Sensores de Automatización y en Robótica

SENSORES

 Sensor de contacto:

Los sensores de contacto son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil o sobre el mismo móvil, ejemplo: una cinta transportadora. Los más utilizados en proyectos educativos son los interruptores de final de carrera para el diseño de algunos proyectos sencillos. Ejemplo: posicionamiento de un objeto móvil con respecto a un fijo devolviéndole a la dirección correcta.                                                                                                ElectronicaPTY

✋Sensores de contacto binarios

Los sensores de contacto binarios como su nombre lo indica responden a dos estados de funcionamiento bajo la presencia o ausencia de un objeto lo que se traduce en lógica binaria como todo o nada de allí su nombre.

Los sensores binarios al ser dispositivos de contacto que responden a la presencia o ausencia de un determinado objeto cuentan con dos posiciones de contacto normalmente abierto y normalmente cerrado. Ejemplo de estos dispositivos son los: micro-interruptores, finales de carrera y pulsadores; cada uno cuenta con características y usos específicos. 

Estos sensores tienen dos tipos de funcionamiento positivo y negativo:

1. Positivo: En este modo el sensor se activa cuando el elemento a controlar hace que el eje se eleve y conecte al objeto móvil con el contacto NC. Cuando el muelle  se rompe el sensor se queda desconectado. 
2. Negativo: En el modo negativo pasa lo contrario, cuando el objeto controlado tiene un saliente que empuja el eje hacia abajo, forzando el resorte de copa y haciendo que el circuito se cierre. En este modo el muelle falla y se rompe permaneciendo activado.

 

✋Sensores de contacto analógicos

Por el contrario los sensores analógicos no solo detectan la presencia de un determinado objeto, también proporcionan una señal de salida proporcional a la fuerza ejercida. Por tanto, un sensor de contacto analógico es un dispositivo manejable cuya salida es proporcional a una fuerza local. El más simple de estos dispositivos está constituido por una varilla accionada por un resorte que esta mecánicamente enlazada con un eje giratorio, de tal manera que el desplazamiento de la varilla debido a una fuerza lateral da lugar a una rotación proporcional del eje.

En la actualidad existen diferentes sensores de contacto analógicos que pueden variar en características dependiendo del área para la que sean fabricados, así podemos encontrar sensores analógicos dirigidos para el área de la educación. Por ejemplo: uno de estos días buscando en la web me encontré con un sensor de contacto analógico lego capaz de detectar cuando se pulsa o se suelta el botón frontal y contar presiones simples y múltiples. Por otro lado existen sensores industriales que tenderán a ser más robustos y de mayor exigencia en cuanto a calidad y precisión. Todo depende del proyecto que se quiera diseñar. 

  

Sensor ópticos: 

Un sensor óptico se basa en el aprovechamiento de la interacción entre la luz y la materia para determinar las propiedades de ésta. Una mejora de los dispositivos sensores, comprende la utilización de la fibra óptica como elemento de transmisión de la luz.

 

                                                                                                                                                                                                                                              ElectreCrea

✋Sensores ópticos de barrera

En este modelo de sensor de presencia, están colocados frente a frente el emisor y el recepto, lo que significa que el mecanismo siempre esta conectado y se desconecto o interacciona en el momento que un objeto se interpone.
Este modelo de sensor óptico de barrera es muy utilizado en puertas de lugares en que los dos puntos tienen conexión a energía.

✋Sensores ópticos retroreflectivo o reflex

En este modelo tanto el receptor como el emisor esta incluido en el mismo punto o aparato.
Éste emite la seña y rebota en un espejo lo que hace que el sensor recibo la señal sin problema, el funcionamiento es el miso que una de barrera, este mecanismo es muy utilizado en puertas garajes para evitar que se cierre encima de un coche.

✋Sensor óptico difuso reflectivo

Este tipo de sensores es el mas común instalado en los ratones de ordenador ya que esta todo instalado en el mismo punto, el emisor y el recepto y este detecta el movimiento y el revote, lo que hace que el ratón detecte el movimiento.

✋Sensores ópticos reconocimiento de brillo

En el momento que el emisor envía la seña puede rebotar sobre un objeto brillante o no, este sensor es capaz de detectar si este objeto es brillante o opaco según la luz emitida por el objeto.

 

Sensor de temperatura:

Los sensores de temperatura son dispositivos que transforman los cambios de temperatura en cambios en señales eléctricas que son procesados por equipo electrico o electrónico. Hay tres tipos de sensores de temperatura, los termistores, los RTD y los termopares.

                                                                                                                              E-ika electrónica

✋Sensores Termopares

El termopar es el sensor más empleado en los sistemas de medición de temperatura. Estos sensores económicos, de sencilla instalación y con una precisión ajustada a distintos procesos. Aunque su funcionamiento cumple con suficiencia, su respuesta puede ser algo lenta en comparación con otros tipos de sensores de temperatura.
El funcionamiento de los termopares se basa en dos hilos metálicos de diferentes materiales unidos por un extremo, el cual se conoce como junta caliente o junta de medición. Cuenta con otro extremo separado, llamado junta fría. La diferencia de temperatura entre ambas juntas produce un diferencial de tensión, que será la señal enviada al dispositivo electrónico.
Dentro de estos sensores, se encuentran diferentes tipos de termopares según los materiales de los que estén compuestos. Los más comunes son:

• Termopar Tipo J: Hecho de una combinación de hierro y constatan (aleación de cobre y niquel). De uso limitado en entornos oxidantes. Cuenta con un rango de temperatura entre los 0°C y los 750°C.
• Termopar Tipo T: Se compone de un alambre de cobre y otro de constatan. De uso recomendado en entornos de humedad. Su rango de temperatura se encuentra entre los -250°C y los 350°C.
• Termopar Tipo K: Compuesto de una junta de chromega (aleación de cromo y niquel) y alomega (aleación de aluminio y niquel), es el sistema de captación de temperatura más extendido. Y es que su rango de temperatura es muy amplio, situándose entre los -200°C y los 1250°C, aunque se recomienda para medidas entre 300 y 1100ºC.
• Termopar Tipo E: Su combinación de materiales incluyen chromega y constatan. Su rango de temperaturas se sitúa entre los -200°C y los 900°C.

✋Sensores RTD (Resistance Temperature Detector)

Este tipo de sensor basa su funcionamiento en la
resistencia a la temperatura del material del que está compuesto. Su estructura general se suele componer de un alambre bien enrollado con un núcleo de vidrio o cerámica a su alrededor. Estos sensores de temperatura están especialmente indicados para la medición en entornos industriales, gracias a su inmunidad ante el ruido eléctrico. Entre los principales materiales  con los que se suelen construir, se encuentran el platino, el molibdeno, el cobre y el níquel.

✋Sensores Termistores, compuestos de semiconductores

Dentro de los tipos de sensores de temperatura, los termistores destacan por su funcionamiento. Y es que están compuestos de materiales semiconductores cuya resistencia a la temperatura varía dependiendo de los grados de la misma. Sus electrodos internos detectan el calor, midiéndolo por impulsos eléctricos.
El control de temperatura con termistor también presenta variantes. Así, podremos encontrar los siguientes tipos de termistor según su funcionamiento:

• Termistor NTC. La utilización de un sensor de temperatura NTC está especialmente indicada en amplios rangos de temperaturas. A más temperatura, menos resistencia. Suelen estar hechos de magnesio, cobre, niquel o cobalto.
• Termistor PTC. Estos sensores están indicados para cambios drásticos en la resistencia y la temperatura que se desea controlar. En este caso, a mayor temperatura, mayor será la resistencia. Están construidos principalmente en titanio de bario.

 

Sensor de humedad:

El sensor de humedad es un aparato de lectura utilizado en espacios interiores para controlar la humedad del aire y la temperatura. Las magnitudes medidas por el sensor de humedad se transforman en una señal eléctrica normalizada.

                                                                  

                                                                                                                       BricoGeek.com                     ✋Mecánicos 

Aprovechan los cambios de dimensiones que sufren cierto tipos de materiales en presencia de la humedad. Como por ejemplo... fibras orgánicas o sintéticas, el cabello humano,...

✋Basados en sales higroscópicas   

Deducen el valor de la humedad en el ambiente a partir de una molécula cristalina que tiene mucha afinidad con la absorción de agua.

✋Por conductividad  

La presencia de agua en un ambiente permite que a través de unas rejillas de oro circule una corriente. Ya que el agua es buena conductora de corriente. Según la medida de corriente se deduce el valor de la humedad.

✋Capacitivos   

Se basan sencillamente en el cambio de la capacidad que sufre un condensador en presencia de humedad.

✋Infrarrojos  

Estos disponen de 2 fuentes infrarrojas que lo que hacen es absorber parte de la radiación que contiene el vapor de agua.

 

✋Resistivos 

Aplican un principio de conductividad de la tierra. Es decir, cuanta más cantidad de agua hay en la muestra, más alta es la conductividad de la tierra.

 

Sensor magnético:

Son sensores que detectan los campos magnéticos provocados por los imanes o las corrientes eléctricas.

                                                                                                                               Eneka

✋Sensores tipo Reed o mecánicos

Se utilizan en sensores de puertas y ventanas para alarmas antirrobo, en los contadores de velocidad de bicicletas, algunos teclados de ordenadores o en lugares con atmósferas explosivas. Hay que tener en cuenta que sus contactos son muy pequeños y delicados, por lo que no puede soportar grandes valores de tensión ya que provocaría chispas en su interior que llevarían a su malfunción. Grandes cantidades de corriente podrían llegar a fundir los contactos y el campo magnético generado podría desmagnetizar los contactos.

✋Electrónicos, o de efecto Hall  

Es un conductor por el que circula una corriente en presencia de un campo magnético perpendicular al movimiento de las cargas, generando una separación de cargas que da lugar a un campo magnético eléctrico en el interior del conductor perpendicular al movimiento de las cargas, además de al campo magnético aplicado. Son baratos de producir, no se ven afectados por suciedad, contacto con el agua o diversos factores ambientales. Como desventaja hay que destacar que necesitan alimentación propia y operan a bajas presiones.

✋Tacogeneradores  

Estos generadores de tacómetro son pequeñas dinamos o alternadores que miden las revoluciones del sistema empleado como sistema de detección. Algunos modelos funcionan con corriente directa (dinamos), mientras que otros van a través de corriente alterna (alternadores). Los que son dinamos pueden utilizar la tensión directamente para controlar un sistema automático y mientras más rápido giran, más corriente producen. Los alternadores, en cambio, deben primero rectificar y filtrar la corriente antes de generar electricidad cuanto más rápido gire. Se suelen colocar en aplicaciones que requieren velocidad continua y extremadamente controlada, como en programas prefijados. Sirven para todo tipo de mediciones analógicas como presión, posición, distancia, movimiento o presencia.

 Sensor de infrarrojos:

Es un dispositivo optoelectrónico capaz de medir la radiación electromagnética infrarroja de los cuerpos en su campo de visión. Todos los cuerpos emiten una cierta cantidad de radiación, esta resulta invisible para nuestros ojos pero no para estos aparatos electrónicos, ya que se encuentran en el rango del espectro justo por debajo de la luz visible. 

 

                                                                                                                         E-ika elctrónica