Sensores e Interruptores de Proximidad

En esta sección te ire presentado las principales características de los Sensores e Interruptores de proximidad que son empleados habitualmente en las aplicaciones en Robótica y Microbótica.

Interruptores de Proximidad. Generalmente se tratan de interruptores normalmente abiertos (n/a) que cierran sus contactos cuando detecta un cuerpo a una determinada distancia. Hay dos grandes grupos: los de tipo inductivo y los de tipo capacitivo . En los primeros, cuando se detecta un cuerpo metálico se altera el campo magnético en el dispositivo, provocando la apertura o cierre de sus contactos, mientras que en los capacitivos varía el valor de la capacidad, estas alteraciones afectan a los amplificadores integrados que contienen y proporcionan una salida on-off es decir una respuesta digita, o detecta o no detecta. Este tipo de Interruptores los podeis encontrar a nivel mundial en la empresa RS Amidata S.A. via web podeis hacer vuestros pedidos.

Hay muchos tipos de encapsulado para estos sensores, los de la foto son de cilindro liso aunque tambien hay de modelo rectangular. El modelo rectangular dispone de un LED que se enciende cuando se detecta un objeto, esto biene bien para comprobar la sensibilidad de forma Local sin necesidad de cirtuitos adicionales.

Aplicaciones y circuitos reales. En general estos sensores sirven para detectar la presencia de objetos, dentro del alcance que disponen. Los inductivos están destinados a los metales, los cuales presentan diversos coeficientes de reducción, dependiendo de cuál se trate. Los Capacitivos pueden detectar cuerpos de cartón, madera o PVC, aqui entra la imaginacion de cada uno, es impresionante ¿no te parece?.

Interruptores Opticos de Proximidad:
Otro método más sencillo y eficiente consiste en utilizar los rayos de luz para detectar la presencia de cuerpos. Para ello se precisa un emisor y un receptor de los rayos. Cuando el obstáculo se interponga entre ambos evitará que el receptor reciba la luz, o también, puede colocarse frente al emisor que reflectará los rayos que llegarán al receptor.

Fotointerruptor, en este interruptor se puede seleccionar entre contactos normalmente abiertos (n/a) y normalmente cerrados (n/c) y cambiar su estado al detectar el sensor un cuerpo. La activación del se relé puede producir cuando incide luz sobre el emisor o cuando no incide, según se precise. Los rayos luminosos que envía el emisor son recreador por una unidad que emplea la técnica de luz polarizada para evitar disparos erróneos.

Cuando se desea una unidad de actuación directa de la luz sobre el receptor se suministra la pareja emisor / receptor. Además de la versión estándar hay modelos con la opción de temporización de retardo, que permiten seleccionar salidas con retardo de conexión, de desconexión o instantáneas, con tiempos comprendidos entre 0,1 y 5 Segunclos. El precio de estos sensores oscila entre 90 y 150 euros, aproximadamente, según modelos.

Interruptor de proximidad de barrido retrorrefiectivo funciona de forma de la siguiente forma, de la cajita negra de aluminio sobre sale una lente, de la que sale el rayo de luz infrarroja que emite el transmisor, choca en el exterior con el cuerpo a detectar y se refleja, entrando por la misma lente hasta el receptor que se halla en la misma caja.

Con el sensor se suele incluir un disco especial para provocar una reflexión óptima. Dicho disco puede sujetarse con el cuerpo a detectar. El alcance máximo es de 5 m, distancia que puede ser menor si se usa un reflector distinto al que se incluye con el producto. Esta unidad Controla un contacto aislado de un relé que se activa cuando el haz de luz emitido es recibido por el receptor, encendiendose tambien un LED indicador.

Las Ondas ultrasónícas Oscílan en una frecuencia superior a las audíbles y su rango está Comprendído entre los 20 y los 400 KHZ o más.

Son muy apropiadas para medir distancias pequeñas en el aire y algo mayores en el agua (sonar). La relativa lentitud a la que se propagan los ultrasoniclos, del orden de los 540 m/s, implica que los circuitos de emisión, recepción y manipulación son bastante sencillos. Otras ventajas inherentes a las ondas ultrasónicas son:

- Tienen una excelente direccionahilidad. Como se muestra en la figura a partir de 5m. se concentra el haz de ondas ultrasónícas, mejorando su direccíonabilídad.
- No las afecta el humo y el polvo.
- Pueden detectar objetos transparentes a las ondas luminosas.
- El alineamiento del haz de ondas ultrasónicas es menos crítico que en otros tipos.
- Siguen las leyes de la reflexión de las ondas luminosas. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Tipos de transductores ultrasonicos: Los métodos para la producción de las ondas ultrasónicas son similares a los de producción de ondas audibles. Así, algunos altavoces de agudos pueden emitir frecuencias superiores a 20 KHZ. Según el principio usado en la emisión de ondas hay dos tipos fundamentales de transductores.

Magnetoestricción: se someten a un campo oscilatorio a piezas magnéticas que varían de volumen, poniendo en oscilación el aire que las rodea.
Piezoelectricidad: Se basa en un cristal piezoeléctrico cuyas oscilaciones producen las ondas ultrasónicas. Son económicos y sencillos, por lo que son los más usados.

Circuito de aplicación para microbótica: En la figura se muestra eñ esquema por bloques de un circuito práctico que contiene un emisor y un receptor de ultrasonidos y un microcontrolador para el gobierno de los mismos.

Funcionamiento y manejo: La distancia a medir se calcula como el producto del tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción del pulso ultrasónico por la velocidad del sonido y dividido entre dos. Para la medida de distancias largas se utilizan ultrasonidos de baja frecuencia, donde la absorción del aire es importante. Sin embargo, en el caso de las distancias cortas son preferibles las altas frecuencias, al obtenerse una resolución mayor. Los ultrasonidos se emplean preferentemente en la detección de objetos planos colocados perpendicularmente al haz de ondas emitido. Con otros ángulos varía la precisión y la sensibilidad. Debe Considerarse que el polvo en suspensión absorbe el Sonido.