Comment fonctionnent les capteurs de contraste ?
Les capteurs de contraste sont des capteurs optoélectroniques qui fonctionnent selon le principe d’un capteur réflex : la lumière émise est réfléchie par l’objet, puis réabsorbée et évaluée. Les capteurs de contraste servent à détecter les marquages sur la base des différences de contraste. Ils se caractérisent par des vitesses de commutation élevées et une faible gigue. Pour une détection optimale, différentes technologies de détection de contraste sont disponibles :
- Lumière laser rouge + photodiode monochrome
- Lumière blanche + photodiode monochrome
- Lumière blanche + photodiode RVB
Quelle est la différence entre la lumière et la lumière laser ?
La lumière est constituée de rayonnements électromagnétiques visibles par l’œil humain, qui se propagent dans différentes gammes de longueurs d’onde lorsqu’ils sont émis par une source lumineuse. La lumière laser est produite par l’amplification de la lumière par émission stimulée, c’est-à-dire que des ondes lumineuses de même direction sont concentrées en un seul faisceau à une concentration élevée.
Qu’est-ce qu’un espace colorimétrique et lequel est particulièrement pertinent pour les capteurs ?
Un espace colorimétrique est un système de coordonnées de couleur défini qui vise à systématiser et standardiser les couleurs. Cela permet de définir l’ensemble des couleurs et la méthode de représentation des couleurs. Dans un espace colorimétrique, les couleurs sont décrites par des coordonnées dont les axes représentent différentes propriétés de la couleur, telles que l’intensité de la couleur, la luminosité, la teinte ou la saturation. Les espaces colorimétriques RVB et CMJN sont particulièrement importants pour l’industrie. L’espace colorimétrique RVB est utilisé pour les capteurs, car ils enregistrent les informations colorimétriques sous la forme de canaux de couleur rouge, vert et bleu.
Espace colorimétrique RVB
L’espace colorimétrique RVB utilise la lumière pour créer des couleurs en combinant le rouge, le vert et le bleu.
Espace colorimétrique CMJN
L’espace colorimétrique CMJN est surtout utilisé pour l’impression et produit des couleurs avec du cyan, du magenta, du jaune et du noir.
Qu’est-ce que la lumière blanche, basée sur l’espace colorimétrique RVB ?
Le modèle de couleurs RVB fonctionne comme un mélange additif des couleurs. Le mélange de lumière rouge, verte et bleue produit une lumière blanche. Le noir apparaît lorsqu’il n’y a aucune présence de lumière à aucune longueur d’onde.
Quelles sont les propriétés de réflexion des surfaces colorées ?
Technologies de capteurs de contraste
Comment fonctionnent les capteurs de contraste avec lumière blanche ?
Les capteurs de contraste à LED à lumière blanche émettent une lumière blanche sous la forme d’un point lumineux rectangulaire qui est réfléchi par la surface vers le récepteur du capteur, qui l’analyse ensuite.
Récepteur avec photodiode RVB (P1PWxxx)
Le récepteur se compose de trois zones correspondant à l’espace colorimétrique RVB. Selon la couleur de la marque de contraste, la lumière est réfléchie vers le récepteur en fonction des propriétés de réflexion et évaluée sur la base des trois canaux.
Récepteur avec photodiode monochrome (WM03xxx)
La photodiode du récepteur se compose d’une seule surface continue. En fonction de la couleur de la marque de contraste, la lumière est réfléchie vers le récepteur selon les propriétés de réflexion. Le récepteur analyse la luminosité reçue et la classe sur une échelle de gris.
Comment fonctionnent les capteurs de contraste avec lumière laser ?
Les capteurs de contraste avec lumière laser émettent un point de lumière laser rouge dont la réflexion est évaluée par le récepteur. Le récepteur fonctionne avec une photodiode monochrome. Il existe des capteurs de contraste avec lumière laser en version numérique et analogique :
- Version numérique (YM24PAH, YP11VAH) : le seuil de commutation est réglé sur un certain niveau de luminosité. Cette valeur de luminosité est ensuite comparée à la quantité de lumière réfléchie par l’objet.
- Version analogique (YP11MGV) : la sortie analogique émet une tension proportionnelle à la luminosité. Plus l’objet est clair, plus la tension de sortie est élevée.
Comparaison technologique des capteurs de contraste avec lumière laser et avec lumière blanche à LED
|
Lumière blanche à LED
|
||||
|---|---|---|---|---|
|
Distance courte jusqu’à 50 mm
|
Détection des marques imprimées et de couleur
|
Vitesse très élevée jusqu’à 50 kHz
|
Spot lumineux rectangulaire
|
|
|
Lumière laser (rouge)
|
||||
|
Distances jusqu’à 150 mm
|
Détection des différences de contraste
|
Vitesse élevée jusqu’à 20 kHz
|
Petit spot lumineux circulaire
|
|
Applications avec capteurs de contraste
Secteurs privilégiant l’utilisation de capteurs de contraste avec lumière blanche à LED
Secteur de l’emballage
Dans l’industrie de l’emballage, des capteurs de contraste avec lumière blanche à LED sont utilisés pour la détection des marques imprimées.
Industrie agroalimentaire
Les capteurs de contraste avec lumière blanche à LED sont utilisés dans l’industrie agroalimentaire pour détecter les marques imprimées.
Industrie graphique
Les capteurs de contraste avec lumière blanche à LED détectent les marques imprimées les plus diverses dans l’industrie graphique.
Secteurs privilégiant l’utilisation de capteurs de contraste avec lumière laser
Industrie automobile
Les capteurs de contraste avec lumière laser sont utilisés dans l’industrie automobile pour la détection de contrastes.
Industrie plastique
Dans l’industrie plastique, des capteurs de contraste avec lumière laser sont utilisés pour la détection de contrastes.
Comment fonctionne l’apprentissage des capteurs de contraste sur l’application ?
Pour les capteurs de contraste avec lumière laser, le réglage s’effectue à l’aide d’un potentiomètre. Cela signifie que la valeur seuil est réglée manuellement.
Les capteurs de contraste avec lumière blanche à LED sont initialisés par simple pression sur une touche, le capteur calculant automatiquement le seuil de commutation à l’aide de la touche Teach-in. Deux modes de teach-in différents sont disponibles :- Teach-in à deux points : Dans le cas du teach-in à deux points, le teach-in s’effectue sur l’objet, c’est-à-dire la marque, puis sur l’arrière-plan lors du teach-in ultérieur. Entre les deux valeurs de mesure déterminées et enregistrées, le capteur calcule le point de commutation de sorte qu’il se situe entre les deux points du teach-in.
- Teach-in dynamique : Lors du teach-in dynamique, le capteur est placé dans un mode d’enregistrement qui permet le teach-in automatique. Ce mode permet d’enregistrer les valeurs de mesure. Une fois le mode d’enregistrement terminé, un point de commutation est calculé entre les valeurs de mesure minimale et maximale.
