Los sensores fotoeléctricos, también llamados fotocélulas, detectan luz y activan o desactivan señales. Funcionan captando luz y respondiendo a valores luminosos específicos. En la industria se usan fotocélulas de lazo cerrado con emisor y receptor sincronizados para mayor fiabilidad. Existen diversos tipos de fotocélulas según su forma, características eléctricas y tipo de luz para adaptarse a diferentes aplicaciones industriales.

1. UNIVERSIDAD CONTINENTAL
TEMA: FOTOCÉLULAS
AUTOR: CARLOS RIVERA
Sensores fotoeléctricos industriales
(fotocélulas)
Qué son
Los sensores fotoeléctricos, también llamados fotocélulas, tienen un uso muy
extendido en la industria. Son económicos, fiables y fáciles de instalar y mantener.
Como no quiero entrar en la teoría del funcionamiento para no aburrirte
demasiado, explicaré brevemente cómo trabajan en la práctica. Si quieres
profundizar más o tienes curiosidad, siempre puedes buscar más información en
internet.

2. Cómo funcionan
Un sensor fotoeléctrico tiene la capacidad de captar luz y activar o desactivar una
señal en función de los valores de esa luz. Los sensores más simples son los
llamados interruptores crepusculares, que encienden una lámpara cuando la luz
ambiental es inferior a un valor determinado. Este tipo de sensores responde ante
cualquier fuente de luz visible, tanto artificial como natural. Por tanto, su fiabilidad
es escasa, puesto que pueden alterar su funcionamiento si son afectados por una
fuente de luz distinta a la prevista.
Como en la industria la fiabilidad es esencial, se utilizan sensores de lazo cerrado,
es decir que utilizan un emisor y un receptor sincronizados. Esto tiene muchas
ventajas, como que la luz es emitida a una frecuencia exacta (normalmente se usa
luz infrarroja), y en ocasiones con una secuencia concreta, para que el receptor
identifique en todo momento si la luz recibida pertenece a su emisor, evitando así
que se active debido a influencias ambientales o interferencias con otros equipos.
Otra ventaja es que se puede alcanzar una precisión sorprendente, colocando por
ejemplo un emisor y un receptor enfrentados, con un sistema de lentes que
obligue a que ambos elementos estén perfectamente alineados, de modo que el
haz de luz pueda ser interrumpido por un objeto muy pequeño, o también en el
caso de que un objeto tenga un tamaño algo mayor del deseado. Aún se puede
aumentar más la precisión utilizando barreras de fibra óptica o fotocélulas láser.
Tipos de fotocélulas
Para adaptarse a las distintas aplicaciones industriales, existen multitud de tipos
de sensores. Según sus formas, podemos encontrar sensores cilíndricos,
rectangulares, en forma de herradura (con el sensor en un extremo enfrentado al
receptor en el otro), con cables de fibra óptica, etc. También podemos elegir la
opción de utilizar un emisor enfrentado a un receptor creando una barrera de luz, o
integrar el emisor y el receptor en el mismo encapsulado, de modo que el receptor
detectará la luz reflejada en un objeto, o en un espejo enfrentado. Según sus
características eléctricas encontraremos fotocélulas con alimentación a 230Vac, a
24Vdc, con salida a relé, salida de 24Vdc por transistor, etc. También hay modelos

3. para detectar distintos materiales, como objetos transparentes. Según el tipo de
luz, los más conocidos son los de luz visible, luz infrarroja y láser (este tipo permite
grandes distancias entre el emisor y el receptor).
Un tipo habitual es el sensor fotoeléctrico con supresión de fondo, que se utiliza
para detectar un objeto enfrente de la fotocélula, dentro de un rango de distancias.
Cualquier objeto fuera de este rango será despreciado.
Las barreras ópticas, son unos dispositivos en forma de barra que se colocan uno
frente al otro, de modo que crean una “cortina” óptica. Su función es detectar si
alguien entra en una zona de seguridad de una máquina, deteniendo el proceso
para evitar daños a las personas. Estas barreras contienen varios pares de
emisores y receptores que crean haces de luz paralelos.
Cómo se conectan
La forma más habitual de conectar los sensores fotoeléctricos, en el caso de
máquinas complejas que utilizan autómatas, es suministrando alimentación al
emisor (normalmente 24Vdc), y lo mismo para el receptor. El receptor, además,
tiene un hilo para la salida de señal. En el caso de que emisor y receptor se
encuentren en la misma caja, el emisor toma la corriente del mismo receptor, por
lo que solamente se utilizan tres hilos en total. Otras variantes se conectan de
forma distinta. Por ejemplo, si la salida es a relé, en el mismo sensor o en su
documentación habrá un esquema con todas las conexiones. Intenta siempre
comprobar las conexiones, porque existen otras variantes que pueden confundirte.
Aplicaciones
Estas son las aplicaciones más comunes en las que podemos utilizar sensores
fotoeléctricos:
 Detectar el paso de un producto
 Controlar que la altura o la anchura de un producto sea la adecuada
 En envasadoras, para detectar que una bobina de plástico o papel está
agotada

4.  Protección de zonas de riesgo, detectando intrusiones (puertas de acceso
para personas o vehículos)
 Ajustar la distancia de un elemento móvil
 Como final de carrera sin contacto
 Ajuste de marcas de impresión
 Detectores de humo
Inconvenientes
En algunas circunstancias no es recomendable utilizar fotocélulas, y hay que
buscar una alternativa.
Es el caso de ambientes con acumulación de polvo. Aunque existen fotocélulas
que consiguen una gran penetración a través del polvo, su acumulación en las
lentes de los sensores disminuye la sensibilidad. En los casos en que no sea
posible utilizar otro tipo de sensor, siempre puede montarse una boquilla de aire
comprimido con una válvula, que sople sobre la lente periódicamente, controlada
con un temporizador o activada en un paso concreto del ciclo de trabajo.
En zonas muy húmedas, donde se producen condensaciones con facilidad, las
lentes pueden empañarse y dificultar el funcionamiento.
Averías comunes y su diagnóstico
Las fotocélulas industriales son muy robustas y cada vez es más raro encontrar
una de ellas averiada. También es más sencillo su diagnóstico. Suelen incorporar
indicadores LED que verifican su correcto funcionamiento. A veces incorporan
múltiples indicadores, para verificar la alineación, la detección, alimentación de
corriente, etc. Las más sencillas suelen disponer de un led en el emisor, indicando
que recibe alimentación, y otro led en el receptor, que indica el estado de
detección (la detección de un objeto se advierte con el led encendido o con el led
apagado, según el modelo). Algunos tipos de receptores activan la salida al recibir
la luz del emisor, y otros al interrumpirse el haz, esto se denomina activación con
luz y activación con oscuridad. Las fotocélulas más complejas disponen de varios
leds y varios controles, permitiendo saber cuándo reciben tensión, cuándo están

5. detectando, también puede configurarse si la salida se activará por luz o por
oscuridad, incluso permiten regular la sensibilidad y la distancia de supresión de
fondo. En los catálogos online de los fabricantes puedes ver una gran cantidad de
variantes para familiarizarte.
Aunque existen muchas configuraciones distintas dependiendo de los fabricantes
y tipos de sensores en el mercado, podemos seguir unas pautas comunes en la
mayoría de los casos para diagnosticar un fallo en los sensores fotoeléctricos:
En los casos de fotocélulas con ajuste de sensibilidad o supresión de fondo, es
necesario experimentar con varios valores para descartar si existe una avería del
dispositivo o se trata de un ajuste incorrecto. Siempre puedes ayudarte de los
manuales y datasheet, que normalmente puedes descargar de la web del
fabricante.