Endüstriyel dünyada, çok çeşitli sensör çıkış türleri bulunmaktadır. Bazıları, ayrık çıkışlar gibi basittir; diğerleri ise Ethernet veya analog çıkışlar gibi karmaşıktır. Karmaşıklık düzeyi ne olursa olsun, bunların hepsi bir sensörün ışık veya ses gibi fiziksel bir sinyali alması ve buna elektriksel bir sinyal veya çıkışla yanıt vermesiyle başlar. Her iki çıkış türünün de kendine özgü kullanım alanları vardır. Ancak ayrık çıkışlar söz konusu olduğunda, bilmeniz gereken birkaç nokta vardır.
Ayrık Çıkışları Anlamak
Ayrık çıkışların iki temel türü vardır: elektromekanik (EM) röle çıkışları ve katı hal çıkışları. Her ikisi de ayrık çıkışlardır; yani bir durumun açık ya da kapalı, doğru ya da yanlış gibi belirli bir durumda olduğunu bildirirler.
Elektromekanik röle çıkışları, sinyal akışının durumunu değiştirmek için mekanik bir anahtar kullanır. Bir EM röle çıkışında elektromıknatıs devreye girdiğinde, elektromıknatıs bir armatürü aşağı çekerek bir kontağı kapatır. Bu, devreyi tamamlar ve akımın akmasına izin verir. Elektromıknatıs kapandığında, bir yay armatürü geri çeker, kontağı açar ve akım akışını keser. Bu anahtarlar, yüksek elektrik yüklerini anahtarlamada katı hal çıkışlarına göre daha etkilidir, ancak hareketli parçaları kullanım ömürlerini sınırlar ve katı hal çıkışlarına kıyasla tepki hızları biraz daha yavaştır.
En yaygın ayrık çıkışlar katı hal çıkışlarıdır. Bunlar, akımı açan veya kapatan bir elektronik anahtar olan transistörlerle çalışır. Katı hal çıkışlarını, hareketli parçası olmayan bir elektromanyetik röle gibi düşünebilirsiniz. Hızlı anahtarlama hızları sunarlar ve darbeye ve titreşime dayanıklıdırlar. Banner, hem AC hem de DC katı hal çıkışlarına sahip sensörler sunar. Ancak, PNP veya NPN katı hal çıkışları yalnızca DC cihazlarda mevcuttur.
Peki, PNP ile NPN Arasındaki Fark Nedir?
İnsanlar sensörlerden PNP veya NPN olarak bahsetse de, bu kısaltmalar aslında cihazda kullanılan transistör türünü ifade eder. PNP ile NPN arasındaki fark, transistörün içinde bulunan yarı iletken malzemenin yapısında yatmaktadır. Bir PNP transistöründe, yarı iletken malzeme üç katmandan oluşur: iki pozitif (P) katman arasında bir negatif (N) katman bulunur; bu, Pozitif-Negatif-Pozitif veya PNP anlamına gelir. Benzer şekilde, bir NPN transistöründe de iki negatif katman arasında bir pozitif katman bulunur: Negatif-Pozitif-Negatif, yani NPN. Yapılarının farklı olmasına rağmen, her iki tür de pozitif ve negatif güç uçlarına sahiptir ve bağlı bir gösterge lambası, hub veya IO-Link master, PLC vb. gibi "yük" adı verilen bir cihaza bağlanır.
PNP Çıkışları
“Kaynak çıkışı” olarak da adlandırılan PNP çıkışı, bağlı yüke akım sağlar. Elektriksel yük, sensör çıkışı ile güç kaynağının negatif (ortak) ucu arasına bağlanır. Çıkış gerilimi, besleme gerilimi ile aynıdır.
NPN Çıkışları
Devreye toprak bağlantısı sağladıkları için, NPN çıkışları “sinking çıkışlar” olarak da bilinir. Bu durumda, elektrik yükü sensör çıkışı ile güç kaynağının pozitif ucu arasına bağlanır. Çıkış gerilimi bir toprak sinyalidir. NPN çıkışlarında akım, PNP çıkışlarındakinin tersi yönde akar.
Farklı Sensör Çıkış Türleri
Farklı sensörlerin farklı çıkış türleri vardır. Bipolar sensörler, çift çıkışlı bir yapıda hem PNP hem de NPN transistörleri içerir. Hangi çıkış türüne ihtiyacınız olduğundan emin değilseniz, ikisinden birini bağlayabilirsiniz. Ancak, genellikle PLC’ye yalnızca bir çıkış bağlanır.
Tamamlayıcı çıkışlı sensörler ya PNP ya da NPN tipindedir. Bu cihazların iki çıkış kablosu vardır; bunlardan biri açık, diğeri kapalıdır.
Bir itme-çekme çıkışı, aynı devre üzerinde hem PNP hem de NPN çıkış transistörlerini içerir. Devre açık durumdayken bir PNP sinyali gönderiyorsa, kapatıldığında bir NPN sinyali gönderir (ve bunun tersi de geçerlidir). Push-pull çıkışlı sensörler, sensör devreye girdiğinde hangi çıkışın aktif olacağını kullanıcının seçmesine olanak tanıyan bir polarite ayarına sahiptir.
PNP ve NPN Ne Zaman Kullanılmalı?
Dünyanın hangi bölgesinde bulunduğunuz, genellikle hangi tür ayrık çıkış kullanacağınızı belirler. Asya’da çıkışların yaklaşık yüzde 90’u NPN kullanır. Avrupa’da ise çıkışların yaklaşık yüzde 90’ı PNP’dir. Amerika Birleşik Devletleri’nde ise NPN ve PNP arasında yaklaşık 60’a 40 oranında bir dağılım söz konusudur.
Bir PLC, PNP veya NPN sinyalinden birini algılar; bu nedenle, uygulamanızın gerektirdiği belirli sinyale uygun doğru sensör çıkışını kullandığınızdan emin olun. Bu bilgi, PLC belgelerinde ve kablo şemalarında yer alacaktır.
Bir sonraki uygulamanız üzerinde çalışırken, Langir Engineering’deki uzmanlarla iletişime geçin Özel PNP veya NPN çıkış ihtiyaçlarınızı belirlemenize yardımcı olmak için.
Langir’in Kapasitif Anahtar Kılavuzunu İndirin (PDF)
Bu makale, ilk olarak Banner (bannerengineering.com) tarafından yayınlanan teknik bilgilere dayanmaktadır.
