Kapasitif sensör, önündeki ortamın kapasitesindeki değişimi algılayarak metal olsun olmasın plastik, ahşap, cam, sıvı, toz ve granül gibi neredeyse her malzemeyi temassız algılayan bir yaklaşım sensörüdür. Endüktif sensör ise yalnızca metalleri algılar. Kapasitif sensörler plastik bir depo duvarının arkasındaki sıvıyı bile algılayabilir; hassasiyetleri üzerindeki trimpotla ayarlanır. Bağlantıları endüktif sensörlerle aynıdır: kahverengi +, mavi -, siyah çıkış.
Bir silodaki tahıl seviyesini, plastik bir depodaki su seviyesini ya da bir bantta geçen karton kutuları algılamak gerektiğinde endüktif sensör işe yaramaz, çünkü yalnızca metali görür. Bu işler için kapasitif sensör kullanılır. Bu rehberde kapasitif sensörün nasıl çalıştığını, endüktif sensörden farkını ve doğru kullanımını anlatıyoruz.
Kapasitif sensör nedir?
Kapasitif sensör, ön yüzündeki elektrotun oluşturduğu elektrik alanına giren cismin, sensörün algıladığı kapasiteyi değiştirmesiyle cismi temassız algılayan bir yaklaşım sensörüdür. Metal, plastik, ahşap, cam, kâğıt, su, yağ, toz ve granül gibi pek çok malzemeyi algılayabilir. Kapasitenin ne olduğunu kondansatör rehberimizde anlattık.
Kapasitif sensör nasıl çalışır?
Sensörün ön yüzündeki elektrot ile çevresi arasında küçük bir kondansatör oluşur; bir cisim yaklaştığında bu kondansatörün kapasitesi artar, sensör içindeki osilatör devresi bu değişimi algılayarak çıkışı değiştirir. Malzemenin dielektrik sabiti ne kadar yüksekse algılama o kadar kolaydır: su ve metal çok kolay, plastik ve ahşap daha zor algılanır. Bu yüzden algılama mesafesi malzemeye göre değişir.
Kapasitif ve endüktif sensör farkı
| Özellik | Kapasitif sensör | Endüktif sensör |
|---|---|---|
| Algıladığı malzeme | Neredeyse tüm malzemeler | Yalnızca metaller |
| Çalışma prensibi | Kapasite değişimi | Manyetik alanda girdap akımları |
| Duvar arkası algılama | Metal olmayan ince duvar arkasındaki sıvıyı algılayabilir | Hayır |
| Ortam etkisi | Nem, toz ve kirden daha fazla etkilenir | Kir ve yağa dayanıklıdır |
| Hassasiyet ayarı | Genellikle trimpotla | Genellikle sabit |
| Tipik kullanım | Seviye algılama, ambalaj, sıvı ve granül | Metal parça algılama, konum, sayım |
Örnekler: kapasitif LJC18A3-H-Z/BX NPN NO kapasitif mesafe sensörü; karşılaştırma için endüktif TL-W5MC1 NPN NO ve LJ20A3-8-Z/BY PNP NO. Endüktif sensörleri endüktif sensör rehberimizde anlattık.
Kapasitif sensör nasıl bağlanır?
3 kablolu DC kapasitif sensörlerin bağlantısı endüktif sensörlerle aynıdır: kahverengi besleme artı, mavi besleme eksi, siyah çıkış.
- Kahverengi kabloyu güç kaynağının artısına (genellikle 6-36V DC), mavi kabloyu eksisine bağlayın.
- NPN sensörde yükü artı ile siyah kablo arasına, PNP sensörde siyah kablo ile eksi arasına bağlayın.
- Sensörü Arduino'ya bağlarken çıkışı bir optokuplör üzerinden okuyun; bkz. optokuplör rehberi.
- Kodlarda "LJC" kapasitif, "LJ" endüktif sensörü gösterir; Z/BX gibi ekler endüktif sensörlerle aynı anlama gelir (Z = DC, BX = NPN NO).
Hassasiyet adım adım nasıl ayarlanır?
- Sensörü algılanacak malzemenin önüne, kullanılacağı konumda sabitleyin.
- Malzeme yokken trimpotu sensör LED'i sönük kalacak şekilde ayarlayın.
- Malzemeyi getirin ve LED yanana kadar hassasiyeti artırın.
- Hassasiyeti, malzeme yokken yanlış algılama olmayacak ve malzeme varken güvenle algılanacak bir orta noktaya getirin.
- Depo duvarı arkasından sıvı algılarken sensörü duvara tam dayayın ve hassasiyeti duvarın kendisini algılamayacak şekilde ayarlayın.
Kapasitif dokunmatik sensörler
Aynı prensip, dokunmatik butonlarda da kullanılır: parmak yaklaştığında elektrotun kapasitesi değişir. TTP223 kapasitif dokunmatik sensör tek bir buton gibi çalışır ve doğrudan Arduino'nun dijital girişine bağlanır. Çok sayıda dokunmatik tuş için MPR121 12 kanallı dokunmatik sensör kartı I2C ile kullanılır. Bu sensörler ince plastik ya da cam arkasından da çalışabilir.
Sık sorulan sorular
Kapasitif sensör neleri algılar?
Kapasitif sensör metal, plastik, ahşap, cam, kâğıt, sıvılar, toz ve granül malzemeler gibi neredeyse tüm malzemeleri algılayabilir. Algılama mesafesi malzemenin türüne göre değişir.
Kapasitif sensör sıvı seviyesi ölçer mi?
Evet; plastik ya da cam gibi metal olmayan bir deponun duvarına yerleştirilerek içerideki sıvının belirli bir seviyeye ulaşıp ulaşmadığını algılayabilir. Bu, sensörün sıvıyla temas etmemesini sağlar.
Kapasitif sensör neden yanlış algılıyor?
Nem, toz, kir birikmesi ya da hassasiyetin çok yüksek ayarlanması yanlış algılamaya yol açar. Sensörün yüzeyini temiz tutun ve hassasiyeti yeniden ayarlayın.
Endüktif yerine kapasitif sensör kullanılır mı?
Metal algılamada kullanılabilir, ancak kapasitif sensörler ortam koşullarından daha fazla etkilendiği için yalnızca metal algılanacaksa endüktif sensör daha güvenilir bir seçimdir.
Kapasitif sensörün algılama mesafesi nedir?
Ürün belgesindeki mesafe genellikle topraklanmış metal bir hedef için verilir. Plastik, ahşap ve kâğıt gibi malzemelerde gerçek algılama mesafesi bu değerden daha kısadır.
Özet
- Kapasitif sensör, kapasite değişimiyle neredeyse tüm malzemeleri algılar.
- Endüktif sensör yalnızca metalleri algılar.
- Bağlantı aynıdır: kahverengi +, mavi -, siyah çıkış.
- Hassasiyet trimpotla, malzemeye ve ortama göre ayarlanır.
- Aynı prensip kapasitif dokunmatik butonlarda da kullanılır.