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SENSORES DE LUZ O FOTOELÉCTRICOS
Detectan la presencia de una persona o de un objeto que interrumpen el haz de luz que le llega al
sensor.
Un sensor fotoeléctrico 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 percibe la luz generada por el emisor. Están diseñados especialmente para detectar, clasificar y
posicionar objetos.
Estos se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida que represente la cantidad
de luz detectada. Adicionalmente incluyen un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una
señal eléctrica.
TIPOS:
LDR:
Se tratan de resistencias cuyo valor disminuye con la luz, de forma que cuando reciben un haz de
luz permiten el paso de la corriente eléctrica por el circuito de control. Cuando una persona o un
obstáculo interrumpen el paso de la luz, la LDR aumenta su resistencia e interrumpe el paso de
corriente por el circuito de control.
Las LDR son muy útiles en robótica para regular el movimiento de los robots y detener su
movimiento cuando van a tropezar con un obstáculo o bien disparar alguna alarma. También sirven
para regular la iluminación artificial en función de la luz natural.
FOTODIODO:
Es un semiconductor sensible a la incidencia de la luz visible infrarroja. Para que su funcionamiento
sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente
cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción, estos tienen un comportamiento, es decir,
en ausencia de luz exterior generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el
negativo en el cátodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de
oscuridad.
FOTOTRANSISTOR:
Es un transistor sensible a la luz, normalmente a los infrarrojos. La luz incide sobre la región de
base, generando una carga. Esta carga de base lleva el transistor al estado de conducción.
Un fototransistor es igual a un transistor común, con la diferencia que el primero puede trabajar de 2
formas:
Como transistor normal con la corriente de base Ib (modo común).
Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base.
Ip (modo de iluminación).
Puede utilizarse de las dos en formas simultáneamente, aunque el fototransistor se utiliza
principalmente con el pin de la base sin conectar.
Se han utilizado en aplicaciones como lectores de cinta y tarjetas perforadas, lápices ópticos, etc.
SENSORES INFRAROJOS
Es un dispositivo electrónico capaz de medir la radiación electromagnética infrarroja de los cuerpos
en su campo de visión. Todos los cuerpos reflejan una cierta cantidad de radiación, esta resulta
invisible para nuestros ojos pero no para estos aparatos electrónicos, ya que se encuentran en el
rango del espectro justo por debajo de la luz visible.
Reflexivos:
Este tipo de sensor presenta una cara frontal en la que encontramos tanto al LED como al
fototransistor. Debido a esta configuración el sistema tiene que medir la radiación proveniente del
reflejo de la luz emitida por el LED.
Sensores de ranura (Sensor Break-Beam):
Este tipo de sensor tiene una configuración en las cuales sus componentes son diferentes, ambos
elementos se encuentran enfrentados a la misma altura, a banda y banda de una ranura normalmente
estrecha, aunque encontramos dispositivos con ranuras más grandes.
Sensores modulados
Este tipo de sensor infrarrojo sigue el mismo principio que el de reflexión pero utilizando la emisión
de una señal modulada, reduciendo mucho la influencia de la iluminación ambiental. Son sensores
orientados a la detección de presencia, medición de distancias, detección de obstáculos teniendo un
cierta independencia de la iluminación.
Sensores de barrido
Este sensor realiza el barrido horizontal de la superficie reflectante utilizando señales moduladas
para mejorar la independencia de la luz, el color o reflexión de los objetos. Normalmente estos
sistemas forman parte de un dispositivo de desplazamiento perpendicular al eje de exploración del
sensor, para poder conseguir las medidas de toda la superficie.
SENSORES TERMICOS
Son dispositivos que transforman los cambios de temperatura en cambios en señales eléctricas.
El sensor de temperatura, típicamente suele estar formado por el elemento sensor, el recubrimiento
que lo envuelve y que está relleno de un material conductor de temperatura, para que los cambios se
transmitan rápidamente al elemento sensor y del cable al que se conectarán el equipo electrónico.
Termistor:
Este se basa en que el comportamiento de la resistencia de los semiconductores es variable en
función de la temperatura.
Existen los termistores tipo NTC y los termistores tipo PTC. En los primeros, al aumentar la
temperatura, disminuye la resistencia. En los PTC, al aumentar la temperatura, aumenta la
resistencia.
El principal problema estos termistores es que no son lineales según la temperatura, por lo que es
necesario aplicar fórmulas complejas para determinar la temperatura según la corriente que circula
y son complicados de calibrar.
RTD ( resistance temperature detector ):
Es un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor con la
temperatura. Los sensores de platino son los más comunes por tener mejor linealidad, más rapidez y
mayor margen de temperatura.
Termocupla:
Este dispositivo está formado por dos metales, es un instrumento de medida cuyo principio de
funcionamiento es el efecto termoeléctrico.
Un material termoeléctrico permite transformar directamente el calor en electricidad, o bien generar
frío cuando se le aplica una corriente eléctrica.
La termocupla genera una tensión que está en función de la temperatura que se está aplicando al
sensor. Midiendo con un voltímetro la tensión generada, se hallara la temperatura.
El principal inconveniente se basa en su precisión, que es pequeña en comparación con sensores de
temperatura RTD o termistores.
LM35
Es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC. Su rango de medición abarca desde
-55°C hasta 150°C. La salida es lineal y cada grado centígrado equivale a 10mV, por lo tanto:
150ºC = 1500mV
-40ºC = -400mV
Sus características más relevantes son:
o
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o
o
o
o
o
Está calibrado directamente en grados Celsius.
La tensión de salida es proporcional a la temperatura.
Tiene una precisión garantizada de 0.5°C a 25°C.
Opera entre 4 y 30 voltios de alimentación.
Baja impedancia de salida.
Baja corriente de alimentación (60uA).
Bajo costo.
Destacables
 El LM35 no requiere de circuitos adicionales para calibrarlo externamente.
 La baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa calibración hace posible que este
integrado sea instalado fácilmente en un circuito de control.
 Debido a su baja corriente de alimentación se produce un efecto de auto calentamiento muy
reducido.
 Se encuentra en diferentes tipos de encapsulado, el más común es el TO-92, utilizada por
transistores de baja potencia.
DIAGRAMA DE CONEXIÓN
APLICACIONES DEL LM35
1. Sensor de temperatura básico (+2 grados Celsius a 150 grados Celsius):
2. Sensor de temperatura de rango completo
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
[1] Sensores y tipos, Recursos educación, Educativo [web educativo]
http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esotecnologia/quincena11/4quincena11_contenido
s_3c.htm
[22 de septiembre a las 10:43 am]
[2] Sensor de temperatura, medir temperatura.co [sitio web]
http://medirtemperatura.com/sensor-temperatura.php
[22 de septiembre a las 14:58]
[3] Sensores de luz, slideshare [sitio web]
http://www.slideshare.net/gmeneses23/sensores-de-luz-13845876
[22 de septiembre a las 14:58]
[4] LM35 Datashhet, Texas Instruments [informe pdf]
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
Presentado por: Jeison David Mateus G.
Presentado a: Diana Salinas
Sensores Electrónicos y actuadores
Grupo 30101
23-09/2013