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Ultrasonic Sensors Knowledge (Part 6) – Synchronizing Ultrasonic Sensors

Pepperl+Fuchs ultrasonic sensors
Pepperl+Fuchs offre une vaste gamme de détecteurs ultrasoniques dont de nombreux modèles intègrent un connecteur de synchronisation supplémentaire

Lors de l'installation de détecteurs ultrasoniques, il n'est pas toujours possible d'observer les distances de séparation minimales. Afin de réduire les distances de séparation des détecteurs tout en évitant les diaphonies, Pepperl+Fuchs a conçu des détecteurs ultrasoniques dotés d'entrées de synchronisation. Les modèles ainsi équipés peuvent être utilisés en mode de synchronisation ou de multiplexage interne et externe. La synchronisation des cycles de transmission permet de réduire la distance entre les détecteurs ultrasoniques adjacents sans générer d'interférences.

Explication de l'entrée de synchronisation des détecteurs ultrasoniques

Si une entrée de synchronisation reste ouverte, le détecteur ultrasonique fonctionne en mode standard. L'application d'un potentiel défini (L+/L-) permet de verrouiller le détecteur, puis de le réactiver via un signal de déclenchement externe. Tant que le détecteur est verrouillé, aucune impulsion ultrasonique n'est émise. Les sorties (analogiques et de commutation) sont bloquées dans cet état et sont actualisées dès l'activation du détecteur pour un cycle de mesure minimum via l'entrée de synchronisation. Cette fonctionnalité peut être utilisée avec les modes de synchronisation et de multiplexage externes.

En mode de synchronisation externe, les entrées de synchronisation de tous les détecteurs sont associées et contrôlées par un signal d'horloge externe (chaque détecteur ultrasonique est déclenché séparément en mode de multiplexage).

Le niveau de signal requis, la durée de cycle, ainsi que le nombre maximum de détecteurs utilisables sont décrits dans la fiche technique du détecteur correspondant. En mode de synchronisation interne, les entrées de synchronisation de tous les détecteurs sont associées et contrôlées par les détecteurs eux-mêmes. Aucun signal d'horloge externe n'est requis.


Mode de synchronisation et mode standard

En mode standard, les détecteurs ultrasoniques fonctionnent en parallèle. C'est-à-dire qu'ils émettent simultanément une impulsion d'ultrasons, puis attendent le retour d'écho d'un objet situé dans la zone de détection. Pour cela, les entrées de synchronisation de tous les détecteurs doivent être connectées. Selon le type ou la famille du détecteur et sa configuration, le mode de synchronisation s'exécute automatiquement (synchronisation interne) ou nécessite un signal de déclenchement externe (synchronisation externe).

Application :

Plusieurs détecteurs sont installés dans une matrice ultrasonique pour couvrir une zone étendue. La synchronisation des détecteurs peut s'avérer utile lorsque l'espace est restreint, car une distance de séparation minimale inférieure est requise entre chaque détecteur. Les intervalles répertoriés dans le tableau suivant doivent également être observés pour le montage inverse.

Avantages :

  • Coûts de câblage réduits, connexion des entrées activées pour chaque commutateur de proximité
  • Faible temps de réponse, car chaque commutateur est actif en continu

Inconvénients :

  • L'objet ne peut être affecté à un commutateur de proximité spécifique


Mode de multiplexage

Le multiplexage de détecteurs ultrasoniques entraîne l'émission d'impulsions ultrasoniques à intervalles réguliers, permettant ainsi d'éviter les diaphonies et d'omettre les distances de séparation entre les détecteurs adjacents. Toutefois, étant donné que les détecteurs sont activés en séquence, le temps de réponse augmente à chaque fois qu'un détecteur est ajouté à la matrice de multiplexage.

Une distinction doit toutefois être faite entre les modes de multiplexage interne et externe. En mode de multiplexage interne, les entrées de synchronisation de tous les détecteurs doivent être connectées. Selon le type ou la famille et la configuration du détecteur, le mode de multiplexage s'exécute automatiquement ou une adresse doit être attribuée au détecteur via l'outil de configuration. En mode de multiplexage externe, un signal de déclenchement externe est nécessaire et la séquence temporelle doit être coordonnée par un contrôleur externe.

Application :

Les détecteurs sont utilisés avec des équipements et machines offrant un espace d'installation très restreint, des détecteurs adjacents de même type, ou encore pour éviter les diaphonies lors des diverses tâches de mesure. Les distances de séparation minimales ne sont pas requises, même si les détecteurs sont opposés les uns aux autres.

Avantages :

  • La fiabilité empêche les diaphonies
  • Il est possible d'affecter un objet à un détecteur ultrasonique

Inconvénients :

  • Coûts supplémentaires liés au générateur d'horloge en mode de multiplexage externe
  • Temps de réaction plus long qu'en mode de synchronisation, car les détecteurs fonctionnent en séquence

Maintenant disponible : Guide technique sur les détecteurs ultrasoniques