Sensores de amplificador de fibra óptica digital FS-N11N

Keyence FS-N11N | Amplificador Digital de Sensor de Fibra Óptica — Saída NPN, 6 Modos de Resposta, APC, 12–24VDC, Unidade Principal

Visão Geral

O Keyence FS-N11N é a unidade principal tipo cabo com saída NPN da série FS-N de amplificadores digitais de sensor de fibra óptica da Keyence. Ele processa os sinais de luz recebidos através de uma cabeça de sensor de fibra óptica montada separadamente, aplica o processamento de sinal digital da série FS-N à forma de onda recebida e emite um sinal de comutação NPN discreto para o controlador da máquina.

Os seis modos de tempo de resposta selecionáveis — de 50µs HIGH SPEED até 16ms MEGA — permitem que a mesma unidade física atenda a aplicações que variam desde os ciclos mais rápidos de classificação e contagem até a detecção estável e filtrada por ruído de objetos de movimento lento em ambientes eletricamente ruidosos.

A série FS-N separa completamente a cabeça de detecção do amplificador de processamento de sinal.

A cabeça de fibra óptica é montada diretamente no ponto de detecção — em cavidades de máquina apertadas, perto de superfícies quentes, em locais de alta vibração, ou onde quer que um corpo de sensor fotoelétrico convencional não sobreviveria ou não caberia.

O amplificador FS-N11N é montado longe do ambiente hostil em um local de painel de trilho DIN limpo e acessível.

O cabo de fibra óptica de vidro ou plástico que conecta a cabeça ao amplificador transporta apenas luz — nenhum sinal elétrico viaja para o ponto de detecção, o que elimina a captação de EMI no local de detecção e permite o uso em ambientes onde sensores elétricos produziriam saídas falsas.

A fonte de luz LED vermelha de 4 elementos fornece iluminação ampla e estável em todo o cone de aceitação do cabo de fibra óptica, contribuindo para o limiar de detecção consistente para o qual os amplificadores de fibra digital são especificados.

APC (Controle Automático de Potência), que pode ser ativado ou desativado (padrão de fábrica desativado), mantém a intensidade da luz emitida constante, independentemente da variação de temperatura e do envelhecimento do LED, estabilizando ainda mais a margem de detecção ao longo da vida útil do sensor.

Especificações Principais

Seis Modos de Resposta — Um Amplificador para Cada Velocidade de Aplicação

As seis configurações de tempo de resposta do FS-N11N cobrem uma faixa de 320:1 de 50µs a 16ms, que é um alcance maior do que a maioria dos amplificadores de fibra concorrentes oferecem. Compreender o que cada modo oferece — e o que ele custa — é a chave para usar o FS-N11N de forma eficaz.

HIGH SPEED a 50µs é o modo mais rápido, adequado para detectar peças pequenas individuais em transportadores de alta velocidade, contar pulsos de encoders via fibra, ou qualquer aplicação onde a janela de detecção seja menor que um milissegundo.

No modo HIGH SPEED, a prevenção de interferência é desativada (0 unidades), o que significa que múltiplos amplificadores FS-N operando na mesma área física podem influenciar uns aos outros se suas fontes de luz se sobrepuserem. 

Em HIGH SPEED, a margem de detecção e a imunidade a ruído são subordinadas à velocidade.

FINE a 250µs ativa 4 unidades de prevenção de interferência — um salto significativo na resistência à interferência mútua para aplicações onde múltiplos sensores de fibra operam em proximidade, mas ainda exigem resposta sub-milissegundo.

Os modos TURBO a MEGA aumentam progressivamente a filtragem e a prevenção de interferência (até 8 unidades em TURBO/SUPER/ULTRA/MEGA) ao custo da velocidade de resposta.

ULTRA a 4ms e MEGA a 16ms são apropriados para alvos de movimento lento em ambientes industriais eletricamente ruidosos onde a detecção estável e livre de saídas falsas tem prioridade sobre a velocidade de comutação.

Quando a prevenção de interferência é definida para o modo duplo, o número de unidades de prevenção de interferência gerenciáveis dobra — útil em configurações de painel com muitos amplificadores FS-N em proximidade.

Arquitetura da Unidade Principal e Expansão

Como unidade principal, o FS-N11N é o ponto de partida para painéis de sensores de fibra multi-eixo. As unidades de expansão Keyence FS-N conectam-se diretamente à interface do barramento lateral da unidade principal, compartilhando a fonte de alimentação e a saída de comunicação da unidade principal sem exigir fiação adicional para cada eixo adicionado.

Essa arquitetura em cascata reduz a complexidade da fiação do painel em máquinas com cinco, dez ou mais pontos de detecção atendidos por sensores de fibra óptica.

O display OLED fornece leitura de alto contraste da intensidade da luz recebida, do valor de limiar definido e do estado de saída atual — informações que anteriormente estavam disponíveis apenas em medidores analógicos de ponteiro em gerações mais antigas de amplificadores de fibra.

Durante a configuração, o display permite calibração com um toque: a função de ensino amostra o nível de luz na posição alvo, calcula o limiar ideal e o aplica sem ajuste manual.

Durante a produção, o display OLED mostra a margem entre o sinal recebido e o limiar, que é o indicador em tempo real de quão perto o sensor está operando de sua fronteira de comutação — uma margem pequena sinaliza que a configuração de detecção precisa de atenção antes que ocorra uma saída falsa.

FAQ

P1: Quais cabeças de sensor de fibra óptica são compatíveis com o FS-N11N?

O FS-N11N é compatível com as cabeças de fibra óptica da série FS da Keyence em configurações difusas padrão, através de feixe e retro-refletivas.

A unidade de fibra se conecta às portas de entrada de fibra do amplificador — uma para o emissor, uma para o receptor em configurações de feixe através, ou uma única porta para tipos difusos. Unidades de fibra da série FS-V ou mais antigas podem exigir cabos adaptadores; confirme a compatibilidade com a Keyence para cabeças de fibra que não sejam da série FS-N antes de fazer o pedido.

P2: O que o APC faz e quando ele deve ser ativado?

O APC (Controle Automático de Potência) monitora e ajusta continuamente a intensidade da luz emitida para compensar as mudanças de temperatura e o envelhecimento do LED. Com o APC desativado (padrão de fábrica), a intensidade emitida é fixa e a margem de detecção pode mudar ligeiramente em extremos de temperatura.

Ative o APC para aplicações em ambientes com temperatura variável ou onde o sensor operará por longos períodos sem recalibração, e onde a manutenção de um limiar de detecção consistente ao longo do tempo é crítica. Na maioria das aplicações padrão, o APC desativado com recalibração ocasional é aceitável.

P3: A corrente de saída máxima é listada como 100mA autônomo e 20mA conectado em múltiplos — o que isso significa?

Quando o FS-N11N é usado sozinho, sua saída NPN pode drenar até 100mA. Quando várias unidades FS-N são conectadas em uma cadeia de expansão em série compartilhando uma fonte comum, a corrente de saída por unidade é limitada a 20mA para permanecer dentro da capacidade total de corrente do barramento compartilhado.

Sempre verifique se a carga conectada — cartão de entrada PLC, bobina de relé ou indicador — drena corrente dentro do limite aplicável para a configuração de instalação.

P4: O FS-N11N pode operar com uma fonte de 12V CC?

Sim. O FS-N11N aceita 12–24V CC (±10%), portanto, uma fonte de 12V está dentro das especificações. A 12V, a tensão residual do coletor aberto NPN (1V ou menos) e os limites de corrente de saída permanecem inalterados.

Confirme se o circuito de entrada do PLC é compatível com um nível de acionamento de 12V se a fonte for de 12V — algumas entradas de PLC requerem um limiar de tensão ON mais alto que pode não ser atendido de forma confiável a 12V.

P5: Quantas unidades de expansão FS-N podem ser conectadas a uma única unidade principal FS-N11N?

A Keyence especifica o número de unidades de expansão que podem ser conectadas a uma única unidade principal na documentação do sistema da série FS-N. O limite prático depende do consumo total de corrente de todas as unidades conectadas e da capacidade de suprimento interno da unidade principal.

Para grandes painéis de sensores de fibra, a unidade principal FS-N11N pode suportar múltiplas unidades de expansão por eixo em cascata; confirme a contagem máxima de expansão no guia de configuração atual da série FS-N da Keyence para a revisão específica do firmware da unidade principal.