Sensor interruptor célula fotoeléctrica NPN NO 10-30VDC barrera

Si hablamos de automatización industrial nos encontraremos con diferentes términos relacionados con el diseño del circuito interno y el tipo de transmisor. PNP y NPN son dos transistores de unión bipolar o llamados (BJTs).

Estos transistores que son controlados mediante corriente permiten básicamente la amplificación de la misma a través del circuito.

Ambos PNP y NPN tienen la misma función, proporcionan amplificación de la corriente y/o de conmutación.

La única diferencia entre ellos es la forma en la que la corriente o energía se asigna a cada uno de sus conectores.

• PNP (sinking o Pointing iN Proudly) es uno de los tipos de transistores más utilizados en circuitos eléctricos, este tipo de transistor se diferencia en que recibe voltaje positiva en su terminal emisor y voltaje negativo en su terminal base. El voltaje positivo al emisor permite que la corriente fluya desde el emisor al colector, ya que hay corriente negativa a la base.
  A medida que el voltaje baja desde la base el transistor está encendido y conduce a través de la alimentación en la carga de salida.


• NPN (Sourcing o Not Pointing iN) es otro transistor, a diferencia del PNP es más rápido en su conmutación, ya que trabaja con referencia 0V, dispone de menor inmunidad al ruido y una menor caída de tensión.
  Este tipo de transistor trabaja de manera totalmente opuesta al PNP. El transistor NPN recibe voltaje positivo en el terminal del colector. Este voltaje positivo permite que la corriente fluya a través del colector al emisor, al haber suficiente voltaje base para encender el transistor.
  A medida que la corriente aumenta en la base, el transistor se activa cada vez más hasta que se conduce completamente desde el colector al emisor y enciende el circuito. Pasa lo contrario cuando el voltaje disminuye de la base, hasta que la corriente es tan baja que el transistor ya no conduce a través del colector al emisor y se apaga.

Se trata de uno de los modelos más económicos de detectores por fotocélula, pero en contra es uno de los menos recomendados en situaciones con mucha humedad o lugares con mucho polvo o suciedad. La distancia de recepción también se be acortada a diferencia de los de barrera, por lo que no tienen tanto alcance de detección. Este factor está ligado directamente con el color del objeto, ya que la luz emitida debe rebotar sobre el, no tendrá el mismo indice de reflexión un objeto de color negro (que absorbe la luz) a un objeto blanco (que rebota la luz), por lo tanto, objetos de colores claros serán mejor detectados con una fotocélula autoreflexiva.

Este tipo de sensores a diferencia de los de barrera, su emisor y receptor se encuentran en un único dispositivo. El emisor emite la luz sobre el objeto, al llegar la luz al objeto esta rebota y es recepcionada por el receptor, que será el encargado de ejecutar la acción, como parar una cinta, sumar una unidad, accionar un mecanismo, etc.

Al tratarse de un solo dispositivo su instalación se ve minimizada, ya que solo es necesario alimentar un punto, a diferencia del de barrera que son dos puntos. Son ideales para instalaciones donde es complicado o no hay espacio para colocar el dispositivo receptor.

Este tipo de fotocélulas las podemos dividir en 3 grupos, fotocélulas autoreflexivas estandards o sin supresión de fondo, fotocélulas autoreflexivas con supresión de fondo (BGS, Background suppression) y fotocélulas autoreflexivas de primer plano (FGS, Foreground suppression)

• Fotocélulas Autorreflexivas o sin supresión de fondo (las estandards) son aquellas que su distancia de detección se ve afectada por el color del objeto detectado. A consecuencia de este pequeño inconveniente se han mejorado estos sensores creando dos variantes, con supresión de fondo y con supresión de primer plano.
• Fotocélulas Autorreflexivas o con supresión de fondo trabajan de la misma manera que las anteriores, pero además utilizan varias triangulaciones de la luz para calcular la posición exacta en la que se encuentra el objeto. Gracias a estas triangulaciones el sensor es capaz de ignorar cualquier objeto que pueda estar detrás y pueda interferir en la detección, de tal manera que no se ven tan afectados por colores más claros, formas o brillos del objeto.
• Fotocélulas Autorreflexivas con supresión en primer plano, son aquellas que funcionan igual que las de supresión de fondo, pero se centra en la superficie del fondo, ajustando la zona de detección a esa distancia. Básicamente, lo que hace el sensor es centrarse en el fondo y detectará cualquier objeto que se situe sobre dicho fondo, por ejemplo, es el sistema utilizado para la detección de objetos en una cinta transportadora u otro tipo de superficie.

VDC sería la abreviatura de Volt Direct Current que traducido sería Voltios de corriente directa. La idea de este tipo de corriente es unidireccional hacia la carga.

La corriente directa normalmente es producida por baterías, termopares, células solares y máquinas eléctricas de un tipo dínamo. La corriente directa puede fluir en conductores como alambres, pero también puede fluir a través de semiconductores, aislantes...

En la imagen:

1 - Corriente por pulsaciones

2 - Corriente continua (DC)

3 - Corriente alterna (AC)

4 - Corriente variable

Se trata de dos tipos de contactos muy utilizados en instalaciones y circuitos eléctricos. Distinguir la diferencia de estos dos tipos es muy sencillo.

• Un contacto del tipo NO (normalmente abierto) es aquel que no deja pasar la corriente mientras el mismo o el dispositivo se encuentran en modo de reposo o de espera. El contacto más común de tipo NO es por ejemplo los interruptores de casa, que permanecen abiertos (sin cerrar circuito) hasta que no se pulsa el interruptor.


• Los contactos tipo NC (normalmente cerrado) son todo lo opuesto al contacto NO, estos dejan pasar la corriente mientras están en espera o en reposo de ser accionados. Un ejemplo sería la de un relé térmico de protección de un motor, el cual permanece cerrado mientras haya voltaje.

Los sensores fotoeléctricos son aquellos sensores que actúan cerrando o abriendo el circuito dependiendo de la intensidad de luz que reciben.

El sistema se compone de un sistema emisor encargado de emitir la luz y un sistema receptor, encargado de gestionar su función según la luz recibida.

Podemos encontrar varios tipo de sensores fotoeléctricos aunque podemos dividirlos en varios grupos más genéricos, fotocélula de barrera (A), autoreflexivas (B) y de reflexivas con reflector (C).

El sensor de barrera es posiblemente uno de los sensores más utilizados debido a su sencillez de uso, fácil instalación y su fiable funcionamiento.

Su funcionamiento es sencillo, el emisor se coloca en línea con el receptor quedando uno en frente del otro. Gracias a está distribución aspectos externos como la suciedad, polvo, humedad afecten en menor medida a su funcionamiento.

Este tipo de sensores de barrera tienen un alcance de detección mucho mayor al resto, cabe decir que al tratarse de un emisor y un receptor este tipo de sensores no son capaces de detectar colore en objetos como pueden hacer otros sensores y hay que tener en cuenta que estos sensores emiten una luz que es captada por el emisor, si al traspasar la barrera lo hacemos con un objeto transparente o translucido no será activado, ya que el haz de luz conseguirá atravesar el objeto, por lo tanto solo es válido para objetos con un alto grado de opacidad.

Este tipo de sensores son muy utilizados en sistemas de seguridad y automatización, por ejemplo abrir o cerrar una barrera o puerta, activar una alarma, etc.

Al estar enfrentados, el emisor emite un haz de luz al receptor, si el receptor está recibiendo el haz de luz estará en modo espera para actuar. En cuando un objeto pase entre el emisor y el receptor cortando la visión directa y dejando al receptor sin recibir la luz este activará la función para la que está programado, por ejemplo en una puerta de seguridad, la puerta permanece cerrada mientras el haz de luz es recibido por el receptor, si pasa una persona entre los dos emisores el haz e luz se verá interrumpido por el cuerpo de la persona, por lo que el sensor actuara abriendo la puerta.

Son iguales a las fotocélulas autoreflexivas, su emisor y receptor se encuentran en un único dispositivo, minimizando así su tiempo de instalación, ya que no es necesario alimentar modulo emisor y un modulo receptor. Otra de las ventajas de estos tipos de fotocélulas es que gracias a su reflector se pueden conseguir distancias de detección bastante largas, aún así, no llegan al alcance que pueden conseguir las de tipo barrera.

Su funcionamiento es sencillo y seguramente lo has podido ver instalado en ascensores o puertas de parking.

El dispositivo emite un rayo de luz hacia un reflector, este reflector rebota la luz de nuevo hacia el emisor, que será el encargado de realizar la acción.

A diferencia de las células de detección autoreflexivas no se guían por el color del objeto, si no por su grado de opacidad. El modulo emite un haz de luz hace un reflector, este reflector rebota la luz y la recibe de nuevo el receptor, si se cruza un objeto entre el reflector y el emisor la luz se ve cortada por el objeto y el receptor no recibe la luz.

Si por el contrario el objeto fuese transparente o translucido dejaría pasar este haz de luz y la fotocélula no detectaría el objeto.

Al igual puede pasar con objetos brillantes o pulidos, estos puede llegar a actuar como el reflector, emitiendo la luz de retorno, es por eso que es necesario evaluar antes que tipo de fotocélula instalar según el caso y objeto a detectar. Para evitar esto, existen un tipo de células que disponen de un filtro polarizado, que ayudan a atenuar este reflejo y minimizan el posible error de detección.

Gracias a este tipo de fotocélulas con polarización es posible que se detecten objetos casi transparentes o objetos brillantes que puedan emitir reflejos no deseados.