Les cellules photo-électriques

Principe de fonctionnement

Leur principe les rend aptes à détecter tous types d'objets, qu'ils soient opaques, réfléchissants ou même quasi-transparents. Ils sont aussi exploités pour la détection de personnes (ouvertures de portes, barrières de sécurité).

Une diode électroluminescente (LED) émet des impulsions lumineuses, généralement dans l'infrarouge proche (850 à 950 nm). Cette lumière est reçue ou non par une photodiode ou un phototransistor en fonction de la présence ou de l'absence d'un objet à détecter. Le courant photoélectrique créé est amplifié et comparé à un seuil de référence pour donner une information tout ou rien.

les différents types de cellule

Type barrage

émetteur et récepteur sont placés dans deux boîtiers séparés.
L'émetteur : une LED placée au foyer d'une lentille convergente, crée un faisceau lumineux parallèle.
Le récepteur : une photodiode (ou phototransistor) placée au foyer d'une lentille convergente, fournit un courant proportionnel à l'énergie reçue.
Le système délivre une information tout ou rien en fonction de la présence ou de l'absence de l'objet dans le faisceau.

Type Reflex

Il y a deux systèmes dits « Réflex » : simple et à lumière polarisée.

Reflex simple : Le faisceau lumineux est généralement dans la gamme de l'Infra Rouge proche (850 à 950 nm).
Points forts : l'émetteur et le récepteur sont dans un même boîtier (un seul câble d'alimentation).
La distance de détection (portée) est aussi longue, bien qu'inférieure au barrage (jusqu'à 20 m).
Point faible : un objet réfléchissant (vitre, carrosserie de voiture...) peut être vu comme un réflecteur et ne pas être détecté.

Reflex à lumière polarisée : Le faisceau lumineux utilisé est généralement dans la gamme du rouge (660 nm).
Le rayonnement émis est polarisé verticalement par un filtre polarisant linéaire. Le réflecteur a la propriété de changer l'état de polarisation de la lumière. Une partie du rayonnement renvoyé a donc une composante horizontale. Le filtre polarisant linéaire en réception laisse passer cette composante et la lumière atteint le composant de réception.
Un objet réfléchissant (miroir, tôle, vitre) contrairement au réflecteur ne change pas l'état de polarisation. La lumière renvoyée par l'objet ne pourra donc franchir le polariseur en
réception.
Point fort : ce type de détecteur résout le point faible du Réflex simple.
Points faibles : en contrepartie ce détecteur est d'un coût supérieur et ses distances de détection sont plus faibles : Réflex IR —>15 m Réflex polarisé —> 8 m

photo cellule type Reflex 

Type Proximité

On utilise la réflexion directe (diffuse) de l'objet à détecter.
Point fort : le réflecteur n'est plus nécessaire.
Points faibles : la distance de détection de ce système est faible (jusqu'à 2 m). De plus elle varie avec la couleur de l'objet à « voir » et du fond devant lequel il se trouve (pour un réglage donné, la distance de détection est plus grande pour un objet blanc que pour un objet gris ou noir) et un arrière plan plus clair que l'objet à détecter peut rendre le système inopérant.

photo cellule type proximité