Fotokomórka - budowa, zasada działania, zastosowanie

BUDOWA

Fotokomórka składa się z dwóch elementów: nadajnika i odbiornika.

Nadajnik to nic innego jak prosta płytka elektroniczna z zabudowaną diodą nadawczą IR (sygnału świetlnego podczerwonego). Po dostarczeniu napięcia do elektroniki wysyła sygnał do odbiornika. Światło generowane przez diodę pozostaje niewidoczne dla ludzkiego oka.

Odbiornik fotokomórki jest nieco bardziej skomplikowany – oprócz elementu światłoczułego odbierającego sygnał z nadajnika posiada zazwyczaj przekaźniki załączające lub rozłączające obwód w przypadku braku sygnału z nadajnika. Typowe przekaźniki w klasycznej fotokomórce posiadają styk NC, co oznacza, że obwód elektroniczny jest zamknięty jeśli odbiera sygnał z nadajnika. W niektórych fotokomórkach znajduje się też styk NO, czyli obwód pozostaje otwarty tak długo, jak dociera sygnał z odbiornika, natomiast jest zamykany w przypadku naruszenia wiązki światła. Typowe zastosowanie wymaga jedynie złącza NC i takie też jest używane w automatyce bramowej.

ZASADA DZIAŁANIA FOTOKOMÓRKI

Najprościej wytłumaczyć to na przykładzie. Otóż wyobraźmy sobie przejście np. korytarzem, które chcemy zabezpieczyć. Z jednej strony świecimy latarką prostopadle do przejścia, natomiast po drugiej stronie widzimy wiązkę światła odbijającą się od ściany. Jeśli światło dociera do ściany, to znaczy, że nie ma przeszkody. Teraz gdy staniemy w wiązce światła nie dotrze ono do ściany, gdyż zatrzyma się na ‘przeszkodzie’, np. naszej nodze. Wówczas na ścianie nie widać odbicia. Latarkę możemy więc porównać z nadajnikiem fotokomórki, ścianę z odbiornikiem. Światło latarki to właśnie wiązka podczerwona, której nie widać gołym okiem.

ZASTOSOWANIE

Fotokomórki najczęściej stosuje się w celu zabezpieczenia przejść, w tym zabezpieczenia bram przed przytrzaśnięciem człowieka bądź samochodu w trakcie zamykania bramy. Analogicznie fotokomórka jest często stosowana przy drzwiach do wind, z tą różnicą, że fotokomórki są ukryte albo w samych drzwiach windy albo kabinie tóż przy wejściu do niej.

FOTOKOMÓRKA CYFROWA A ANALOGOWA

O klasycznych, analogowych fotokomórkach napisaliśmy powyżej przy okazji poruszania aspektu ich budowy. Na rynku pojawiają się coraz częściej fotokomórki bezprzekaźnikowe (cyfrowe). W automatyce do bram ich prekursorem była firma NICE oferująca akcesoria serii BLUEBUS. Niemniej obecnie coraz więcej firm posiada w swojej ofercie tego typu produkty. Fotokomórki takie podłączane są tylko 2 przewodami – żadna z nich nie posiada przekaźnika gdyż sygnał zwrotny informujący o przeszkodzie jest przesyłany cyfrowo tymi samymi przewodami co zasilanie urządzeń. Fotokomórkę cyfrową da się podłączyć tylko do urządzenia, z którym może ona współpracować i które będzie potrafiło zdekodować odpowiednio sygnały cyfrowe – dla przykładu dla urządzeń NICE fotokomórki mogą być podpięte jedynie do urządzeń, które wpierają obsługę BLUEBUS. Nie ma jednak możliwości podpięcia ich do starszych elektronik nie wpierających cyfrowych akcesoriów. Oczywiście niektórzy producenci oferują przejściówki tłumaczące sygnały cyfrowe na analogowe, ale sens zakupu cyfrowej jest wówczas wątpliwy.

FOTOKOMÓRKI BEZPRZEWODOWE

Na wstępie – fotokomórka bezprzewodowa nie jest bezprzewodową. Śmieszne? Nie do końca. W tej sposób określane są fotokomórki, gdzie nadajnik jest zasilany z baterii lub akumulatorka, natomiast odbiornik jest łączony przewodami w centralą sterującą – tutaj podłączenie jest wymagane. Określenie bezprzewodowe jest więc nieco mylące, ale doprowadzenie przewodu od odbiornika do centralki nie stanowi zazwyczaj problemu – problem może się pojawić przy przeprowadzaniu zasilania na drugą stronę np. bramy, gdy podjazd jest już wybrukowany. Brak konieczności prowadzenia okablowania jest atutem, ale trzeba wziąć pod uwagę, że fotokomórka bezprzewodowa wymagała będzie okresowej wymiany baterii. Zwykle producenci podają, że ja jednym ogniwie fotokomórka taka powinna wytrzymywać od roku do dwóch, niemniej w polskich warunkach klimatycznych połowa tego okresu to już całkiem dobry wynik (głównie chodzi o mroźne dni w zimie). Niektórzy producenci jak np. FAAC w swojej fotokomórce ‘bezprzewodowej’ XP 15W oprócz gniazda baterii umożliwili także podłączenie przewodowe – jeśli po jakimś czasie uda się doprowadzić zasilanie wówczas można zdemontować baterię i zasilić urządzenie przewodem – jest to jednak rozwiązanie, które spotkaliśmy jedynie w FAAC. Zazwyczaj jak się się wybierze fotokomórkę bezprzewodową późniejsze przejście na zasilanie przewodowe wymaga wymiany kompletu fotokomórek. Konkluzja jest więc prosta – jeśli tylko istnieje najmniejsza możliwość przeprowadzenia okablowania należy to bezwzględnie zrobić, a fotokomórki bateryjne stosować w ostateczności.

FOTOKOMÓRKA NA LUSTERKO / ODBLASK

Na rynku znajdziemy również fotokomórkę, w której element nadawczy i odbiorczy zabudowany jest w jednym urządzeniu, natomiast promień wysyłany jest odbijany poprzez lustro po przeciwnej stronie zabezpieczanego przejścia. Rozwiązanie byłoby idealne w konfrontacji z fotokomórkami bezprzewodowymi, lecz niestety takie nie jest. Po pierwsze – lustro musi być utrzymywane w bezwzględnej czystości co często jest dość dużym wyzwaniem. Po drugie – w skrajnym przypadku przy zabezpieczaniu np. bramy promień fotokomórki może odbić się nie od lustra, a np. od przejeżdżającego białego samochodu – wówczas fotokomórka nie zauważy przeszkody – to skrajna możliwość, lecz może się tak stać. Z naszych doświadczeń monterskich wynika, że fotokomórki z lusterkiem można w ostateczności zamontować w pomieszczeniach zamkniętych jak np. garaże podziemne, ale nie powinno ich się stosować na wolnym powietrzu. Są po prostu zbyt problematyczne.