معرفی سنسور مجاورت القایی
سنسورهای مجاورت القایی (Inductive Proximity Sensors) برای تشخیص اجسام فلزی بدون تماس فیزیکی استفاده می‌شوند. این سنسورها در اتوماسیون صنعتی، کنترل موقعیت، و ایمنی کاربرد گسترده‌ای دارند.
یکی از سنسورهای رایج در بازار، مدل LJ12A3-4-Z/BX است که در این مقاله نحوه اتصال و استفاده از آن با STM32 را آموزش می‌دهیم.
| ویژگی | مقدار |
|---|---|
| ولتاژ کاری | 6 تا 36 ولت DC |
| نوع خروجی | NPN (Open Collector) |
| فاصله تشخیص | 4 میلی‌متر (برای آهن) |
| جریان خروجی ماکزیمم | حدود 300 میلی‌آمپر |
| قطر بدنه | 12 میلی‌متر |
| وضعیت خروجی | فعال = خروجی به زمین متصل می‌شود |
نحوه عملکرد سنسور
در حالت عادی که فلزی در مقابل سنسور نیست، خروجی سنسور شناور (pull-up نشده) یا در سطح بالا قرار دارد. وقتی جسم فلزی به سنسور نزدیک شود، خروجی NPN open-collector به زمین وصل شده و سطح آن LOW می‌شود. بنابراین، شما باید یک مقاومت pull-up روی خروجی قرار دهید تا بتوانید وضعیت HIGH/LOW را در میکروکنترلر بخوانید.
نحوه اتصال سنسور به STM32
پایه‌های سنسور:
قهوه‌ای (Brown): تغذیه مثبت (VCC)
آبی (Blue): زمین (GND)
مشکی (Black): خروجی NPN
توجه: تغذیه سنسور با ولتاژ 12 ولت انجام می‌شود، ولی خروجی آن نباید مستقیماً به پایه‌های 3.3 ولتی STM32 متصل شود مگر با رعایت نکات حفاظتی.
مدار حفاظتی برای اتصال به STM32
با توجه به آن که خروجی سنسور 12 ولت خواهد بود، اتصال خروجی به پایه میکروکنترلر باید با استفاده از تقسیم مقاومتی، اپتوکوپلر و یا دیود زنر انجام شود.
سورس کد مورد نیاز
نکات ایمنی مهم
ولتاژ تغذیه سنسور را مستقیماً به 3.3 ولت یا 5 ولت STM32 وصل نکنید.
سنسور به 12V DC نیاز دارد.
خروجی NPN را مستقیماً به GPIO میکروکنترلر متصل نکنید.
همیشه از pull-up و مقاومت محافظ استفاده کنید.
در صورت نیاز به ایزولاسیون کامل (در محیط‌های صنعتی)، از اپتوکوپلر استفاده کنید.
جریان خروجی سنسور را در نظر بگیرید.
خروجی آن قادر به تحمل جریان تا 300mA است، اما در استفاده با میکروکنترلر جریان بسیار کم (چند µA) لازم است.
از نوسانات ولتاژ جلوگیری کنید.
در ورودی تغذیه سنسور یک خازن 100nF و یک خازن 10µF قرار دهید.
نتیجه‌گیری
سنسور مجاورت القایی LJ12A3-4-Z/BX ابزاری ساده و مؤثر برای تشخیص اجسام فلزی در فاصله کوتاه است. راه‌اندازی آن با میکروکنترلر STM32 بسیار ساده است، به شرط آنکه به نکات الکتریکی و ایمنی توجه شود. اگر در محیط‌های صنعتی یا دارای نویز فعالیت می‌کنید، استفاده از اپتوکوپلر برای ایزولاسیون پیشنهاد می‌شود.
امیدواریم از این آموزش استفاده برده باشید!
با سایر آموزش های اصفهان درایو همراه باشید!
