Soluções de sensores para elevadores

Existem muitos tipos de sensores disponíveis para detecção de pessoas/objetos e carros/cabines. Este artigo examina algumas das soluções atuais em sensores para elevadores.

Por Jim Dunn

Visão geral técnica

Os dispositivos de detecção usados ​​em elevadores podem ser divididos em duas grandes categorias: sensores para detecção de pessoas/objetos e sensores para detecção da cabine. No passado, um dos sensores mais comuns para detecção de pessoas/objetos era o sensor fotoelétrico. Esses sensores usam luz para detectar a presença de um objeto, geralmente quando o objeto interrompe o feixe de luz. Os sensores fotoelétricos consistem em três componentes essenciais: uma fonte de luz (às vezes chamada de transmissor ou emissor), um receptor (também chamado de fotocoletor) e uma saída (que pode ser um relé ou um transistor/sinal de saída eletrônico). Embora existam diversas opções de configuração física, um arranjo comum é o de um par de sensores de feixe passante, onde o emissor e o receptor estão em invólucros físicos separados, geralmente posicionados em extremidades opostas da abertura da porta da cabine.

Os sensores emitem um feixe de luz invisível (infravermelho) através da abertura da porta e, quando uma pessoa ou objeto "interrompe" o feixe ao passar entre os dois, um sinal de saída é gerado e enviado ao controlador, o que geralmente resulta na porta invertendo o movimento para abrir ou permanecendo aberta por um determinado período de tempo após a passagem da pessoa ou objeto. Embora não sejam mais comumente usados ​​em portas de elevadores, esses sensores podem ser encontrados em escadas rolantes.

Atualmente, as aberturas das portas de elevadores são cobertas por uma variação de sensores fotoelétricos de feixe passante, chamados cortinas de luz. Uma cortina de luz consiste em duas hastes, geralmente com dois metros de altura. Cada haste contém múltiplos feixes de luz fotoelétricos, que criam um efeito de cortina entrecruzado na abertura da porta. Basta que um passageiro interrompa um único feixe para que uma resposta seja gerada. As cortinas de luz funcionam como sensores fotoelétricos, mas oferecem benefícios adicionais. Primeiro, elas cobrem ou protegem completamente uma área de dois metros (6.6 pés) ou mais, do piso até o topo da porta da cabine, enquanto um sensor fotoelétrico padrão com um único feixe só pode proteger uma área limitada ao longo da porta. Segundo, uma cortina de luz bem projetada continuará funcionando mesmo se parcialmente danificada, permitindo que o elevador permaneça em operação com segurança até que um técnico possa realizar o reparo. Além disso, as cortinas de luz podem ser instaladas nas portas da cabine e ajustam automaticamente seu nível de potência conforme as portas abrem e fecham, permitindo o uso eficiente de energia e flexibilidade de instalação. A Carlo Gavazzi oferece uma série de cortinas de luz dedicadas a aplicações em elevadores que não requerem componentes adicionais ou externos.

Embora os sensores fotoelétricos e as cortinas de luz sejam ideais para detectar pessoas ou objetos na abertura da porta, eles não conseguem detectar pessoas se aproximando da porta. Para essa aplicação, um sensor de radar pode ser montado acima da moldura da porta do elevador e posicionado para detectar pessoas se aproximando da porta; isso pode ser usado para sinalizar a chegada da cabine ao andar desejado ou para manter a porta aberta. O sensor de radar, que opera com base no princípio Doppler, que mede as mudanças na frequência da onda em relação ao movimento de um objeto ou pessoa, pode ignorar pessoas passando lateralmente em frente à porta, mas reage a pessoas que se aproximam dela. A Série RAD da Carlo Gavazzi é adequada para essa aplicação.

Um método ainda mais avançado para detectar pessoas se aproximando da porta, e até mesmo quando a porta está se abrindo, é um sistema baseado em visão computacional que utiliza câmeras e software para detectar movimentos em direção à porta do elevador. O GUARDIAN1, de Carlo Gavazzi, utiliza uma câmera em vez de detectores infravermelhos. O software analisa as imagens capturadas pela câmera em tempo real e as processa para gerar um alerta caso uma pessoa se mova em direção à porta, mas ignora pessoas que se movem lateralmente em frente à porta. Além disso, o sensor pode ser configurado para ignorar objetos fixos em movimento próximos à abertura da porta (como uma planta ou uma placa giratória).

Existem dois dispositivos comuns usados ​​para detecção de cabine: chaves fim de curso mecânicas e sensores magnéticos. As chaves fim de curso utilizam uma alavanca ou roletes que entram em contato com a cabina enquanto ela se desloca no poço do elevador. O movimento da alavanca da chave fim de curso é transferido para um contato, que se abre ou fecha dependendo do movimento da alavanca; quando a cabina passa pela chave, a alavanca e os contatos retornam ao seu estado normal. Essa chave pode ser usada para identificar o andar que a cabina alcançou. Uma variação da chave fim de curso é usada para detecção de sobrecurso – quando a cabina ultrapassa seus limites superior ou inferior no poço. Essa chave possui um mecanismo de rearme manual, de forma que, se uma cabina ultrapassar seus limites normais de deslocamento, a chave é acionada, enviando um alarme, e permanece desativada até que um técnico de manutenção resolva o problema e rearme a chave manualmente.

Sensores magnéticos também são usados ​​para detectar a cabine. Esses dispositivos são sem contato, ao contrário dos interruptores de limite, que dependem do contato físico com a cabine. O sensor magnético consiste em um interruptor reed, que é ativado quando um ímã com a polaridade correta entra no alcance do sensor. Quando a cabine (e o ímã) saem do alcance do sensor, o interruptor reed retorna ao seu estado normal ou, se for um interruptor biestável, permanecerá nesse estado até que a cabine passe novamente na direção oposta, o que faz com que os contatos mudem de estado novamente.

Aplicações

Detectar pessoas próximas ou dentro da abertura da porta de um elevador é crucial para a segurança e o conforto dos passageiros. No passado, para detectar pessoas na abertura da porta, utilizavam-se interruptores de limite e, posteriormente, sensores fotoelétricos. Embora funcionais, esses dispositivos apresentavam limitações; os interruptores de limite exigiam que uma pessoa ou objeto fizesse contato físico com a porta para ativá-los. Já os sensores fotoelétricos convencionais tinham sua área de detecção limitada pelo número de sensores e seu posicionamento na abertura da porta. Se o número de sensores fosse insuficiente ou o posicionamento inadequado, as pessoas poderiam passar pela abertura da porta sem serem detectadas, correndo o risco de a porta se fechar sobre elas enquanto ainda estivessem dentro da abertura.

Atualmente, as cortinas de luz para elevadores oferecem cobertura completa da abertura da porta, do chão ao teto, e podem continuar operando com segurança mesmo se parcialmente danificadas, proporcionando maior segurança e eficiência. Esses dispositivos detectam com eficácia pessoas ou objetos em qualquer ponto da abertura da porta, sem contato físico.

Os sensores de radar têm a capacidade de ignorar pessoas que passam lateralmente em frente à porta do elevador, mas reagem a pessoas que se aproximam da porta. Essa funcionalidade pode ser usada para manter a porta aberta, permitindo que o passageiro chegue à cabine antes que a porta se feche. Em alguns casos, esse dispositivo pode ser usado como uma opção alternativa ou complementar ao botão de chamada, oferecendo a conveniência de chamar o elevador até o andar ou abrir a porta antes que o passageiro chegue até ela.

Sensores baseados em câmeras oferecem detecção de movimento e presença em um único dispositivo. Isso permite que o sensor detecte pessoas se aproximando da porta e, assim, a mantenha aberta até que elas cheguem ao carro. Ele também detecta se
Se houver pessoas ou objetos na abertura da porta, o sensor impede que ela se feche sobre eles. Como esse sensor é um dispositivo passivo que utiliza uma câmera em vez de sinais de radar ou feixes fotoelétricos, ele é praticamente imune a qualquer tipo de interferência.

Para detecção da cabine no poço, como presença no piso ou controle de velocidade, sensores magnéticos são normalmente empregados. Os sensores magnéticos são montados na parte externa da cabine, e ímãs apropriados são colocados no poço em vários locais, dependendo da aplicação específica. O feedback dos sensores pode ser usado para calcular a velocidade no poço ou se o vagão está devidamente nivelado.

No contexto atual de crescente preocupação com o consumo de energia, muitos usuários buscam maneiras de reduzi-lo. Uma abordagem inovadora para reduzir o consumo de energia em elevadores, onde as luzes geralmente permanecem acesas mesmo quando o elevador não está em uso, é a utilização do sensor GUARDIAN1, capaz de detectar movimento no interior da cabine. Quando nenhum movimento é detectado após um determinado período, o sensor pode ativar um sinal para desligar as luzes da cabine, até que as portas se abram novamente para a entrada de um passageiro, momento em que as luzes podem ser acesas.

Carlo Gavazzi

A Carlo Gavazzi está comprometida em atender às necessidades e exigências da indústria de elevadores. Fundada em 1931, a empresa é uma projetista e fabricante global de eletrônicos para automação industrial e predial, com décadas de experiência no mercado de elevadores e escadas rolantes. Possui também um grupo de P&D com profundo conhecimento das normas e regulamentações do mercado global de elevadores.