1.
Instituto Tecnológico Superior de Felipe Carrillo Puerto
Unidad I : Sensores
Asignatura: Interfaces

2.
Criterios de Evaluación
 Conocimiento
 - Proyecto Final = 30 %
 Habilidades
 - Investigaciones = 25 %
 - Exposiciones = 25 %
 - Mapas Mentales = 10%
 Actitudes
 - Participación en clase = 5 %
 - Puntualidad y asistencia = 5 %

3.
Fuentes de Información
 1. Manual microprocesadores de Intel.
 Intel.
 2. Manual Periféricos.
 Intel.
 3. Michael Purser.
 Comunicación de datos para
programadores..
 Ed. SITESA.
 4. Jerry Fitzgerald, Tom S. Eason.
 Fundamentos de comunicación de datos.
 Ed. Limusa

4.
Contenido de Trabajos
o Portada.
o Introducción.
o Contenido.
o Conclusión.
o Fuentes de Información.

5.
Carpeta de Evidencia

6.
Proyecto de la unidad I
• Aplicación de sensores en el
área de sistemas.
≥ Maqueta.
≥ Dispositivo Funcional.
≥ Prototipo.

7.
Temario de sensores
• 1.1 Ópticos
1.1.1 Tipos.
1.1.2 Funcionamiento.
1.1.3 Características.
1.1.4 Modo de comunicación.

8.
Unidad I : Sensores
 Objetivo General
• El estudiante construirá interfaces de
hardware aplicadas a su ámbito
profesional.
 Objetivo Educacional
• Conocerá y evaluará los tipos de
sensores que existen en el mercado,
con respecto a su aplicación.

9.
Introducción

10.
Introducción
Los sensores son dispositivos electrónicos con la
capacidad de detectar la variación de una magnitud
física tales como temperatura, iluminación,
movimiento y presión; y de convertir el valor de ésta,
en una señal eléctrica ya sea analógica o digital.
Un sensor es un elemento idóneo para tomar,
percibir o sensar una señal física proveniente del
medio ambiente y convertirla en una señal de
naturaleza transducible. Un sensor o captador
convierte las variaciones de una magnitud física en
variaciones de una magnitud eléctrica o magnética.

11.
¿Que son los sensores?
En la industria, los sensores son dispositivos
encargados de percibir las variables físicas, tales
como: presión, temperatura, pH, nivel, flujo,
entre otras, controladas por un sistema que
sigue una serie de instrucciones para verificar si
el proceso está o no está funcionando.

12.
Sensores
Tipos de Sensores:
• Un sensor es un -Temperatura
dispositivo capaz de - Intensidad lumínica
detectar magnitudes - Distancia
físicas o químicas, - Aceleración
llamadas variables - Inclinación
de instrumentación, - Desplazamiento
y transformarlas en
variables eléctricas. - Presión
- Fuerza
- Torsión
- Humedad
- Ph

13.
Una magnitud eléctrica puede ser:
- Una resistencia eléctrica (RTD).
- Una capacidad eléctrica (como en un sensor de
humedad).
- Una tensión eléctrica (como en un termopar).
- Una corriente eléctrica (como en un
fototransistor).

14.
El sensor está siempre en contacto con la
variable de instrumentación.
Es un dispositivo que aprovecha una de sus
propiedades con el fin de adaptar la señal que
mide para que la pueda interpretar otro
dispositivo.
Un sensor también puede decirse que es un
dispositivo que convierte una forma de energía
en otra.

15.
Áreas de aplicación de los sensores:
- Industria automotriz
- Industria aeroespacial
- Medicina
- Industria de manufactura
- Robótica
Los sensores pueden estar conectados a una
computadora para obtener ventajas como son el
acceso a una base de datos, la toma de valores,
etc.

16.
Caracteristicas
Rango de medida: dominio en la magnitud
medida en el que puede aplicarse el sensor.
Precisión: es el error de medida máximo
esperado.
Offset o desviación de cero: valor de la variable
de salida cuando la variable de entrada es nula. Si
el rango de medida no llega a valores nulos de la
variable de entrada, habitualmente se establece
otro punto de referencia para definir el offset.
Linealidad o correlación lineal.

17.
Caracteristicas
Sensibilidad de un sensor: relación entre la
variación de la magnitud de salida y la variación de
la magnitud de entrada.
Resolución: mínima variación de la magnitud
de entrada que puede apreciarse a la salida.
Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo
o depender de cuánto varíe la magnitud a medir.
Depende de la capacidad del sistema para seguir
las variaciones de la magnitud de entrada.

18.
Caracteristicas
Derivas: son otras magnitudes, aparte de la
medida como magnitud de entrada, que influyen
en la variable de salida. Por ejemplo, pueden
ser condiciones ambientales, como la humedad,
la temperatura u otras como el envejecimiento
(oxidación, desgaste, etc.) del sensor.
Repetitividad: error esperado al repetir varias
veces la misma medida

19.
Actividad 1
Mapa Mental de las
características de los sensores.
Aplicación de los sensores en el
área de informática.
Correo: e.castillo@

20.
Temas
• 1.1 Ópticos.
1.1.1 Tipos.
1.1.2 Funcionamiento.
1.1.3 Características.
1.1.4 Modo de comunicación.
20

21.
1.1 Sensor óptico
Un sensor óptico es un dispositivo que convierte
los rayos de luz en señales electrónicas. Similar
a un fotorresistor, mide la cantidad física de la
luz y la traduce en una forma de leer el
instrumento.
El sensor óptico es parte de un sistema de
integración de un dispositivo de medición, una
fuente de luz y el sensor. Esto esta
generalmente conectado a un gatillo eléctrico,
que reacciona a un cambio en la señal dentro
del sensor de luz.

22.
Sensor óptico
El tipo de luz más usado es el infrarrojo y, en
este caso, para diferenciar la luz de la fuente
se deja una frecuencia fija y lo que se hace es
emitir pulsos. El sensor simplemente descartará
cualquier luz infrarroja que le llegue y que no
sea intermitente, pudiendo así diferenciar la luz
de la fuente de radiación infrarroja proveniente
de otros objetos que generen calor.
22

23.
Sensor óptico
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.

24.
Diagrama Básico de un Sensor Óptico

25.
Sensores ópticos utilizados principalmente en los
componentes:
LED de luz roja Luz visible, óptima como
ayuda de alineación y para el ajuste de sensor.
LED infrarrojo Radiación invisible con elevada
energía.
Láser de luz roja Luz visible, óptima para la
detección de piezas pequeñas y elevados
alcances debido a las propiedades físicas del
láser.

26.
Tipos de Sensores Ópticos
• Dentro de esta categoría hay dos tipos
principales: los sensores basados en la
reflexión y los que trabajan en modo
barrera.
• Los primeros tienen el emisor de luz y el
detector muy próximos y deducen la
distancia a la que está un objeto
dependiendo del ángulo que forma la luz al
rebotar sobre este. Esto hace que su rango
sea bastante limitado.

27.
Sensores Ópticos
• Los segundos trabajan en modo barrera
tienen la fuente a cierta distancia enfrente
del sensor y solo pueden saber si el rayo se
obstruye o no, aunque también se pueden
configurar para detectar una perdida de
cantidad de luz, utilizable esto para algún
proceso de control de nivel de liquido en
algún recipiente como en una cinta
transportadora de botellas.

28.
Sensores Ópticos

29.
Sensores ópticos: principio básico de
funcionamiento
Emisión y recepción de luz. Tanto en el emisor
como en el receptor existen pequeñas lentes
ópticas que permiten concentrar el haz de luz y
se encuentran en un mismo encapsulado.
Generalmente trabajan por reflexión de la luz, es
decir, el emisor emite luz y si esta luz es
reflejada por un objeto, el receptor lo detecta.

30.
Sensor óptico Características
Capacidad para medir los cambios de uno o más haces de
luz . Cuando se produce un cambio de fase, el sensor de
luz actúa como un disparador fotoeléctrico, ya sea
aumentando o disminuyendo la producción eléctrica,
dependiendo del tipo de sensor.
Distinción de si se coloca internamente o externamente en
un dispositivo.
Transductores externos registrar y transmitir la cantidad
necesaria de luz. Estos son conocidos como sensores
extrínsecos. Sensores intrínsecos son los que están
integrados dentro de una fibra óptica o dispositivo. Estos
son generalmente utilizados para medir pequeños cambios
como una curva o ligero cambio de dirección.

31.
Sensores ópticos: Aplicaciones
Dispositivos electrodomésticos usan estos tipos
de sensores: lectores de CD/DVD, copiadoras,
etc.
Los sensores ópticos también
pueden utilizarse para leer y
detectar información, tal como al
velocidad de un auto que viene
por la carretera y si un billete
grande está marcado o bien, es
falso.

32.
Sensores ópticos: aplicaciones

33.
Investigación Electrónico
Ingresar a la pagina:
http://www.bitmakers.com
Investigar 5 tipos de sensores que podrían
aplicar en su proyecto de clase:
-Sensor
-Descripción
-Aplicación
Correo: e.castillo@

34.
Temas
• 1.2 Aproximación.
 1.2.1 Tipos.
 1.2.2 Funcionamiento.
 1.2.3 Características.
 1.2.4 Modo de comunicación.

35.
1.2 Aproximada
El sensor de proximidad es un transductor que
detecta objetos o señales que se encuentran
cerca del elemento sensor. Existen varios
tipos de sensores de proximidad según el
principio físico que utilizan.
• APLICACIONES TIPICAS:
Control de cintas transportadoras; control de
alta velocidad; detección de movimiento,
conteo de piezas, etc.

36.
Existen dos formas principales en que un
objeto actúa sobre un sensor:
• Sensores con contacto: son sensores en los que
el objeto toca físicamente al sensor y cierra o
abra uno a más circuitos eléctricos.
•
• Sensores sin contacto: son sensores que
detectan la presencia de un objeto sin necesidad
de que exista un contacto físico entre el objeto y
dicho sensor.

37.
Entre los sensores de proximidad se encuentran:

38.
Sensor Capacitivo
• La función del detector capacitivo consiste en
señalar un cambio de estado, basado en la
variación del estímulo de un campo eléctrico.
Los sensores capacitivos detectan objetos
metálicos, o no metálicos, midiendo el cambio
en la capacitancia, la cual depende de la
constante dieléctrica del material a detectar, su
masa, tamaño, y distancia hasta la superficie
sensible del detector.

39.
Sensor Capacitivo
La distancia de actuación en
determinados materiales,
pueden por ello, regularse
mediante el potenciómetro.
Los detectores capacitivos
están construidos en base a
un oscilador RC. Debido a la
influencia del objeto a detectar,
y del cambio de capacitancia

40.
Sensor Inductivo
Los sensores inductivos de proximidad han
sido diseñados para trabajar generando un
campo magnético y detectando las pérdidas
de corriente de dicho campo generadas al
introducirse en él los objetos de detección
metálicos y no metálicos.

41.
Sensor Inductivo
• El sensor consiste en una bobina con núcleo de ferrita,
un oscilador, un sensor de nivel de disparo de la señal y
un circuito de salida. Al aproximarse un objeto
"metálico" o no metálico, se inducen corrientes de
histéresis en el objeto.
• El funcionamiento es similar al capacitivo; la bobina
detecta el objeto cuando se produce un cambio en el
campo electromagnético y envía la señal al oscilador,
luego se activa el disparador y finalmente al circuito de
salida hace la transición entre abierto o cerrado.

42.
Sensor Inductivo
El circuito sensor
reconoce entonces un
cambio específico de
amplitud y genera una
señal que conmuta la
salida de estado sólido
o la posición "ON" y
"OFF".

43.
Diferencia entre los sensores
El sensor capacitivo crea un campo eléctrico el
cual al ser interrumpido cambia de estado
es por eso que puede detectar cualquier
material sea o no sea magnético.
El sensor inductivo sirve para detectar solo
metales los cuales tienen propiedades
magnéticas ya que este tipo de sensor
produce un campo magnético el cual al ser
interferido por el metal cambia su estado.

44.
Sensor fin de carrera
• El final de carrera o sensor de contacto (también
conocido como "interruptor de límite") o limit swicht, son
dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados
al final del recorrido de un elemento móvil, como por
ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de
enviar señales que puedan modificar el estado de un
circuito. Internamente pueden contener interruptores
normalmente abiertos (NA), cerrados (NC) o
conmutadores dependiendo de la operación que
cumplan al ser accionados.

45.
Sensor fin de carrera
Generalmente estos sensores están
compuestos por dos partes:
 Un cuerpo donde se encuentran los contactos
 Una cabeza que detecta el movimiento.
Su uso es muy diverso, empleándose, en
general, en todas las máquinas que tengan un
movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan
una trayectoria fija, es decir, aquellas que
realicen una carrera o recorrido fijo, como por
ejemplo ascensores, montacargas, robots, etc.

46.
Sensor infrarrojo
• El receptor de rayos infrarrojos suele ser un
fototransistor o un fotodiodo. El circuito de
salida utiliza la señal del receptor para
amplificarla y adaptarla a una salida que el
sistema pueda entender. la señal enviada por el
emisor puede ser codificada para distinguirla de
otra y así identificar varios sensores a la vez
esto es muy utilizado en la robótica en casos en
que se necesita tener mas de un emisor
infrarrojo y solo se quiera tener un receptor.

47.
Sensor infrarrojo

48.
Sensor ultrasónico
Los sensores ultrasónicos tienen como función
principal la detección de objetos a través de la
emisión y reflexión de ondas acústicas y son
conocidos como fotocélulas.
Funcionan emitiendo un pulso ultrasónico contra
el objeto a censar, y al detectar el pulso
reflejado, se para un contador de tiempo que
inicio su conteo al emitir el pulso. Este tiempo es
referido a distancia y de acuerdo con los
parametros elegidos de respuesta con ello
manda una señal eléctrica digital o analógica.

49.
Sensor ultrasónico

50.
Sensor magnético
• Los sensores de proximidad magnéticos son
caracterizados por la posibilidad de distancias grandes de
la conmutación, disponible de los sensores con
dimensiones pequeñas. Detectan los objetos magnéticos
(imanes generalmente permanentes) que se utilizan para
accionar el proceso de la conmutación.
• Los campos magnéticos pueden pasar a través de muchos
materiales no magnéticos, el proceso de la conmutación
se puede también accionar sin la necesidad de la
exposición directa al objeto. Usando los conductores
magnéticos (ej. hierro), el campo magnético se puede
transmitir sobre mayores distancias, por ejemplo, poder
llevarse la señal de áreas de alta temperatura.

51.
Sensor de Humedad
• La detección de humedad puede ser muy
importante en un sistema si éste debe
desenvolverse en entornos que no se conocen
de antemano. Una humedad excesiva puede
afectar los circuitos, y también la mecánica de un
robot. Por esta razón se deben tener en cuenta
una variedad de sensores de humedad
disponibles, entre ellos los capacitivos y
resistivos, más simples, y algunos integrados
con diferentes niveles de complejidad y
prestaciones.

52.
El funcionamiento de los sensores de aproximación
depende de su tipo y aplicación

53.
Características:
Interruptor y conductores totalmente encapsulados
Capacidad para elevadas velocidades de ciclo
Funcionamiento a gran velocidad
Compactos para aplicaciones con limitaciones de
espacio
Sin piezas móviles, para aumentar la duración
Resistentes a la corrosión
Amplia selección de materiales
Disponibles diseños adaptados

54.
Aplicaciones
• En el amplio aspecto de aplicaciones industriales
que existen, una de las principales informaciones
que es necesario extraer de un proceso
determinado es la presencia o ausencia de un
objeto, al paso por un punto determinado, la
cercanía a una región de importancia, el contaje
de número de piezas que pasan, el verificar la
completitud de un lote de elementos, etc., es
decir, el detectar la presencia o proximidad de un
objeto determinado.

55.
Exponer en Rotafolio
• TIPO:
–Característica
–Aplicación
–Funcionamiento

56.
Actividad de Evaluación :
• http://www.dte.uvigo.es/recursos/proxi
midad/Sensores_Proximidad.swf.
• Enviar en el correo los resultados de
evaluación….
• e.castillo@

57.
Actividad:
• Buscar información sobre la
aplicación de los sensores en el área
de cómputo.

58.
Actividad :
• Evaluación Miércoles 29 de
Febrero
• Proyecto Martes 28 de
Febrero