Erros de detecção e chattering em sensores fotoelétricos: causas e soluções | Como chegar à causa pelo sintoma

Os erros de detecção ocorrem quando a variação da quantidade de luz recebida alcança o limiar

O sensor de detecção decide a saída comparando a quantidade de luz recebida, ou outro valor, com o limiar (o valor de fronteira que separa ON e OFF). Esse valor não é exatamente igual a cada vez. Ele muda um pouco conforme a cor da peça e a posição por onde ela passa, e também de um dia para outro, com a sujeira e a temperatura.

Ou seja, tanto o valor com peça quanto o valor sem peça variam dentro de certa faixa. Quando a extremidade dessa faixa alcança o limiar, a detecção erra.

• Falha de detecção: o valor com peça fica abaixo do limiar
• Detecção falsa: o valor sem peça ultrapassa o limiar
• Chattering (oscilação da saída): o valor vai e volta em torno do limiar, e a saída alterna rapidamente entre ON e OFF

A distância em relação ao limiar é chamada de “margem de detecção”. Ela é expressa em quantas vezes a quantidade de luz recebida (ou outro valor) está acima do limiar; quanto maior, menos a avaliação muda com pequenas variações. A busca pela causa de um erro de detecção começa por descobrir por que a margem de detecção diminuiu.

Primeiro, veja “qual valor se aproximou do limiar”

Quando ocorre um erro de detecção, a tentação é começar trocando o sensor ou ajustando a sensibilidade, mas isso costuma ser um caminho mais longo. Primeiro, leia no display do amplificador a quantidade de luz recebida com peça e sem peça e compare com o registro feito na instalação. Conforme o valor que se aproximou do limiar, as causas prováveis se dividem em três grupos.

• O sinal original enfraqueceu (em sensores fotoelétricos, “o lado da luz recebida cai”): sujeira na lente, desalinhamento do eixo óptico, fixação frouxa, curvatura da fibra, mudança de cor ou brilho da peça
• Entrou um sinal indesejado (“o lado da luz bloqueada sobe”): reflexo do fundo, luz que contorna ou atravessa a peça, luz externa, interferência mútua entre sensores instalados lado a lado
• Os valores não mudaram: os dois valores estão longe do limiar, mas mesmo assim há erros. Suspeite do tempo de resposta em relação à velocidade da peça, da oscilação da peça e do cabeamento ou da entrada do equipamento receptor

Sem um registro para comparar, não há como saber qual valor mudou. Registrar a quantidade de luz recebida na instalação é o caminho mais curto para resolver problemas rapidamente.

Do sintoma à causa provável e à solução

Resumimos os sintomas mais comuns, com as causas prováveis e as soluções.

Cuidado com a ideia de que “basta aumentar a sensibilidade”. Se a causa for um sinal indesejado, como o reflexo do fundo, aumentar a sensibilidade pode até aumentar as detecções falsas. Se a causa for sujeira na lente, a sujeira continua se acumulando e, com o tempo, as falhas de detecção voltam. Mudar a sensibilidade sem verificar a causa pode apenas fazer o sintoma mudar de forma.

Histerese e temporizador contra chattering e erros de contagem

Quando a peça oscila perto da fronteira, ocorre chattering. Ao aumentar a histerese (a diferença entre o valor em que a saída passa para ON e o valor em que volta para OFF), oscilações dentro dessa faixa não mudam a saída. Por outro lado, quanto menor a histerese, mais fácil é distinguir diferenças pequenas, mas maior é a tendência a chattering.

Em peças brilhantes e com relevo, à medida que a peça avança, há instantes em que a luz refletida se desvia da parte receptora. Se a quantidade de luz recebida cai abaixo do limiar só por um instante, a saída passa para ON duas vezes com uma única peça, e o CLP conta duas peças. Esse sintoma não aparece quando se observa a quantidade de luz recebida com a peça parada.

Nesse caso, use um “temporizador com atraso no desligamento (off-delay)”, que atrasa o retorno a OFF por um tempo definido, para que os OFF curtos sejam ignorados. Se o problema for resolvido baixando o limiar, o sensor passa a captar com mais facilidade até o reflexo do fundo, e então passa para ON com a esteira vazia.

O temporizador também tem contrapartidas. Com a peça em movimento, o tempo de atraso se converte diretamente em desvio de posição. Se for longo demais, duas peças seguidas são contadas como uma. O mesmo vale para o tempo de resposta: quanto mais rápido, menor a margem de detecção e menor o número de sensores em que a prevenção de interferência funciona.

Comece suspeitando do que é “simples” e do que “foi alterado”

Quando a causa não é óbvia, defina com antecedência a ordem de verificação.

1. Anotar o sintoma (desde quando, com que frequência, com qual peça, em que horário)
2. Levantar o que foi alterado (trocas, modificações, produto, configurações, materiais, cabeamento)
3. Começar pelo que é fácil de verificar (indicações, sujeira na janela, conectores, valores de configuração)
4. Mudar uma condição por vez para restringir a causa
5. Corrigir só depois de confirmar a causa, e registrar

A forma como o sintoma aparece também é uma pista. Se começou de repente a partir de certo momento, suspeite do que foi alterado logo antes. Por exemplo: a tampa de proteção do equipamento foi trocada por uma chapa metálica brilhante, e o reflexo nela faz o sensor passar para ON mesmo sem peça. Se piora aos poucos, procure sujeira ou afrouxamento da fixação; se ocorre de vez em quando, procure algo que funcione no mesmo momento.

Se o erro só ocorre quando outro equipamento está funcionando, suspeite também de ruído elétrico entrando pelo cabeamento. Compare com esse equipamento parado e tome medidas como afastar os cabos de sinal dos cabos de força e aterrar a blindagem.

Trocar o sensor por um reserva é uma forma de verificar se a causa está no sensor. Se o sintoma continuar após a troca, a causa está na montagem, no cabeamento, na peça ou no ambiente ao redor. Resolver o problema não é o mesmo que descobrir a causa.