Finecorsa: cos'è, segnando + regole di connessione

Quasi tutti i sistemi automatizzati contengono un dispositivo come un finecorsa, che è responsabile della loro disattivazione quando la parte mobile raggiunge un certo punto. Nei sistemi di controllo dell'illuminazione, i finecorsa sono utilizzati come sensori. Quando si presentano circostanze programmate, formano un segnale.

Ti diremo tutto sullo scopo funzionale e sui tipi di dispositivi di viaggio. Nell'articolo che abbiamo presentato, abbiamo descritto schemi di cablaggio comprovati, elencato le regole di connessione. Vengono fornite funzioni di marcatura, vengono forniti suggerimenti per la selezione.

Cosa sono i finecorsa?

I finecorsa sono dispositivi elettrici progettati per aprire e chiudere il circuito di lavoro. Montali su meccanismi mobili per limitare il loro movimento entro limiti predeterminati. Le funzioni eseguite da questi dispositivi sono identiche a quelle dell'interruttore standard.

Il riempimento dei finecorsa è racchiuso in una custodia resistente, spesso in metallo. Tutti i suoi elementi sono ottimizzati per un facile fissaggio e un facile orientamento nello spazio.

I colori luminosi e diversi dei LED consentono di controllare l'alimentazione e la risposta del sensore. Due coppie di contatti, spesso disponibili nel trailer, consentono di monitorare lo stato della sua connessione.

Se la trasmissione del segnale non segue una coppia chiusa, non ritorna, ciò indica un malfunzionamento del cavo che porta all'interruttore. Dopo l'attivazione del sensore, è possibile utilizzare una coppia aperta di contatti per passare il segnale.

I sensori sensibili sono alla base sistemi di protezione dalle perdite. Quando viene rilevata l'acqua, per l'identificazione della destinazione, i dispositivi non solo segnalano una situazione di allarme in modalità suono e colore, ma bloccano anche il funzionamento dei sistemi attraverso i quali viene trasportata l'acqua.

Classificazione funzionale

Esistono tre gruppi principali di finecorsa: meccanico, senza contatto, magnetico. La funzione principale di tutti questi dispositivi è di scollegare automaticamente il meccanismo di lavoro quando raggiunge la posizione stabilita dalla sua parte mobile. Questi interruttori servono non solo per aprire il circuito, ma anche per collegarlo.

Il funzionamento del circuito nei sensori di estremità è coordinato in due modi: agendo direttamente sui contatti mobili e controllandoli in posizione. Nel primo caso, sono chiamati contatto, nel secondo - senza contatto. Un esempio di finecorsa di contatto sono i sensori responsabili della chiusura delle porte delle automobili.

La foto mostra il design del tipo di finecorsa. I suoi componenti principali sono: coperchio (1), base (2), contatti (3), rullo (4), leva (5), striscia di tenuta (6), ingresso filo (7)

I sensori di questo tipo non solo possono attivare e disattivare i meccanismi, ma anche impostare la posizione del soggetto di controllo. Questi includono interruttori a galleggiantecosì come i sensori di livello del carburante. Il segnale per il loro funzionamento è un cambiamento nella resistenza corrispondente ad un certo livello di liquido.

Sensori di contatto negativi in ​​presenza di parti meccaniche in movimento, durata relativamente breve grazie alla protezione inefficace contro umidità e polvere. Il vantaggio è semplice design, installazione e funzionamento. Gli interruttori di prossimità sono protetti in modo molto più affidabile da influenze esterne. Più durevole è la loro risorsa.

Estremità meccaniche

Il controllo dei finecorsa di questo tipo può essere a rullo o a leva. Funzionano non appena il meccanismo di controllo sotto forma di ruota, pulsante o leva è sottoposto a sollecitazioni meccaniche.

In questo caso, si verifica un cambiamento nella posizione dei contatti: possono chiudersi o aprirsi. Il processo è accompagnato da un segnale - controllo o avviso.

Molto spesso, i finecorsa hanno due contatti: aperto e chiuso. Esistono dispositivi single end, ma sono rari. In ogni caso, ci sono contatti in ogni caso e un diagramma di lavoro con i loro numeri è mostrato sul pannello.

Il design del rullo VK prevede lo spegnimento premendo l'attuatore sul pulsante sotto forma di una piccola asta. Poiché è collegato con contatti dinamici, al momento del contatto si apre il circuito di alimentazione.

La differenza tra gli interruttori a leva è che i loro contatti mobili sono collegati tramite un'asta o tramite un'asta a una piccola leva. L'azione si verifica quando l'attuatore fa clic su questa leva.

Nella foto è un microinterruttore meccanico KW4-3Z-3 con una barra di pressione. Si differenzia dal valore standard della corsa dell'elemento di lavoro. È utilizzato in macchine a controllo numerico, stampanti 3D.

Oltre ai dispositivi terminali standard, ci sono microinterruttori. Funzionano con lo stesso principio, ma la loro regolazione durante l'installazione richiede una maggiore precisione a causa della piccola corsa. Per aumentare la corsa di lavoro, ricorrono a una tecnica come l'inclusione di un elemento intermedio nel circuito: una leva con un rullo.

Questo tipo di interruttore è utilizzato sia in produzione che a casa. Il design dell'ascensore ha utilizzato un gran numero di KU.

Tra questi c'è un interruttore sotto forma di un sensore, che limita la corsa minima e massima dell'elevatore, segnalando una rottura del cavo, dando un segnale per aprire la porta ed eseguire molte più azioni. Sulle porte di molti appartamenti ci sono microinterruttori che accendono la luce nella stanza quando viene aperta.

Nelle automobili, tali sensori meccanici di estremità sono incorporati nei circuiti di allarme e illuminazione. La loro caratteristica è la presenza di un singolo input con un potenziale positivo collegato ad esso. L'alloggiamento è un terminale negativo, premuto contro un elemento metallico sulla carrozzeria, privo di vernice.

Con la massa dell'auto, questo elemento è collegato via cavo. La condizione principale è che l'interruttore non deve entrare in contatto con una superficie bagnata. Collegare i sensori di estremità quando si installa un allarme per auto utilizzando un circuito. Le loro uscite possono essere installate sia sulle porte che nell'abitacolo degli apparecchi di illuminazione.

Per accendere quando la porta è aperta e spegnere quando è chiusa, eseguire un corto a positivo. Se è presente una retroilluminazione per il soffitto della cabina e delle porte, viene utilizzato un blocco del rimorchio che svolge varie funzioni. Come risultato del funzionamento del blocco, i sensori importanti vengono bloccati quando si tenta di aprire i blocchi.

Caratteristiche dei finecorsa senza contatto

Una delle varietà di finecorsa è la loro modifica senza contatto (BVK). Dispositivi di comunicazione configurati per funzionare quando rientra nella zona di sensibilità di un oggetto specifico.

Questi limitatori si adattano a un materiale specifico e a una determinata dimensione. Non appena un oggetto con tali parametri cade nella zona sensibile, l'ampiezza di oscillazione del generatore viene trasformata

Non ci sono parti mobili nel dispositivo stesso, così come non c'è contatto meccanico tra l'oggetto di influenza e l'elemento interruttore configurato su di esso.

BVK è costituito dalle seguenti parti:

• elemento sensibile;
• tasto di accensione;
• componente che analizza il segnale.

La distanza alla quale il dispositivo inizia ad agire viene impostata in base alla modifica del sensore e ai requisiti del processo. L'esclusione di elementi mobili e di sfregamento da esso aumenta significativamente l'affidabilità di questi dispositivi.

I sensori senza contatto o, come vengono anche chiamati, i sensori di prossimità hanno funzionalità estese. Esistono due categorie: interruttori e sensori di posizione.

Il primo compito di IOO è rilevare la posizione di un oggetto. Inoltre, il sensore esegue il conteggio, il posizionamento, la separazione, l'ordinamento di oggetti. Può controllare la velocità, il movimento, calcolare l'angolo di rotazione, regolare l'inclinazione ed eseguire molte altre azioni.

In condizioni domestiche interruttori di prossimità utilizzato principalmente nell'organizzazione del controllo dell'illuminazione. Tuttavia, nel campo della progettazione di sistemi "Casa intelligente" ha una portata molto più ampia e molte più prospettive.

Gli strumenti sensibili sono utilizzati nell'industria, nell'industria dei trasporti, come elemento di automazione, nella raffinazione del petrolio. In base al principio di rilevamento degli oggetti in avvicinamento, i BKV sono distinti induttivi, capacitivi, ottici, ultrasonici.

Sensori di prossimità induttivi

Sono configurati per materiali sia metallici che amorfi. Tra quelli che reagiscono al metallo, ci sono opzioni magnetiche e ferromagnetiche. All'interno del sensore è un nucleo - metallo o magnetizzato.

L'interruttore può ricevere energia con un'ampia variazione nei valori di tensione - da 10 V a corrente costante e corrente alternata - da 264 V. Il segnale di uscita viene generato a 0,2 A per corrente continua e 0,5 A per corrente alternata

Se descrivi il design di tale sensore in modo più dettagliato, è costituito da un trasduttore, inclusa una bobina di rame situata in una tazza di ferrite. Le sue funzioni includono il reindirizzamento del vettore di linee elettromagnetiche verso la parte anteriore dell'interruttore.

L'oscillatore nel circuito può essere con una resistenza negativa fissa o qualsiasi altro tipo. Le linee del campo magnetico sono orientate perpendicolarmente alla direzione della corrente che scorre lungo le spire del nucleo magnetizzato.

Un campo di forza alternata è causato da una tensione alternata agli ingressi principali. Il prossimo nodo importante è lo shaper del segnale, che crea l'isteresi e l'intervallo del segnale di controllo. Include un rilevatore controllato da un grilletto.

Il diagramma mostra un interruttore di movimento induttivo in azione. Il suo elemento principale è un induttore, utilizzato da un generatore

Il punto chiave nel funzionamento del finecorsa di induzione sono i cambiamenti che si verificano quando un oggetto si avvicina o si allontana. Non appena la soglia di tensione supera il valore consentito, il sensore viene attivato collegando un trigger che apre la chiave.

Interruttori di prossimità capacitivi

Dopo l'apparizione dell'oggetto, inizia il circuito vibratore del dispositivo capacitivo, vengono impostati i parametri temporali. Man mano che il soggetto si avvicina al sensore, la capacità di quest'ultimo aumenta e la frequenza prodotta dal multivibratore diminuisce.

Non appena viene superata la soglia di frequenza, il dispositivo si spegne. Molti modelli funzionano secondo questo principio. sensori di movimentospegnere e accendere le lampadine quando viene rilevato un oggetto nella zona di sensibilità.

Lo schema strutturale di un sensore capacitivo ricorda un dispositivo induttivo: entrambi i modelli hanno un generatore e un rivelatore.

Il principio di funzionamento di un rimorchio di tipo capacitivo si basa su un cambiamento nella capacità dell'elemento ricevente - un condensatore. In tali sensori, l'operazione di commutazione inizia quando oggetti dielettrici e metallici entrano nel loro campo

Oltre al generatore che genera un campo elettrico, il loro design include parti di base come un demodulatore. Agisce come un convertitore dell'ampiezza delle oscillazioni ad alta frequenza con una variazione simultanea della tensione. Il prossimo componente importante è il trigger, che è responsabile di un certo livello di segnale, commutazione e dipendenza dall'isteresi.

Per aumentare il segnale di ingresso a un valore specificato, nel circuito dell'interruttore capacitivo è incluso un amplificatore. L'indicatore LED è responsabile del monitoraggio delle impostazioni e del funzionamento del dispositivo.

Un interruttore come un composto protegge l'interruttore da umidità e particelle solide. Una custodia in plastica o ottone protegge tutto al suo interno da danni meccanici. Il kit include anche elementi di fissaggio.

L'elemento di commutazione in questo dispositivo si trova sul condensatore ed è una piastra che interagisce con un vibratore. Il ruolo dell'elemento di soglia è svolto da un comparatore collegato a un vibratore. Quest'ultimo, a sua volta, è collegato a un convertitore di frequenza e tensione.

I finecorsa capacitivi rispondono a materiali solidi, in polvere, liquidi, sia conduttivi che non conduttivi

La differenza tra modelli capacitivi e induttivi è che i primi rispondono all'umidità dell'aria e al cambiamento di densità. I secondi sono insensibili a tali influenze.

Il dispositivo di interruttori a ultrasuoni

Il design dei finecorsa ad ultrasuoni prevede la presenza di emettitori di suoni al quarzo che formano onde di impulso con una lunghezza di 100 - 500 kNc e un ricevitore le cui impostazioni corrispondono a una certa frequenza.

Quando si modifica l'ampiezza delle onde sonore a seguito di manovre di un oggetto in movimento, il microinterruttore BVK acquisisce nuovi valori e, in base a ciò, controlla i segnali di uscita.

Il principio di funzionamento dei sensori a ultrasuoni si basa su un cambiamento nel tempo durante il quale l'onda sonora si sposta dal sensore all'oggetto controllato. La distanza di rilevamento di tali dispositivi è piuttosto ampia - fino a 10 m. Il loro grande vantaggio è che sono in grado di rilevare un oggetto di qualsiasi forma e colore che riflette il suono.

Il funzionamento di questo sensore a ultrasuoni si basa su un semplice principio: non appena un segnale arriva a una delle sue gambe, l'altro riceve un impulso di una lunghezza pari alla distanza dall'oggetto

Tali sensori vengono utilizzati per rilevare oggetti con una superficie piana, occupando una posizione perpendicolare rispetto alla linea mediana del rilevamento.

Le imprecisioni nel loro lavoro possono causare:

1. Improvvisamente correnti d'aria ad alta potenza, amplificando o attenuando l'onda.
2. Un brusco cambiamento di temperatura.Con una grande quantità di calore emesso dall'oggetto, la velocità delle onde propagate cambia.
3. Deviazione dall'angolo verticale tra il piano orizzontale dell'oggetto e l'asse del sensore. Se questo errore supera 10⁰, il sensore non funziona.
4. Contorni angolari dell'oggetto. In questo caso, la sua identificazione è molto difficile.

Le oscillazioni si propagano in un mezzo solido, gassoso, liquido e la velocità dipende dai parametri corrispondenti. I sensori a ultrasuoni non hanno parti in movimento, quindi non esiste alcuna relazione tra il numero di cicli e la durata del dispositivo. Sono caratterizzati da una maggiore resistenza alle influenze di tutti i tipi dall'esterno.

Dispositivi ottici senza contatto

I BKV di questo tipo controllano gli oggetti, sia sovrapponendoli alle radiazioni che riflettendoli. Quando un oggetto entra nello spazio tra l'interruttore e la sorgente luminosa, il sensore interrompe il flusso luminoso. L'elemento responsabile di questa azione può essere relè o semiconduttore. Il raggio di risposta si estende a 150 m.

Questa è una foto di un sensore di estremità ottica. Determina la posizione dei punti estremi di movimento delle parti mobili nelle stampanti 3D, macchine a controllo numerico

I sensori di prossimità funzionano in un ampio intervallo di temperature - da -60 a + 150 ° C. Resistono a una pressione di circa 500 bar, possono essere utilizzati in un ambiente aggressivo e anche in condizioni di maggiore rischio di esplosione.

Tipi di estremità magnetiche

Questo tipo di interruttore, altrimenti chiamato interruttore a galleggiante o interruttore reed, sostituisce gradualmente i modelli meccanici. I loro contatti cambiano posizione quando si trovano ad una certa distanza dal magnete. In questo caso, viene inviato un segnale al circuito di controllo.

Nell'interruttore reed ci sono uno o due contatti fatti di un materiale speciale - un ferromagnete. Il rimorchio magnetico è di piccole dimensioni. Lo collocano in una custodia di plastica o di vetro e sono montati nel suo circuito in un circuito elettrico.

I contatti in tale interruttore sono aperti, chiusi, commutabili. Nei dispositivi di primo tipo, il contatto si chiude quando viene attivato. I contatti normalmente chiusi si aprono in circostanze simili e gli interruttori si comportano in base alla situazione.

La scelta del modello dipende da circostanze specifiche. Gli interruttori Reed sono utilizzati nella costruzione di cancelli scorrevoli. Con il loro aiuto, la struttura viene fermata quando raggiunge la sua posizione estrema durante l'apertura o la chiusura.

Alcuni modelli a galleggiante sono utilizzati come parte di un allarme antifurto all'ingresso della casa. Quando la porta è chiusa, il circuito è chiuso a causa dell'influenza di un campo magnetico sul rimorchio. La porta di apertura provoca il movimento del magnete e l'apertura del contatto, che fa scattare l'allarme.

Quando si installano i magneti, si tiene conto della loro polarità. Se installati in modo errato, non adempiranno alle funzioni loro assegnate

Il fatto che non vi sia alcun contatto meccanico in questo design è il suo vantaggio che aumenta la longevità. Differiscono nella struttura più semplice in base all'interazione di contatti a controllo magnetico con un magnete convenzionale.

Regole e specifiche di connessione

Sebbene i finecorsa stessi siano abbastanza semplici nella costruzione, sono utilizzati in apparecchiature con circuiti elettrici complessi. Pertanto, la loro connessione dovrebbe essere effettuata da specialisti e rigorosamente secondo gli schemi principali, basati sulle caratteristiche della tecnologia.

Considera l'esempio del collegamento di un semplice interruttore meccanico in una stampante 3D. Ciò è necessario per impostare le coordinate estreme per il suo trasporto. Il rimorchio plug-in ha 3 contatti: COM, NO, NC. Quando il sensore è aperto, il primo e l'ultimo contatto sono sotto una tensione di + 5V. Il secondo contatto (NO) è collegato a terra.

Nel diagramma, i contatti COM (1) e NO (2) sono nello stato chiuso e COM e NC (3) sono aperti. Quando il carrello della stampante raggiunge la posizione estrema, i contatti COM e NC sono collegati e si verifica il suo rimbalzo di 2 mm

Collegare il sensore usando due fili: rosso e nero. Quando l'apparecchio scatta, dovrebbe suonare un clic tipico. L'interruttore indicatore è collegato allo stesso modo, ma ha anche un terzo filo - verde.

Il suo funzionamento è segnalato da un LED acceso e un clic. I suoi connettori sulla scheda hanno le designazioni: per il filo rosso V (+5 V), per il nero - G (terra), per il verde - S (segnale).

Le stesse lettere indicano i connettori sull'interruttore ottico. Controllerà più accuratamente il funzionamento del carrello, ma potrebbe non funzionare correttamente in condizioni di polvere e luce solare. L'innesco della coppia ottica è accompagnato dall'inclusione di un diodo emettitore di luce e avviene in modo completamente silenzioso.

I finecorsa sono ampiamente utilizzati dai produttori di mobili, installandoli in armadi scorrevoli. La connessione viene eseguita secondo le istruzioni allegate a ciascun modello. Il diagramma indica la posizione di montaggio della struttura in plastica con la chiave. Per la porta centrale, deve essere installata in modo tale da non costituire un ostacolo al corretto movimento dell'altra porta della sezione lungo le guide.

Gli schemi mostrano la procedura per il collegamento dei finecorsa per porte scorrevoli negli armadi scorrevoli (opzione b) e per porte a battente (opzione a)

Nel caso di installazione di un finecorsa per una porta a battente, è fissato con viti autofilettanti all'interno dell'armadio. Quando è chiuso, la porta preme il pulsante, apre il circuito e l'illuminazione non funziona. All'aperto: la porta rilascia il pulsante e l'illuminazione si accende.

Marcatura finecorsa

Ciascuno di questi dispositivi di commutazione è etichettato di conseguenza. Dopo averlo decrittografato, è possibile ottenere tutte le informazioni su un modello specifico del finecorsa. Se è presente un record VU222M, significa che hai un interruttore della serie di terminali VU222 di fronte a te. L'elemento mobile è una leva modernizzata.

Questo schema a blocchi mostra il simbolo di un finecorsa progettato per il funzionamento in circuiti di controllo funzionanti a corrente alternata e continua con una tensione massima di 660 V

Nel dettaglio, decodifichiamo ad esempio la marcatura dell'interruttore VP 15M4221-54U2. È dotato di un elemento di azione mobile della serie 15. Ha un contatto di chiusura e un contatto di chiusura, dotato di uno spintore con un rullo.

Il livello di protezione è IP54 sul lato azionamento, “U” indica la versione climatica e il numero 2 indica la categoria di posizionamento. Il prodotto è conforme a TU U 31.2-25019584-005-2004.

Produttori leader del settore

Molte aziende producono tali sensori. Tra questi ci sono leader riconosciuti. Tra questi c'è la società tedesca Sick, come principale produttore di prodotti di alta qualità. Autonics fornisce sul mercato interruttori di prossimità di tipo induttivo e capacitivo.

I sensori senza contatto di alta qualità sono prodotti dalla società russa TEKO. Sono caratterizzati da un'estrema tenuta (IP 68). Questi finecorsa funzionano negli ambienti più pericolosi, compresi quelli esplosivi, e sono disponibili vari metodi di installazione.

I finecorsa del produttore ucraino Promfaktor sono famosi. Gli interruttori e gli interruttori finali VP, PP, VU sono prodotti qui. La garanzia, soggetta a tutte le regole operative, è di 3 anni.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video n. 1. Popolare su finecorsa:

Video n. 2. Installazione di HF su una macchina CNC fatta in casa:

Lo scopo dei finecorsa può essere molto diverso. Sono utilizzati sia in sistemi industriali complessi che nella vita di tutti i giorni per aumentare il nostro comfort. La cosa principale è che la loro connessione al circuito elettrico deve essere eseguita solo dopo la completa rimozione della tensione.

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