Composants des circuits de commande de moteurs (2)

Capteurs de proximité capacitifs :

Les capteurs de proximité capacitifs sont sensibles à tous les types de matériaux.

Ils s'avèrent particulièrement utiles pour contrôler le niveau de matière dans les réservoirs contenant un liquide, une poudre ou un granulé. Ils peuvent également être utilisés pour détecter une position par rapport à une référence métallique ou non.

Une vis de réglage permet de faire varier la sensibilité du capteur en fonction du type de matériau à détecter. La distance de détection des capteurs capacitifs s'échelonne de 3 à 25 mm.

La figure suivante représente un capteur de proximité capacitif.

Capteur de proximité capacitif :

Le principe de fonctionnement des capteurs de proximité capacitifs est le suivant.

Lorsqu'un objet, métallique ou non, approche de la face du capteur, la capacitance entre la face du capteur et l'objet varie. Quand la valeur de réglage est atteinte, l'état du capteur change.

Le branchement d'un capteur de proximité capacitif est identique à celui d'un capteur de proximité inductif.

Il n'est pas recommandé de brancher les capteurs capacitifs ou inductifs en série ou en parallèle, en raison de la chute de tension aux bornes des capteurs lorsqu'ils sont en fonction. Cela pourrait causer une chute de la tension fournie à la charge et entraîner le fonctionnement inadéquat de l'élément commandé. Si un tel arrangement s'avère nécessaire, il importe d'effectuer la connexion en série ou en parallèle par l'intermédiaire de relais.

Cette manière de procéder est illustrée à la figure suivante.

Branchement en série ou en parallèle de capteurs de proximité inductifs ou capacitifs :

Capteurs de proximité photo-électriques :

On fait appel aux capteurs photoélectriques pour détecter la présence d'objets opaques ou transparents sur une distance allant de quelques centimètres à quelques mètres.

Ces capteurs se composent de deux parties distinctes :

- une source lumineuse (émetteur),

- un récepteur de lumière.

La figure suivante montre un capteur photo-électrique spécialement conçu pour être utilisé dans un environnement humide et poussiéreux. Il peut être branché à une source d'alimentation alternative d'une tension variant de 20 à 246 V et d'une fréquence de 50 à 60 Hz. Il peut délivrer un courant maximal de 300 mA.

Capteur photoélectrique :

Ce type de capteur possède un interrupteur photosensible permettant d'entraîner son changement d'état lorsque le rayon émis est soit coupé, soit continu.

Les capteurs photoélectriques mettent à profit trois modes de détection. On retrouve donc des capteurs de type :

- barrage,

- reflex,

- proximité.

Une bonne compréhension de ces trois principes de détection s'avère essentielle pour être en mesure de faire un choix de capteur judicieux en fonction de l'application.

Type barrage :

Dans le capteur photoélectrique de type barrage, le récepteur et la source lumineuse sont disposés face à face dans l'axe de détection. Le rayon lumineux est transmis directement au récepteur. Lorsque l'objet passe entre la source et le détecteur, le rayon est coupé, signalant ainsi la présence d'un objet.

Ce principe de détection est illustré à la figure suivante.

Capteur photoélectrique de type barrage :

Comparativement aux deux autres modes de détection, cette disposition du capteur et du récepteur permet d'obtenir une plus grande distance de détection. Il importe toutefois que la source lumineuse et le récepteur soient correctement alignés pour que le capteur fonctionne efficacement.

Type reflex :

Dans ce type de capteur, la source lumineuse et le récepteur sont disposés sur le même côté de l'objet à détecter. Le rayon est transmis de la source vers un réflecteur, qui dirige le rayon lumineux sur le récepteur. Lorsque l'objet coupe le rayon, sa présence est détectée.

La figure suivante montre le principe de détection du capteur de type reflex.

Capteur photoélectrique de type reflex :

Ce type de capteur est le plus fréquemment utilisé, car il offre le meilleur rapport prix/performance. Le réflecteur est spécialement conçu pour agir en harmonie avec la source et le récepteur. II ne peut donc pas être remplacé par un réflecteur d'un autre modèle.

Type proximité :

La source lumineuse et le récepteur sont disposés du même côté de l'objet à détecter. Lorsque l'objet passe face à la source et au détecteur, sa surface joue le rôle du réflecteur et dirige le rayon vers le récepteur. Contrairement aux deux autres capteurs photoélectriques, les capteurs de type proximité sont donc activés lorsque le récepteur perçoit le rayon lumineux et non lorsque celui-ci est interrompu.

La figure suivante illustre ce principe de détection.

Capteur photoélectrique de type proximité :

Les capteurs photoélectriques de type proximité s'avèrent simples à installer, mais ils sont affectés par différentes variables, telles que la surface des objets, leur couleur, leur forme ou leur nature. C'est pourquoi les capteurs sont munis d'un dispositif de réglage permettant de faire varier la distance de détection.

L'étage de sortie des capteurs peut être de type à transistor PNP ou NPN à triac ou encore à relais, comme le montre la figure suivante.

Étage de sortie des capteurs :

L'étage de sortie à relais consiste en un circuit électronique de détection qui alimente la bobine du relais par l'entremise d'un transistor. Le relais R possède deux contacts unipolaires à deux directions, qui permettent d'alimenter ou de couper l'alimentation de la ou des charges branchées au capteur.

L'étage de sortie à triac utilise, en plus du circuit de détection, un circuit d'amorçage pour le triac. Un photocoupleur permet d'isoler le circuit électronique de détection du circuit de puissance à triac.

Les capteurs peuvent être alimentés par une source de courant alternatif d'une tension variant entre 24 et 230 V. La charge est branchée en série avec un des contacts du relais ou le triac.

La figure suivante représente le branchement complet de deux capteurs, l'un utilisant un étage de sortie à relais et l'autre, un étage de sortie à triac.

Branchement des capteurs :