Mitä ovat läheisyyskytkimet?

Läheisyyskytkimet avaavat tai sulkevat sähköpiirin, kun ne ovat kosketuksissa esineeseen tai tulevat tietyn etäisyyden päähän. Niitä käytetään yleisimmin laitteiden, robotiikan ja turvajärjestelmien valmistuksessa. Perustyyppejä on neljä: infrapuna, akustinen, kapasitiivinen ja induktiivinen.
Infrapuna -läheisyyskytkimet toimivat lähettämällä näkymättömän infrapunavalon säteitä. Kytkimessä oleva valotunnistin havaitsee tämän valon heijastukset, joiden avulla laite voi määrittää, onko lähistöllä esine. Koska vain valonlähteellä ja fotodiodilla varustettu kytkin on altis väärille lukemille taustavalon vuoksi, monimutkaisemmat mallit moduloivat lähetettyä valoa tietyllä taajuudella ja niillä on vastaanottimet, jotka vastaavat vain kyseiseen taajuuteen. Vielä monimutkaisemmat anturit pystyvät laskemaan sen etäisyyden anturista käyttämällä kohteesta heijastunutta valoa.

Akustiset läheisyysanturit ovat periaatteessa samanlaisia ​​kuin infrapunamallit, mutta käyttävät ääntä valon sijasta. He käyttävät kaikuanturia lähettämään äänettömiä ääniaaltoja eri taajuuksilla esiasetetussa järjestyksessä ja mittaavat sitten ajan, jonka ääni kestää osua lähellä olevaan kohteeseen ja palata kytkimen toiseen kaikuanturiin. Pohjimmiltaan akustiset läheisyyskytkimet mittaavat ajan, joka kuluu äänipulssien “kaikumiseen”, ja käyttävät tätä mittausta etäisyyden laskemiseen aivan kuten luotain.

Kapasitiiviset kytkimet havaitsevat etäisyyden kohteisiin havaitsemalla muutokset kapasitanssissa sen ympärillä. Radiotaajuusoskillaattori on kytketty metallilevyyn. Kun levy lähestyy kohdetta, radiotaajuus muuttuu ja taajuudenilmaisin lähettää signaalin, joka käskee kytkimen avautumaan tai sulkeutumaan. Näiden kytkimien haittana on, että ne ovat herkempiä sähköä johtaville kohteille kuin kohteille, jotka eivät.

Induktiivinen läheisyys vaihtaa etäisyyden kohteisiin luomalla magneettikenttiä. Ne ovat periaatteessa samanlaisia ​​kuin metallinilmaisimet. Lankakela ladataan sähkövirralla, ja elektroninen piiri mittaa tämän virran. Jos metalliosa pääsee riittävän lähelle kelaa, virta kasvaa ja kytkin avautuu tai sulkeutuu vastaavasti. Tämän tyypin suurin haitta on, että ne voivat havaita vain metalliesineitä.

Lähestymiskytkimiä käytetään valmistusprosesseissa esimerkiksi koneen osien asennon mittaamiseen. Niitä käytetään myös turvajärjestelmissä, esimerkiksi oven avautumisen havaitsemisessa ja robotiikassa, jossa ne voivat seurata robotin tai sen osien läheisyyttä esineisiin ja ohjata sitä sen mukaisesti.