Circuito de sensor de proximidad simple y trabajo con aplicaciones

En nuestro día a día, nos acostumbramos a implementar diferentes tipos de circuitos de sensores utilizando varios tipos de sensores como sensores IR, sensor de temperatura, sensor de presión, sensor PIR, etc. Con frecuencia, observamos el sistema de apertura de puertas automático basado en el circuito del sensor PIR, el sistema de alumbrado público automático basado en el circuito del sensor LDR, el sistema de generación de energía basado en el circuito del sensor piezoeléctrico, el sistema de señales de tráfico basado en el circuito del sensor IR, el sistema de detección de obstáculos basado en el circuito del sensor ultrasónico, etc.

Aquí, en este artículo, hablemos sobre el circuito del sensor de proximidad simple y el funcionamiento . Pero, antes de discutir en detalle sobre los sensores de proximidad, principalmente, debemos saber qué significa realmente el sensor de proximidad.

Sensor de proximidad

Un sensor que puede usarse para detectar la presencia de objetos que lo rodean sin tener ningún contacto físico se denomina sensor de proximidad. Esto se puede hacer utilizando el campo electromagnético o haz de radiación electromagnética en el que el campo o la señal de retorno cambia en caso de la presencia de algún objeto en su entorno. Este objeto detectado por el sensor de proximidad se denomina objetivo.

Por lo tanto, si hablamos sobre diferentes tipos de objetivos, como objetivos de plástico, objetivos de metal, etc., se requieren diferentes tipos de sensores de proximidad, como el sensor de proximidad capacitivo o el sensor de proximidad fotoeléctrico, sensor de proximidad inductivo, sensor de proximidad magnético, etc. El rango en el que el sensor de proximidad puede detectar un objeto se denomina rango nominal. A diferencia de los otros sensores, los sensores de proximidad pueden durar una vida útil prolongada y tienen una confiabilidad muy alta, ya que no hay partes mecánicas y tampoco existe contacto físico entre el sensor y el objeto detectado.

Diagrama del circuito del sensor de proximidad

Analicemos sobre el circuito del sensor de proximidad inductivo que se usa con más frecuencia en muchas aplicaciones. El diagrama del circuito del sensor de proximidad se muestra en la figura anterior, que consta de diferentes bloques como el bloque del oscilador, la bobina de inducción eléctrica, la fuente de alimentación, el regulador de voltaje, etc.

Principio de funcionamiento del sensor de proximidad

El circuito del sensor de proximidad inductivo se usa para detectar los objetos metálicos y el circuito no detecta ningún otro objeto que no sean metales. El diagrama del circuito del sensor de proximidad anterior representa el campo producido por la bobina, que se genera al proporcionar una fuente de alimentación. Siempre que este campo se altere al detectar cualquier objeto metálico (cuando un objeto metálico entra en este campo), se generará una corriente parásita que circula dentro del objetivo.

Debido a esto, se generará una carga en el sensor que disminuirá la amplitud del campo electromagnético. Si el objeto metálico (llamado como objetivo, como discutimos anteriormente en este artículo) se mueve hacia el sensor de proximidad, entonces la corriente parásita aumentará en consecuencia. Por lo tanto, la carga en el oscilador aumentará, lo que disminuye la amplitud del campo.

El bloque de disparo en el circuito del sensor de proximidad se usa para monitorear la amplitud del oscilador y en niveles particulares (niveles predeterminados) el circuito de disparo enciende o apaga el sensor (que es en su estado normal). Si el objeto u objetivo de metal se aleja del sensor de proximidad, la amplitud del oscilador aumentará.

La forma de onda del oscilador del sensor de proximidad inductivo en presencia del objetivo y en ausencia del objetivo se puede representar como se muestra en la figura anterior.

Voltajes de funcionamiento del circuito del sensor de proximidad

Hoy en día, los sensores de proximidad inductivos están disponibles con diferentes voltajes de operación. Estos sensores de proximidad inductivos están disponibles en los modos CA, CC y CA / CC (modos universales). El rango de funcionamiento de los circuitos del sensor de proximidad es de 10 V a 320 V CC y de 20 V a 265 V CA.

Cableado del circuito del sensor de proximidad

El cableado del circuito del sensor de proximidad se realiza como se muestra en la siguiente figura. Dependiendo de la condición del transistor basada en la ausencia de objetivo, las salidas del sensor de proximidad se consideran NC (normalmente cerradas) o NO (normalmente abiertas).

Si la salida PNP es baja o apagada mientras el objetivo está ausente, entonces podemos considerar el dispositivo como normalmente abierto. De manera similar, si la salida PNP es alta o está encendida mientras el objetivo está ausente, entonces podemos considerar el dispositivo como normalmente cerrado.

Tamaño del objetivo del circuito del sensor de proximidad

Una superficie plana y lisa con un grosor de 1 mm y hecha de acero dulce se puede considerar como objetivo estándar. Hay varios grados en los que el acero está disponible y el acero dulce está hecho de una composición de carbono y hierro (mayor contenido). El objetivo estándar con sensores blindados tendrá lados iguales al diámetro de la cara de detección. Los lados del objetivo con sensores sin blindaje es igual a uno mayor entre los dos, es decir, el diámetro de la cara de detección o tres veces el rango operativo nominal.

Aunque el tamaño del objetivo es mayor que el objetivo estándar, no habrá cambios en el rango de detección. Pero, si el tamaño del objetivo se vuelve menor que el objetivo estándar o irregular, entonces la distancia de detección disminuirá. Por lo tanto, podemos decir que, tan pequeño como el tamaño del objetivo, el objetivo debe moverse más cerca de la cara de detección para ser detectado.

Aplicaciones del circuito del sensor de proximidad

El circuito del sensor de proximidad se puede utilizar para diferentes aplicaciones; a continuación se describen algunas aplicaciones del circuito del sensor de proximidad:

Se puede diseñar un detector de metales simple usando un sensor de proximidad, un zumbador y un circuito LC (inductor conectado en paralelo con el capacitor), que se conectan como se muestra en el diagrama de circuito anterior. Este circuito hará que el LED se encienda y suene un zumbador cada vez que detecte objetos u objetivos metálicos.

Este circuito de sensor de proximidad se usa con frecuencia en teléfonos móviles (teléfonos inteligentes o teléfonos con pantalla táctil) que usamos en nuestro día a día. Si se hace que este sensor se mueva cerca de la oreja o se haga sombra o se toque, entonces la luz de la pantalla del móvil se apaga, de modo que evita el toque de la pantalla del móvil (evita el contacto de la pantalla con la cara o los dedos) durante las llamadas ( basado en el requisito). Los interruptores sensibles al tacto se pueden implementar usando circuitos de sensores de proximidad y el circuito de sensores de proximidad se puede usar para diseñar proyectos robóticos de detectores de metales.

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