Este documento describe diferentes tipos de sensores utilizados en robótica, incluyendo sensores de posición, temperatura, luz y contacto. Explica cómo estos sensores miden variables físicas del entorno y las convierten a señales eléctricas para que los robots puedan percibir y interactuar con su entorno. También brinda detalles sobre cómo funcionan sensores específicos como los encoders, termopares y sensores de luz.

1. SENSORES EN ROBÓTICA
Grupo SIRP (Sistemas Inteligentes, Robótica y Percepción)
Departamento de Electrónica – Pontificia Universidad
Javeriana – Bogotá
Contacto: gruposirp@gmail.com

2. INTRODUCCIÓN
LLas actividades que se presentarán a través de este
medio, son desarrolladas por el grupo de investigación en
Sistemas Inteligentes, Robótica y Percepción -SIRP- del
Departamento de Electrónica de la Pontificia Universidad
Javeriana, Bogotá-Colombia.
EEl objetivo de éste documento es orientar a los
estudiantes sobre los tipos de sensores que existen.

3. CONTENIDO
• SENSORES
▫ DEFINICIÓN
▫ TIPOS DE SENSORES
▫ SENSORES EN ROBÓTICA:
 DE POSICIÓN
 DE FINAL DE CARRERA
 TEMPERATURA
 LUZ
 OTROS
• ALGUNOS ELEMENTOS ELECTRÓNICOS
• TALLERES
• BIBLIOGRAFÍA

4. SENSORES
• Sensor viene de la palabra sentir, esto quiere decir que
los sensores de una persona son los órganos
correspondientes a los sentidos. A través de éstos,
tenemos la capacidad de captar información del
ambiente, por ejemplo la temperatura, la luz, el color,
entre otras.
• De la misma manera, existen sensores que se utilizan en
aplicaciones electrónicas para capturan información del
medio ambiente para que una máquina pueda
entenderla.
• Entonces, un sensor es un dispositivo que mide
magnitudes físicas o químicas, que llamaremos variables
del entorno y las transforma en variables eléctricas para
que una máquina, las pueda entender.

5. DEFINICIÓN DE SENSORES
• En algunos casos, se tienen aplicaciones que requieren
obtener información del ambiente, por lo que es
necesario medir o detectar variables químicas o físicas
para que una máquina pueda interactuar con el
ambiente o para que pueda ejecutar alguna acción
definida por un usuario previamente. Por ejemplo:
• Supongamos que se quiere usar una máquina de aire
acondicionado para enfriar el ambiente en una
habitación hasta los 20º. Para lograr el objetivo, se
debe medir la temperatura del ambiente, para que la
máquina se prenda cuando la habitación está a una
temperatura mayor que 20º. Cuando la temperatura
alcanza los 20º, la máquina debe apagarse.

6. USO DE LOS SENSORES
• Se utilizan sensores por ejemplo, en la industria
automotriz, en industrias de manufactura, en robótica,
entre muchas otras áreas.
• Así, para dar a los robots la capacidad de realizar tareas
de forma independiente, es necesario dotarlos de
sensores, a partir de los cuales pueden percibir su
entorno y pueden llevar a cabo múltiples funciones.

7. Tipos de Sensores
• Según la magnitud que miden, los sensores
electrónicos más comunes son:
▫ De posición, lineal o angular: Encoder, potenciómetro
▫ Aceleración/Inclinación: Acelerómetro
▫ Temperatura: termopar
▫ Proximidad: de contacto o de final de carrera
▫ De luz: Fotosensor
▫ Micrófono
▫ Ultrasonido
▫ Cámaras de video

8. Otra clasificación de los sensores:
• Análogos: Este tipo de sensores convierten el valor
medido de la variable real, en una señal eléctrica
equivalente.
• Encendido/apagado (On/Off): Este tipo de sensores
determinan un umbral en la variable medida, de modo
que a partir de este valor, hacia arriba, entregan una señal
eléctrica alta (por ejemplo 5V), mientras que del umbral
hacia abajo, entregan una señal eléctrica baja (por
ejemplo 0V)
• Para mayor información, visite el siguiente sitio en la red:
http://www.todorobot.com.ar/documentos/sensores.pdf

9. A continuación se describen algunos de
estos sensores:
Sensores de posición
• Descripción: Un encoder incremental es un
dispositivo que se compone de partes mecánicas y
eléctricas, usado para convertir la posición angular de un
eje a un código que lo puede entender un computador
(digital).
• Funcionamiento: Tiene una rueda mecánica, una fuente
de luz y un fotosensor. A medida que la rueda gira
interrumpe o deja pasar la luz y con esto se obtienen
pulsos correspondientes al movimiento angular.
• Consulte
http://es.wikipedia.org/wiki/Codificador_rotatorio

10. Sensores de contacto
Sensor de final de carrera o microswitch
• Descripción: Es un interruptor de 2 posiciones con
resorte de retorno a la posición de reposo y con una
palanca de accionamiento.
• Usos: detección de obstáculos por contacto directo. No
son adecuados para robots de alta velocidad ya que
detectan el obstáculo al chocarse con éste y no se tiene
el tiempo para frenar el robot.

11. Sensores de contacto
• Funcionamiento: En un circuito, se conecta un sensor de
contacto con la función que tiene un interruptor: para
prender o apagar un dispositivo.
• Los sensores de contacto tienen 2 posiciones:
▫ Normalmente Abierto: Cuando el interruptor está
conectado en un circuito y no hay contacto, el circuito está
abierto, no existe un camino para la corriente. Cuando se
oprime (al hacer contacto) se cierra y se tiene un camino
que permite el paso de la corriente
▫ Normalmente Cerrado: Cuando el interruptor está
conectado y no está oprimido, hay un camino de corriente.
Al oprimir el interruptor (cuando hace contacto) el circuito
queda abierto y por tanto no hay un camino de corriente

12. Sensores de temperatura
• Termopar:
Descripción: Es un dispositivo formado
por la unión de dos metales distintos
(generalmente constantán y cobre).
Funcionamiento: el termopar produce
un voltaje que depende de la diferencia de
temperatura entre un extremo (llamado
punto caliente o terminal de medida) y el
otro extremo (llamado punto frío o http://www.eni.es/pags/infotec/infotec_abajo
referencia). 1.htm
• Termistores:
Descripción: son elementos resistivos (resistencias) que cambian
su valor según la temperatura.
Usos: detección de la temperatura que se tiene alrededor. También
sirven para activar actuadores que le permitan realizar tareas.

13. Sensores de luz
• LDR (Light Dependent Resistor, por sus siglas en inglés).
Resistencia dependiente de la luz, es una resistencia que
varía su valor en función de la luz que incide sobre su
superficie, de igual forma que el termistor antes
mencionado. Cuanto mayor sea la intensidad de la luz
que incida en la superficie de la LDR, su resistencia será
menor y cuanto menor sea la intensidad de la luz que
incida, mayor será la resistencia.
• Usos: Detectar niveles de luz ambiente. También para
seguir luces o linternas. Así, se puede crear un seguidor
de luz con varias LDR dispuestas alrededor del robot y
hacer que éste siga una luz directa.

14. Otros sensores
• Los micrófonos y los parlantes: sirven para que el robot
detecte voces o para que emita sonidos.
• Sensor de ultrasonido: sirven para detectar obstáculos,
cuando emiten una onda acústica de alta frecuencia y
captan la reflexión de estas ondas.
• Cámaras de video: Son parte importante de la visión por
computador de un robot, puesto que permiten captar la
forma, la dimensión y otras características del ambiente.

15. ALGUNOS ELEMENTOS ELECTRÓNICOS
• RESISTOR: (resistencia) Es un componente electrónico que tiene el objetivo de
aumentar la oposición a la corriente eléctrica de un circuito.
• POTENCIÓMETRO: Es un resistor con valor de resistencia variable.
• DIODO: Es un dispositivo electrónico (semiconductor) que permite el paso de la
corriente en un solo sentido. Se prende con un voltaje característico
proporcionado por el fabricante (por debajo de este valor el circuito queda
abierto). Cuando está encendido su resistencia es muy pequeña.
• LED: (light emitting diode, por sus siglas en inglés) Es un diodo que emite luz.
El color de la luz depende del material semiconductor con el que está fabricado.
• ADICIONALMENTE, las siguientes herramientas y conceptos son de utilidad
para realizar los talleres propuestos:
▫ Tabla de prototipos o PROTOBOARD: es un tablero de conexiones para
construir circuitos de prueba.
▫ TIERRA de un circuito: Punto de Referencia de voltaje (se considera 0V)

16. Taller: sensores de final de
carrera caseros
• Un sensor de final de carrera o de contacto es un
interruptor de dos posiciones:
▫ Estado inactivo o CIRCUITO ABIERTO: (no emite
ningún tipo de señal).
▫ Estado activo: (CORTO CIRCUITO) si se realiza
de la forma más común. De esta forma se trasmite
una señal.
• En este taller se observa el funcionamiento de
este tipo de sensores, mediante la construcción
de un circuito sencillo.

17. Montaje
• Ver video:
http://www.youtube.com/watch?v=e0X7sPq8UvY

18. BIBLIOGRAFÍA
• Enciclopedia Wikipedia, Sensor, disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor. Consultado el 03-08-2010
• Enciclopedia Wikipedia, Encoder, disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Codificador_rotatorio. Consultado el 03-08-
2010
• Enciclopedia Wikipedia, Potenciémetro, disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Potenciómetro. Consultado el 03-08-2010
• Enciclopedia Wikipedia, Termopar, disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Termopar. Consultado el 03-08-2010
• Wikimedia, Microswitch, disponible en:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Microswitch.jpg. Consultado el
03-08-2010
• Sensores internos. Disponible en:
http://proton.ucting.udg.mx/robotica/r166/r69/r69.htm . Consultado el
23/08/2010
• Teoría de termopares. Efecto Seebeck. Disponible en:
http://www.eni.es/pags/infotec/infotec_abajo1.htm. Consultado el
23/08/2010