Funcionamiento y Aplicaciones de Sensores: Desde Contacto hasta Infrarrojos

Introducción a los Sensores y la Detección del Entorno

Los sensores son dispositivos que se encargan de detectar las condiciones del entorno. Así como una persona percibe las características de su entorno a través de los sentidos, una máquina o un robot lo hace por medio de sensores.

Los sensores están en contacto directo con la magnitud que tienen que detectar. Los cambios en esta magnitud producen variaciones muy pequeñas en el sensor. En la mayoría de los casos, es necesario transformar estas variaciones en señales eléctricas y amplificarlas para poder realizar una acción de control.

Una vez obtenida la señal eléctrica, esta se introduce en un circuito electrónico o en un sistema de control por ordenador, el cual utilizará la señal del sensor para ejecutar alguna acción de control.

Aplicaciones Fundamentales de los Sensores

• Apertura de Puertas: Los sensores de infrarrojos, colocados en la puerta de un garaje, detectan el paso de una persona para controlar la apertura o el cierre.
• Diagnóstico Médico: Un sensor nos envía la información, en tiempo real, del recorrido que sigue un dispositivo a través del aparato gastrointestinal.
• Sistemas de Control: Son los encargados de tomar determinadas acciones en función de la magnitud detectada (ej. sistemas de lazo abierto o lazo cerrado).
• Robótica: Un robot es una máquina automática con capacidad de movimiento que puede responder y reaccionar a las condiciones del entorno y desarrollar diferentes tareas según sea programado.

Tipos Específicos de Sensores

Sensor de Contacto (Interruptor de Final de Carrera)

Se utilizan para detectar el final de recorrido de determinados componentes mecánicos móviles o para determinar la posición límite de elementos móviles de máquinas. Los más comunes son los llamados interruptores de final de carrera.

Estos constan de una lengüeta metálica y tres contactos internos que salen al exterior a través de tres terminales de conexión:

• COM (Común)
• NC (Normalmente Cerrado)
• NA (Normalmente Abierto)

Funcionamiento del Interruptor de Final de Carrera

1. Cuando la lengüeta no está presionada, los contactos COM y NC se encuentran conectados entre sí, y el contacto NA está desconectado.
2. Cuando se presiona la lengüeta, se conectan los contactos COM y NA, y el contacto NC se desconecta.
3. Al dejar de presionar la lengüeta, los contactos retornan a su posición original.

Aplicaciones del Sensor de Contacto

Las aplicaciones son de lo más variadas. En los ascensores, al cerrarse el interruptor de final de carrera en cada piso, se ilumina el testigo indicando la planta en la que se encuentra.

Sensor Magnético (Interruptor Reed)

Los sensores magnéticos se utilizan para detectar campos magnéticos producidos por corrientes eléctricas o por imanes. Uno de los sensores magnéticos más empleados es el interruptor Reed.

Funcionamiento del Interruptor Reed

Cuando se acerca un imán, los extremos del interruptor adquieren polaridades distintas y se cierra el circuito (si es normalmente abierto). Cuando el imán se aleja, el circuito se abre.

Aplicaciones del Sensor Magnético

En algunos casos, puede sustituir al final de carrera, como en los ascensores, sin necesidad de contacto físico. También son esenciales en la detección de los niveles de agua para evitar el contacto del circuito eléctrico con el agua. Para esto, se sitúan por fuera del dispositivo, a la altura deseada, y dentro del depósito se coloca una boya con un imán en su interior y una guía para que se mueva por la pared, que es donde se encuentran los interruptores.

Otros Sensores de Detección

Se mencionan también el fotodiodo y el fototransistor.

Los sensores de rayos infrarrojos se utilizan para la detección en una zona del espectro electromagnético que no es visible para el ojo humano.