Hiện nay, có nhiều người áp dụng mẹo ghi nhớ đơn giản: PNP là cấp dương, NPN là kéo xuống âm. Cách hiểu này không hoàn toàn sai, tuy nhiên vẫn còn khá nhiều điểm cần lưu ý. Đó là gì? Cùng theo dõi hết bài viết này của Sensors Việt Nam để tìm kiếm câu trả lời nhé!
PNP LÀ GÌ? CẢM BIẾN PNP LÀ GÌ?
Khái niệm PNP và cảm biến PNP
PNP là cấu hình ngõ ra transistor trong mạch điện DC, thường được ứng dụng trong các thiết bị tự động hóa và cảm biến công nghiệp. Về nguyên lý cơ bản, ngõ ra PNP hoạt động kiểu Sourcing - khi ngõ ra chuyển sang trạng thái ON → cấp điện áp dương từ nguồn đến tải/ngõ vào PLC.
Cảm biến PNP sử dụng ngõ ra transistor PNP. Khi cảm biến phát hiện đối tượng/đạt điều kiện định mức → transistor PNP tích hợp bên trong cảm biến đóng mạch → đưa điện áp dương ra chân Output.
Các dòng cảm biến PNP phổ biến: Cảm biến tiệm cận, cảm biến từ, cảm biến quang, cảm biến điện dung…
Ưu điểm của cảm biến PNP
Tín hiệu ngõ ra PNP/cảm biến PNP được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa nhờ:
- Cấp điện áp dương về tải/ngõ vào PLC tức thời khi cảm biến tác động.
- Kết nối cảm biến dễ dàng với nhiều hệ thống điều khiển DC.
- Tín hiệu ON dễ nhận biết khi kiểm tra bằng đồng hồ đo điện áp vì khi cảm biến tác động thì điện áp tại chân Output có xu hướng tăng lên gần mức điện áp dương của nguồn. Điều này giúp xác định nhanh trạng thái hoạt động và hỗ trợ tích cực cho quá trình xử lý sự cố.
- Các dòng cảm biến PNP có thể sử dụng trong nhiều ứng dụng yêu cầu kiểm đếm, phát hiện vật thể, xác định vị trí, giám sát trạng thái cơ cấu máy…
Cảm biến PNP hoạt động như thế nào?
Cảm biến PNP hoạt động dựa trên transistor PNP ở tầng ngõ ra: Khi cảm biến chưa chạm mức setpoint/phát hiện đối tượng thì transistor output ở trạng thái OFF và không cấp nguồn dương ra chân tín hiệu; Khi cảm biến chạm mức setpoint/phát hiện đối tượng thì mạch điều khiển kích hoạt transistor để đưa điện áp dương đến ngõ Output.
Có thể hình dung nguyên lý dòng điện như sau:
+24 VDC → cảm biến PNP → Output → ngõ vào PLC/tải → 0 VDC
NPN LÀ GÌ? CẢM BIẾN NPN LÀ GÌ?
Khái niệm NPN và cảm biến NPN
NPN là cấu hình ngõ ra transistor sử dụng phổ biến trong các thiết bị tự động hóa và cảm biến công nghiệp. Khác với ngõ ra PNP, ngõ ra NPN hoạt động theo kiểu Sinking - khi output chuyển trạng thái ON thì transistor kéo dòng điện từ tải/ngõ vào PLC về 0V.
Cảm biến NPN sử dụng transistor NPN tại tầng ngõ ra: Khi cảm biến chạm setpoint/phát hiện đối tượng → transistor output chuyển trạng thái → dẫn dòng điện từ tải về cực âm của nguồn.
Cảm biến NPN được sử dụng phổ biến trong: Cảm biến tiệm cận, cảm biến từ, cảm biến điện dung, cảm biến quang…
Ưu điểm của cảm biến NPN
Những ưu điểm nổi bật nhất của cảm biến NPN là:
- Khả năng tạo tín hiệu sinking, phù hợp hệ thống điều khiển nhận tín hiệu kéo xuống 0 V, giúp bộ điều khiển xác định rõ trạng thái tín hiệu.
- Cảm biến NPN có nhiều tùy chọn về kích thước, chủng loại và khoảng cách phát hiện, đáp ứng đa dạng nhu cầu ứng dụng (phát hiện vị trí, kiểm đếm, giám sát trạng thái cơ cấu máy…).
- Có thể kiểm tra tín hiệu tương đối trực quan bằng đồng hồ vạn năng/thiết bị đo chuyên dụng khi cần chẩn đoán sự cố.
Cảm biến NPN hoạt động như thế nào?
Cảm biến NPN hoạt động dựa trên transistor NPN ở tầng ngõ ra: Khi cảm biến chưa chạm setpoint/phát hiện đối tượng thì transistor output ở trạng thái OFF và không dẫn dòng điện về 0 V. Khi cảm biến chạm setpoint/phát hiện đối tượng thì mạch điều khiển sẽ kích hoạt transistor NPN và tạo đường dẫn từ ngõ Output xuống cực âm của nguồn.
Có thể hình dung dòng điện theo hướng:
+24 VDC → tải/ngõ vào PLC → Output NPN → 0 VDC
NGÕ RA PNP VÀ NGÕ RA NPN KHÁC NHAU NHƯ THẾ NÀO?
Để biết ngõ ra PNP và ngõ ra NPN khác nhau thế nào thì bạn hãy nhìn vào bảng so sánh trực quan sau đây:
| TIÊU CHÍ | NGÕ RA PNP | NGÕ RA NPN |
| Cách hoạt động | Đưa điện áp dương từ nguồn ra dây tín hiệu khi cảm biến tác động | Kéo dây tín hiệu về 0 V khi cảm biến tác động |
| Mức điện áp tại dây output khi ON | Gần bằng +24 VDC | Gần bằng 0 VDC |
| Hướng dòng điện | Cảm biến --> tải --> về 0 V | +24 V --> tải --> cảm biến --> về 0 V |
| Vị trí đóng cắt | Phía dương của mạch | Phía âm của mạch |
| Loại ngõ vào PLC tương thích | Ngõ vào sinking | Ngõ vào sourcing |
| Logic tín hiệu thường gặp | ON ở mức điện áp cao | ON ở mức điện áp thấp |
| Cách đấu tải | Tải nằm giữa dây output và 0 V | Tải nằm giữa +24 V và dây output |
| Cách kiểm tra nhanh | Đo dây tín hiệu với 0 V, khi ON thường đọc khoảng +24 V | Đo dây tín hiệu với 0 V, khi ON thường đọc gần 0 V |
| Rủi ro khi đấu sai | PLC không nhận tín hiệu hoặc tín hiệu không ổn định | PLC không nhận được tín hiệu, sai logic hoặc hoạt động bất thường |
CÓ THỂ THAY CẢM BIẾN PNP BẰNG CẢM BIẾN NPN KHÔNG?
Có một vấn đề được rất nhiều người thắc mắc, đó là “có thể thay cảm biến PNP bằng cảm biến NPN không?”
Câu trả lời là có thể thay thế về phương diện chức năng phát hiện, nhưng không thể thay thế trực tiếp trong mọi hệ thống.
Để thay cảm biến PNP bằng cảm biến NPN thì trước tiên, người dùng cần kiểm tra kỹ loại input PLC, cấp nguồn, dòng tải, sơ đồ COM, kiểu NO/NC và lập trình logic của máy.
Nếu PLC của bạn đang sử dụng input sinking và cảm biến PNP, thì việc thay bằng cảm biến NPN sẽ làm dòng điện bị đảo chiều. Lúc đó, PLC có thể không nhận được tín hiệu hoặc tín hiệu bị ngược logic. Trong một số trường hợp, để thay cảm biến NPN và PNP thì người dùng cần thay cả module input, sử dụng relay trung gian hoặc mạch chuyển đổi tín hiệu.
Tốt nhất, khi thay thế cảm biến ngõ ra NPN/cảm biến ngõ ra PNP thì người dùng nên ưu tiên chọn kiểu ngõ ra giống/tương đương với thiết bị cũ. Việc chuyển từ PNP sang NPN thì sẽ khá phức tạp vì cần đánh giá toàn bộ mạch điện, chứ không chỉ đơn thuần là thay đổi model cảm biến.
SO SÁNH CẢM BIẾN PNP VÀ CẢM BIẾN NPN
Sau khi đã phân biệt được ngõ ra PNP và ngõ ra NPN, chúng ta sẽ cùng so sánh cảm biến NPN và cảm biến PNP.
| TIÊU CHÍ | CẢM BIẾN PNP | CẢM BIẾN NPN |
| Bản chất ngõ ra | Cấp nguồn dương cho tải | Kéo tải về cực âm |
| Tín hiệu khi phát hiện vật thể | Dây output chuyển lên mức dương | Dây output chuyển xuống mức 0 V |
| Dòng điện khi cảm biến ON | Cảm biến --> tải --> về 0 V | +24 V --> tải --> cảm biến --> về 0 V |
| PLC tương thích | PLC có input sinking | PLC có input sourcing |
| Cấu hình dây 3 dây phổ biến | Nâu: +V, xanh: 0 V, đen: output | Nâu: +V, xanh: 0 V, đen: output |
| Cấu hình NO/NC | PNP-NO / PNP-NC | NPN-NO / NPN-NC |
| Khả năng thay thế | Không thay trực tiếp nếu PLC không tương thích | |
| Khả năng chẩn đoán | Dễ kiểm tra mức HIGH bằng đồng hồ | Dễ kiểm tra mức LOW bằng đồng hồ |
| Hạn chế | Không dùng được với input sourcing nếu không có mạch chuyển đổi | Không dùng được với input sinking nếu không có mạch chuyển đổi |
| Ứng dụng phổ biến | Băng tải, dây chuyền đóng gói, máy lắp ráp, robot, hệ thống kiểm tra | Máy gia công, máy nhập khẩu Nhật, thiết bị đếm sản phẩm, dây chuyền châu Á |
Mọi thắc mắc cần được giải đáp về ngõ ra NPN/ngõ ra PNP hoặc nhu cầu mua cảm biến NPN/cảm biến PNP, bạn đừng ngần ngại mà hãy liên hệ trực tiếp cho Sensors Việt Nam qua hotline 0911 660 660 hoặc truy cập website https://cambien.com.vn/ | https://www.sensors.vn/ để được tư vấn - báo giá chính xác nhất!