{"id":6571,"date":"2021-11-06T13:59:11","date_gmt":"2021-11-06T12:59:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.picademie.nl\/?p=6571"},"modified":"2024-11-20T17:08:23","modified_gmt":"2024-11-20T16:08:23","slug":"npn-sensor-heeft-6-36v-nodig","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/2021\/11\/06\/npn-sensor-heeft-6-36v-nodig\/","title":{"rendered":"Naderingssensor heeft 6V nodig!"},"content":{"rendered":"\n<pre class=\"wp-block-preformatted\">In deze tutorial beschrijf ik een probleem dat regelmatig voor komt. Je denkt de juiste sensor aan te schaffen, maar deze blijkt niet zoals verwacht te werken omdat de sensorvoeding slechts 1 volt meer nodig heeft dan dat de Pi levert.<\/pre>\n\n\n\n<p>Niet alle naderings-\/NPN-sensoren hebben een voedingsspanning vanaf 5V zodat je van de voeding van de Raspberry Pi gebruik kunt maken. Veel naderingssensoren hebben 6V nodig om volledig te werken. Ben je in het bezit van zo&#8217;n sensor en wil je &#8216;m op de Raspberry Pi aansluiten? In deze tutorial leg ik uit hoe je dit op een goede en veilige manier doet.<\/p>\n\n\n\n<p>De sensor die we hier bespreken lijkt sterk op de sensor zoals we deze gebruiken bij de watermeter, maar als je hem aansluit zal het niet zondermeer werken. Het verschil zit in een heel klein dingetje, te weten het artikelnummer.<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>De NPN-sensor die vanaf 5V werkt heeft artikelnummer: <strong>LJ12A3-4-Z\/BX<span class=\"has-inline-color has-vivid-red-color\">&#8211;<\/span><\/strong><span class=\"has-inline-color has-vivid-red-color\"><strong>5V<\/strong><\/span>. Prijs van deze sensor bij een bekende webshop in Azi\u00eb is zo&#8217;n 3 euro (incl. btw en verzendkosten). De sensor heeft een bereik van <strong>4mm<\/strong> en heeft een metrische dikte van 8mm. <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>De vergelijkbare NPN-sensor met artikelnummer: <strong>LJ12A3-8-Z\/BX<\/strong> (<span class=\"has-inline-color has-vivid-red-color\">zonder de 5V aanduiding<\/span>) werkt tussen 6 &#8211; 36V. Helaas dus NIET op 5V! Het LEDje gaat weliswaar vaag aan indien de sensor metaal detecteert, maar er volgt geen uitgangssignaal. De prijs van deze sensor in Nederland is rond de 7 euro (excl. verzendkosten). In Azi\u00eb betaal je er ongeveer 4,30 euro (incl. btw en verzendkosten) voor. De sensor heeft een bereik van <strong>8mm<\/strong> en heeft een metrische dikte van 18mm.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p><strong>De Dikke en de Dunne<\/strong><br>Er is nog een verschil tussen de ene en de andere sensor\u2026. de omvang of (metrische) dikte van de sensoren verschillen behoorlijk. De eerlijkheid gebied wel te vertellen dat de &#8216;dikke&#8217; een sensorafstand van <strong>8mm<\/strong> heeft, in tegenstelling tot de <strong>4mm<\/strong> van de &#8216;dunne&#8217;. Hieronder kun je in de tabel aflezen wat de specificaties van de verschillende M18 modellen zijn.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"923\" height=\"1024\" src=\"https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/C77E07E2-F2DC-4F34-997C-3CAD71BFAD07-923x1024.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-6572\" style=\"width:352px;height:390px\" srcset=\"https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/C77E07E2-F2DC-4F34-997C-3CAD71BFAD07-923x1024.jpg 923w, https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/C77E07E2-F2DC-4F34-997C-3CAD71BFAD07-270x300.jpg 270w, https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/C77E07E2-F2DC-4F34-997C-3CAD71BFAD07-768x852.jpg 768w, https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/C77E07E2-F2DC-4F34-997C-3CAD71BFAD07-1384x1536.jpg 1384w, https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/C77E07E2-F2DC-4F34-997C-3CAD71BFAD07-1846x2048.jpg 1846w\" sizes=\"auto, (max-width: 923px) 100vw, 923px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">De 4mm\/M8\/5V versie en de 8mm\/M18\/6V-36V versie<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Het volgende overzicht geeft een beeld van de verschillende modellen:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"628\" height=\"531\" src=\"https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/image-3.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-6644\" srcset=\"https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/image-3.png 628w, https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/image-3-300x254.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 628px) 100vw, 628px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Duidelijk zichtbaar is het spanningsbereik per model met een sensorafstand van 8mm<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Voor alle modellen van de sensor gelden de volgende gegevens:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"666\" height=\"519\" src=\"https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/image-2.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-6642\" srcset=\"https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/image-2.png 666w, https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/image-2-300x234.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 666px) 100vw, 666px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">De specificaties van de sensor<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>Externe voeding<\/strong><br>Ofschoon de Raspberry geen 6V spanning biedt, kunnen we met een aparte voeding de sensor geschikt maken om op de GPIO van de Raspberry Pi aan te sluiten. Hiervoor heb ik het volgende (universele) schema gemaakt. <\/p>\n\n\n\n<p><strong>Voedingsspanning = uitgangsspanning<\/strong><br>Waar rekening gehouden moet worden is dat de uitgangsspanning van de sensor nagenoeg gelijk is aan de voedingsspanning van de sensor, dus <span class=\"has-inline-color has-vivid-red-color\">9V voeding = 9V uitgang<\/span>, etc.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"851\" height=\"592\" src=\"https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/schema-sensor.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-6573\" srcset=\"https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/schema-sensor.png 851w, https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/schema-sensor-300x209.png 300w, https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/schema-sensor-768x534.png 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 851px) 100vw, 851px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>In het schema wordt gebruik gemaakt van een aparte adapter (gelijkspanning) omdat de sensor meer spanning nodig heeft als de Raspberry Pi kan leveren, in dit voorbeeld een <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">9V<\/span> adapter. De sensor heeft een werkspanning van <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">6-36V<\/span>. Omdat gebruik gemaakt wordt van een aparte voeding wil ik het circuit galvanisch van de Raspberry Pi scheiden. Hiervoor gebruik ik een optocoupler van het type <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">PC817<\/span>. Als je een ander type wilt gebruiken, bekijk dan de aansluitingen en diens waarden zoals het stroomverbruik van de LED in de datasheet van de producent. Bij de <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">PC817<\/span> is de stroom van de LED <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">20mA<\/span>.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Berekenen van de serieweerstand<\/strong><br>Bij gebruik van <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">9V<\/span> gelijkspanning en <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">20mA<\/span> wordt de minimale serieweerstand: <strong>R=U\/I<\/strong>, of wel: <strong>R=9\/0,02=<span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">450\u03a9<\/span><\/strong>. Voor de zekerheid neem ik de dubbele waarde <strong><span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">1K\u03a9<\/span><\/strong>, in geval dat de spanning van de adapter wat hoger  uitvalt. Pas bij een adapterspanning van <span class=\"has-inline-color has-vivid-red-color\"><strong>20V<\/strong><\/span> adapter zal je de serieweerstand moeten wijzigen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Pull-up weerstand<\/strong><br>Het secundaire circuit is eenvoudig. De lichtgevoelige transistor in de PC817 wordt gevoed met <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">3,3V<\/span> en de uitgang wordt op de gewenste GPIO pin aangesloten. Ofschoon 3,3V een veilige spanning voor een GPIO poort is, heb ik een pull-down weerstand van <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">10K\u03a9<\/span> toegevoegd om de stroom te minimaliseren. Bij de formule <strong>I=U\/R<\/strong> wordt de stroom: <strong>I=3,3\/10.000=0,00033A= <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">0,33mA<\/span><\/strong>. Om een GPIO <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">HOOG <\/span>of <span class=\"has-inline-color has-vivid-cyan-blue-color\">LAAG <\/span>te schakelen is geen stroom nodig maar spanning, in dit geval 3,3V. Wil je meer hierover weten? Kijk dan <a href=\"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/2021\/02\/16\/pull-up-pull-down\/\">hier<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Veilig schema<\/strong>  <br>Het bovenstaande schema kan als zeer veilig beschouwd worden doordat de optocoupler een galvanische scheiding in het circuit aanbrengt. Daarnaast is het goed de 3,3V op de GPIO aan te bieden in combinatie met een pull-down weerstand die de stroom minimaliseert.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Let op wat je koopt <\/strong><br>Zoals je ziet zit het venijn dat de verkeerde sensor aangeschaft wordt in een klein hoekje. Ondanks dat er altijd wel een (elektronische) mouw aan te breien is om een sensor aan de praat te krijgen en op de Raspberry Pi aan te sluiten, is het verstandig eerst goed te onderzoeken welk sensormodel nodig is voor je project en wat de specificaties moeten zijn. Dat voorkomt frustratie. Twijfel je bij de keuze of heb je een andere vraag, neem dan <a href=\"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/contact\/\">contact <\/a>met me op. Ik geef je graag advies&#8230; het is nog gratis ook. <\/p>\n\n\n\n<p><em>Have A Nice Day<\/em><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<div class=\"mh-excerpt\"><p>Niet alle naderings-\/NPN-sensoren hebben een voedingsspanning vanaf 5V zodat je van de voeding van de Raspberry Pi gebruik kunt maken. Sterker nog; de meeste naderingssensoren beginnen bij 6V. Ben je in het bezit van zo&#8217;n sensor en wil je &#8216;m op de Raspberry Pi aansluiten? In deze tutorial leg ik uit hoe je dit op een veilige manier doet.<\/p>\n<\/div>","protected":false},"author":1,"featured_media":6583,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[213,214,217,40,211,215,216,134,41,218,38,140],"class_list":["post-6571","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized","tag-afstand","tag-afstandsdetectie","tag-galvanische-scheiding","tag-npn","tag-npn-sensor-2","tag-optocoupler","tag-pc817","tag-pull-up","tag-sensor","tag-serieweerstand","tag-watermeter","tag-weerstand"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.picademie.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/sensor56.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6571","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6571"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6571\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/6583"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6571"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6571"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6571"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}