร์
การเชื่อมต่อ แบบ NPN และ PNP
Sensor NPN (Negative-Positive-Negative) และ PNP (Positive-Negative-Positive) เป็นลักษณะของการเชื่อมต่อหรือการส่งสัญญาณทางไฟฟ้าในเซนเซอร์หรืออุปกรณ์เซนเซอร์ต่าง ๆ แบบสัญญาณแบบโต้ตอบ (sinking) หรือสัญญาณแบบตั้ง (sourcing) ที่มีผลต่อวิธีการเชื่อมต่อกับระบบ
1.Sensor NPN
การเชื่อมต่อ Output
NPN Sensor มีการเชื่อมต่อ Output ไปยังจุด N (Negative) เมื่อเซนเซอร์ทำงานและส่งสัญญาณ, จะมีการส่งกระแสไฟฟ้ามาที่จุด N (Negative)
การต่อกับ Input/PLC
NPN: มักใช้ในแวดล้อมที่มีเครื่องจักรหรือ PLC ที่ใช้สัญญาณตอบรับแบบ sinking และ จะอุปกรณ์มันอยู่ฝั่ง เอเชีย
2.Sensor PNP
การเชื่อมต่อ Output
PNP Sensor มีการเชื่อมต่อ Output ไปยังจุด P (Positive) เมื่อเซนเซอร์ทำงานและส่งสัญญาณ, จะมีการส่งกระแสไฟฟ้ามาที่จุด P (Positive)
การต่อกับ Input/PLC
PNP: มักใช้ในแวดล้อมที่มี PLC หรืออุปกรณ์ที่ใช้สัญญาณตอบรับแบบ sourcing และ จะอุปกรณ์มันอยู่ฝั่ง ยุโรป
4-20 mA คือมาตรวัดการไหลของกระแสไฟฟ้าในหน่วยขนาดของ มิลลิแอมแปร์ (mA) 4-20 mA เป็นเกณฑ์ที่ส่วนใหญ่ถูกใช้ในอุตสาหกรรมควบคุมและวัดเพื่อส่งสัญญาณไฟฟ้าจากเซนเซอร์หรืออุปกรณ์วัดไปยังอุปกรณ์ควบคุมหรือระบบตรวจวัดอื่น ๆ ในระบบ
ลักษณะของสัญญาณ 4-20 mA
ค่าต่ำสุด (4 mA): แทนสภาวะต่ำสุดหรือค่าศูนย์
ค่าสูงสุด (20 mA): แทนสภาวะสูงสุดหรือค่าสูง
ลักษณะการทำงาน
4 mA แทนสภาพน้อยที่สุดหรือศูนย์, 20 mA แทนสภาพมากที่สุดหรือสูง
มักใช้ในระบบควบคุม, การวัด, และระบบตรวจวัดอุตสาหกรรม
ประโยชน์ของสัญญาณ 4-20 mA
เสถียรภาพ: การใช้กระแสไฟฟ้า 4-20 mA ช่วยลดผลกระทบจากสัญญาณรบกวนภายนอก
ระยะทางสายสัญญาณ: สายไฟฟ้าสามารถอาศัยได้ไกลโดยไม่ส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณ
ความสามารถในการตรวจวัดข้อผิดพลาด: ระบบสามารถตรวจจับการขาดข้อมูลหรือข้อผิดพลาดในการส่งสัญญาณได้
2 สถานะเริ่มต้นของเซนเซอร์
- เซนเซอร์ NO (Normally Open)
เมื่อไม่มีการกระทำหรือการกระทำที่มีผลต่อเซนเซอร์, สายไฟฟ้าของเซนเซอร์ NO จะไม่มีการต่อตัว
2.สถานะเมื่อเกิดการกระทำ
เมื่อมีการกระทำที่ทำให้เซนเซอร์ทำงาน, สายไฟฟ้าของเซนเซอร์ NO จะทำการต่อตัวและส่งสัญญาณไฟฟ้า
การใช้งาน : เซนเซอร์ NO มักถูกใช้ในระบบที่ต้องการให้สัญญาณไฟฟ้าไปเมื่อมีการกระทำหรือเหตุการณ์เกิดขึ้น
- เซนเซอร์ NC (Normally Closed)
1.สถานะที่ไม่มีการกระทำ
เมื่อไม่มีการกระทำหรือการกระทำที่มีผลต่อเซนเซอร์, สายไฟฟ้าของเซนเซอร์ NC จะทำการต่อตัว
2.สถานะเมื่อเกิดการกระทำ
เมื่อมีการกระทำที่ทำให้เซนเซอร์ทำงาน, สายไฟฟ้าของเซนเซอร์ NC จะหยุดการต่อตัวและสัญญาณไฟฟ้าจะถูกตัดขาด
การใช้งาน : เซนเซอร์ NC มักถูกใช้ในระบบที่ต้องการให้สัญญาณไฟฟ้าหยุดเมื่อมีการกระทำหรือเหตุการณ์เกิดขึ้น
คำถามของลูกค้าที่ถูกถามมาบ่อย เกี่ยวกับ เซนเซอร์
1.มีประเภทของเซนเซอร์อะไรบ้าง?
มีหลายประเภทของเซนเซอร์ เช่น แสง, เสียง, อุณหภูมิ, แรงดัน, และอื่น ๆ ซึ่งแต่ละประเภทมีการใช้งานและความไว้วางใจที่แตกต่างกัน
2.ทำไมเซนเซอร์ถึงสำคัญ?
เซนเซอร์เป็นส่วนสำคัญในการทำให้ระบบหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ สามารถตรวจวัดและปรับตัวตามสภาพแวดล้อม ทำให้เราสามารถควบคุมและให้การตอบสนองในทันทีต่อสภาพแวดล้อมนั้นได้
3.เซนเซอร์ทำงานอย่างไร?
เซนเซอร์ทำงานโดยรับข้อมูลจากสภาพแวดล้อม, แปลงข้อมูลเหล่านั้นเป็นสัญญาณไฟฟ้า, แล้วส่งสัญญาณไปยังระบบหรืออุปกรณ์ที่ใช้งาน
4 .ทำไมถึงมีการใช้เซนเซอร์ในอุตสาหกรรม?
เซนเซอร์มีบทบาทสำคัญในการทำให้อุตสาหกรรมมีความสามารถในการตรวจวัดและควบคุมกระบวนการการผลิต, เพิ่มประสิทธิภาพ, ลดความเสี่ยง, และช่วยในการตรวจจับข้อผิดพลาด
