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Ingeniería Mecatrónica.
                                        Asignatura:
              CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES
                      Profesor: Juan Higinio Leal Rodríguez.
                                             Investigación:
                                 “Sensores Fotoeléctricos”.

                           Alumno: Ernesto Félix Rodríguez
                                 No. de Control: 08261044

H. Matamoros, Tamaulipas                    30 de Enero del
                                                      2012
Un sensor fotoeléctrico
(también llamados
ópticos) es un dispositivo
electrónico que responde
 al cambio en la intensidad de la luz. Estos
sensores requieren de un componente emisor que
genera la luz, y un componente receptor que “ve”
la luz generada por el emisor. Están diseñados
especialmente para la detección, ausencia,
clasificación y posicionado de objetos; la detección
de formas, colores y diferencias de superficie,
incluso bajo condiciones ambientales extremas.
 Diagrama   de la composición de un sensor
 fotoeléctrico.
 Los sensores de luz se usan para detectar
 el nivel de luz y producir una señal de
 salida representativa respecto a la
 cantidad de luz detectada. Un sensor de
 luz incluye un transductor fotoeléctrico
 para convertir la luz a una señal eléctrica y
 puede incluir electrónica para
 condicionamiento de la señal,
 compensación y formateo de la señal de
 salida.
   El sensor de luz más común es el LDR -Light
    Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz.
    Un LDR es básicamente un resistor que cambia su
    resistencia cuando cambia la intensidad de la luz.
   Los sensores fotoeléctricos utilizan LEDs como
    fuentes de luz. Los LEDs pueden ser construidos para
    que emitan en verde, azul, amarillo, rojo, infrarrojo,
    etc. Los colores más comúnmente usados en
    aplicaciones de sensado son rojos e infrarrojos, pero
    en aplicaciones donde se necesite detectar contraste,
    la elección del color de emisión es fundamental,
    siendo el color más utilizado el verde.
 Los fototransistores son los componentes
 más ampliamente usados como
 receptores de luz, debido a que ofrecen la
 mejor relación entre la sensibilidad a la luz
 y la velocidad de respuesta, además
 responden bien ante luz visible e infrarroja.
   Los sensores fotoeléctricos de pulso modulado
    responden únicamente a la luz emitida por su
    propia fuente de luz. Modular la luz de un LED
    simplemente significa encenderlo y apagarlo en
    alta frecuencia. El secreto de la eficiencia de un
    sistema modulado es que el fototransistor del
    sensor y el amplificador estén sintonizados a la
    frecuencia de la modulación, dando como
    resultado, que únicamente la luz modulada es
    amplificada, y toda la otra luz que alcanza al
    fototransistor es ignorada.
 Diagrama de composición de un sensor
 (emisor-receptor).
   En comparación con los demás sensores de
    proximidad, los sensores fotoeléctricos presentan las
    siguientes ventajas:
     • Distancias de detección mucho más grandes que en
    el caso de los capacitivos e inductivos. Se pueden
    obtener hasta 500 metros en tipo separado y 5 metros
    en deflexión.
    • Permiten la identificación de colores y objetos de
    pequeño tamaño (decimas de milímetro).
   Existen 4 tipos de sensores fotoeléctricos, los
    sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o
    reflexión sobre objetos y de fibra óptica.
 -Sensor      de Barrera.
   Las barreras tipo emisor-receptor están compuestas de
    dos partes, un componente que emite el haz de luz, y
    otro componente que lo recibe. Se establece un área de
    detección donde el objeto a detectar es reconocido
    cuando el mismo interrumpe el haz de luz. Debido a que
    el modo de operación de esta clase de sensores se basa
    en la interrupción del haz de luz, la detección no se ve
    afectada por el color, la textura o el brillo del objeto a
    detectar. Tiene este método el más alto rango de
    detección, (hasta 60metros).
 -Sensor      Reflex.
   La luz infrarroja viaja en línea recta, en el momento en
    que un objeto se interpone el haz de luz rebota contra
    este y cambia de dirección permitiendo que la luz sea
    enviada al receptor y el elemento sea sensado, un objeto
    de color negro no es detectado ya que este color
    absorbe la luz y el sensor no experimenta cambios.
    Comparado con el método anterior tiene un rango menor
    de alcance (9 metros de alcance).
 -Sensor Autoreflex.
 Tienen el componente emisor y el componente receptor en un
  solo cuerpo, el haz de luz se establece mediante la utilización
  de un reflector catadióptrico (sistema o dispositivo compuesto
  de espejos y lentes para reflejar y refractar la luz). El objeto es
  detectado cuando el haz formado entre el componente
  emisor, el reflector y el componente receptor es interrumpido.
  Debido a esto, la detección no es afectada por el color del
  mismo. La ventaja de las barreras réflex es que el cableado
  es en un solo lado, a diferencia de las barreras emisor-
  receptor que es en ambos lados, (5metros de alcance).
 -Sensor      de Fibra óptica.
   En este tipo el emisor y receptor están interconstruidos
    en una caja que puede estar a varios metros del objeto a
    sensar. El emisor radica de un lado y el receptor en el
    lado opuesto, pero ambos están interconectados y
    alineados uno con respecto al otro, conectados mediante
    fibra óptica para el manejo de las señales entre uno y
    otro.
Sensores fotoeléctricos
   COLOR Y NUMERACIÓN DE LOS HILOS
   La norma EN 50 044 determina los colores de los hilos del
    sensor, distingue entre sensores de proximidad polarizados y
    no polarizados, podemos diferenciar los siguientes casos:
   Sensores de proximidad no polarizados tanto para CC o CA,
    con dos hilos de conexión, estos pueden ser de cualquier
    color excepto verde/amarillo.
   Sensores de proximidad polarizados para CC, con dos hilos
    de conexión, el terminal positivo debe marrón y el terminal
    negativo, azul.
   Sensores de proximidad de tres hilos, el terminal positivo
    debe ser marrón, el terminal negativo azul y la salida debe ser
    negro.
   En lo referente a la numeración de los terminales:
   Sensores de proximidad no polarizados, los
    terminales 1 y 2 tienen la función de contacto
    normalmente cerrado y los terminales 3 y 4 la de
    contacto normalmente ABIERTO.
   Sensores de proximidad polarizados para corriente
    continúa con dos terminales, el terminal positivo
    debe identificarse con el 1. El número 2 para el
    contacto normalmente cerrado y el 4 para el
    contacto normalmente abierto.
   Se usa en todo tipo de procesos industriales y no
    industriales para propósitos de monitoreo,
    medición, control y procesamiento. Están
    diseñados especialmente para la detección,
    ausencia, clasificación y posicionado de objetos; la
    detección de formas, colores y diferencias de
    superficie. Los sensores fotoeléctricos los
    encontramos en los ascensores, evitando que se
    cierre la puerta, en caso de nuevas
    incorporaciones, o como elemento de seguridad
    en puertas de garaje, evitando que la puerta se
    cierre, si en ese momento pasa algún vehículo o
    persona.
Sistema de Barrera:
                 Industria Farmacéutica /
                 embalaje:
                 Ausencia de pastillas en el
                 blíster.




Sistema Réflex:
Industria metalúrgica
/producción:
Detección de piezas
defectuosas.
Sistema Autoréflex:
             Alimentación / envase -
             embalaje:
             Detección estable de botellas
             transparentes.




Sistema de fibra óptica:
Alimentación /envase – embalaje:
Detección de impurezas dentro de
los envases.
   Muchas situaciones de sensado pueden ser resueltas
    por la elección del correcto tipo de sensor fotoeléctrico.
    Sin embargo, hay usualmente un “mejor” modo para
    cada variable a sensar.

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Sensores fotoeléctricos

  • 1. Ingeniería Mecatrónica. Asignatura: CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES Profesor: Juan Higinio Leal Rodríguez. Investigación: “Sensores Fotoeléctricos”. Alumno: Ernesto Félix Rodríguez No. de Control: 08261044 H. Matamoros, Tamaulipas 30 de Enero del 2012
  • 2. Un sensor fotoeléctrico (también llamados ópticos) es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que “ve” la luz generada por el emisor. Están diseñados especialmente para la detección, ausencia, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.
  • 3.  Diagrama de la composición de un sensor fotoeléctrico.
  • 4.  Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida.
  • 5. El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz. Un LDR es básicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz.  Los sensores fotoeléctricos utilizan LEDs como fuentes de luz. Los LEDs pueden ser construidos para que emitan en verde, azul, amarillo, rojo, infrarrojo, etc. Los colores más comúnmente usados en aplicaciones de sensado son rojos e infrarrojos, pero en aplicaciones donde se necesite detectar contraste, la elección del color de emisión es fundamental, siendo el color más utilizado el verde.
  • 6.  Los fototransistores son los componentes más ampliamente usados como receptores de luz, debido a que ofrecen la mejor relación entre la sensibilidad a la luz y la velocidad de respuesta, además responden bien ante luz visible e infrarroja.
  • 7. Los sensores fotoeléctricos de pulso modulado responden únicamente a la luz emitida por su propia fuente de luz. Modular la luz de un LED simplemente significa encenderlo y apagarlo en alta frecuencia. El secreto de la eficiencia de un sistema modulado es que el fototransistor del sensor y el amplificador estén sintonizados a la frecuencia de la modulación, dando como resultado, que únicamente la luz modulada es amplificada, y toda la otra luz que alcanza al fototransistor es ignorada.
  • 8.  Diagrama de composición de un sensor (emisor-receptor).
  • 9. En comparación con los demás sensores de proximidad, los sensores fotoeléctricos presentan las siguientes ventajas: • Distancias de detección mucho más grandes que en el caso de los capacitivos e inductivos. Se pueden obtener hasta 500 metros en tipo separado y 5 metros en deflexión. • Permiten la identificación de colores y objetos de pequeño tamaño (decimas de milímetro).  Existen 4 tipos de sensores fotoeléctricos, los sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o reflexión sobre objetos y de fibra óptica.
  • 10.  -Sensor de Barrera.  Las barreras tipo emisor-receptor están compuestas de dos partes, un componente que emite el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se establece un área de detección donde el objeto a detectar es reconocido cuando el mismo interrumpe el haz de luz. Debido a que el modo de operación de esta clase de sensores se basa en la interrupción del haz de luz, la detección no se ve afectada por el color, la textura o el brillo del objeto a detectar. Tiene este método el más alto rango de detección, (hasta 60metros).
  • 11.  -Sensor Reflex.  La luz infrarroja viaja en línea recta, en el momento en que un objeto se interpone el haz de luz rebota contra este y cambia de dirección permitiendo que la luz sea enviada al receptor y el elemento sea sensado, un objeto de color negro no es detectado ya que este color absorbe la luz y el sensor no experimenta cambios. Comparado con el método anterior tiene un rango menor de alcance (9 metros de alcance).
  • 12.  -Sensor Autoreflex.  Tienen el componente emisor y el componente receptor en un solo cuerpo, el haz de luz se establece mediante la utilización de un reflector catadióptrico (sistema o dispositivo compuesto de espejos y lentes para reflejar y refractar la luz). El objeto es detectado cuando el haz formado entre el componente emisor, el reflector y el componente receptor es interrumpido. Debido a esto, la detección no es afectada por el color del mismo. La ventaja de las barreras réflex es que el cableado es en un solo lado, a diferencia de las barreras emisor- receptor que es en ambos lados, (5metros de alcance).
  • 13.  -Sensor de Fibra óptica.  En este tipo el emisor y receptor están interconstruidos en una caja que puede estar a varios metros del objeto a sensar. El emisor radica de un lado y el receptor en el lado opuesto, pero ambos están interconectados y alineados uno con respecto al otro, conectados mediante fibra óptica para el manejo de las señales entre uno y otro.
  • 15. COLOR Y NUMERACIÓN DE LOS HILOS  La norma EN 50 044 determina los colores de los hilos del sensor, distingue entre sensores de proximidad polarizados y no polarizados, podemos diferenciar los siguientes casos:  Sensores de proximidad no polarizados tanto para CC o CA, con dos hilos de conexión, estos pueden ser de cualquier color excepto verde/amarillo.  Sensores de proximidad polarizados para CC, con dos hilos de conexión, el terminal positivo debe marrón y el terminal negativo, azul.  Sensores de proximidad de tres hilos, el terminal positivo debe ser marrón, el terminal negativo azul y la salida debe ser negro.
  • 16. En lo referente a la numeración de los terminales:  Sensores de proximidad no polarizados, los terminales 1 y 2 tienen la función de contacto normalmente cerrado y los terminales 3 y 4 la de contacto normalmente ABIERTO.  Sensores de proximidad polarizados para corriente continúa con dos terminales, el terminal positivo debe identificarse con el 1. El número 2 para el contacto normalmente cerrado y el 4 para el contacto normalmente abierto.
  • 17. Se usa en todo tipo de procesos industriales y no industriales para propósitos de monitoreo, medición, control y procesamiento. Están diseñados especialmente para la detección, ausencia, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie. Los sensores fotoeléctricos los encontramos en los ascensores, evitando que se cierre la puerta, en caso de nuevas incorporaciones, o como elemento de seguridad en puertas de garaje, evitando que la puerta se cierre, si en ese momento pasa algún vehículo o persona.
  • 18. Sistema de Barrera: Industria Farmacéutica / embalaje: Ausencia de pastillas en el blíster. Sistema Réflex: Industria metalúrgica /producción: Detección de piezas defectuosas.
  • 19. Sistema Autoréflex: Alimentación / envase - embalaje: Detección estable de botellas transparentes. Sistema de fibra óptica: Alimentación /envase – embalaje: Detección de impurezas dentro de los envases.
  • 20. Muchas situaciones de sensado pueden ser resueltas por la elección del correcto tipo de sensor fotoeléctrico. Sin embargo, hay usualmente un “mejor” modo para cada variable a sensar.