Tipos de sensores analógicos y digitales con aplicaciones

Con frecuencia utilizamos diferentes tipos de sensores en varias aplicaciones eléctricas y electrónicas, las cuales se clasifican en químicas, presión, temperatura, posición, fuerza, proximidad, térmica, presencia, flujo, óptica, automotriz, sonido, velocidad, magnética, eléctrica, calor, Sensores de fibra óptica, sensores analógicos y digitales. Un sensor puede definirse como un aparato que detecta cambios en cantidades físicas o eléctricas o de otro tipo y por este medio, generalmente, produce una salida de señal eléctrica u óptica como reconocimiento del cambio en esa cantidad específica. En este artículo, discutiremos sobre diferentes tipos de sensores y ejemplos prácticos en breve. Pero, principalmente debemos conocer los tipos de sensores analógicos y digitales.

Sensores analógicos

Hay diferentes tipos de sensores que producen una señal de salida analógica continua y estos sensores se consideran sensores analógicos. Esta señal de salida continua producida por los sensores analógicos es proporcional al mensurando. Hay varios tipos de sensores analógicos; Ejemplos prácticos de varios tipos de sensores analógicos son los siguientes:acelerómetros, sensores de presión, sensores de luz, sensores de sonido, sensores de temperatura, etc.

Acelerómetros

Los sensores analógicos que detectan cambios en la posición, velocidad, orientación, impacto, vibración e inclinación al detectar el movimiento se denominan acelerómetros. Estos acelerómetros analógicos se clasifican nuevamente en diferentes tipos según la variedad de configuraciones y sensibilidades.

Estos acelerómetros están disponibles como sensores analógicos y digitales, según la señal de salida. El acelerómetro analógico produce un voltaje variable constante basado en la cantidad de aceleración aplicada al acelerómetro.

Sensores de luz

Los sensores analógicos que se utilizan para detectar la cantidad de luz que incide en los sensores se denominan sensores de luz. Estos sensores de luz analógicos se clasifican nuevamente en varios tipos, como fotorresistencia, sulfuro de cadmio (CdS) y fotocélula. La resistencia dependiente de la luz (LDR) se puede usar como sensor de luz analógico que se puede usar para encender y apagar las cargas automáticamente en función de la luz del día que incide en el LDR. La resistencia del LDR aumenta con la disminución de la luz y disminuye con el aumento de la luz.

Sensores de sonido

Los sensores analógicos que se utilizan para detectar el nivel de sonido se denominan sensores de sonido. Estos sensores de sonido analógicos traducen la amplitud del volumen acústico del sonido en un voltaje eléctrico para detectar el nivel del sonido. Este proceso requiere algunos circuitos y utiliza un microcontrolador junto con un micrófono para crear una señal de salida analógica.

Sensor de presión

Los sensores analógicos que se utilizan para medir la cantidad de presión aplicada a un sensor se denominan sensores de presión analógicos. El sensor de presión producirá una señal de salida analógica que es proporcional a la cantidad de presión aplicada. Estos sensores de presión se utilizan para diferentes tipos de aplicaciones como placas piezoeléctricas o sensores piezoeléctricos que se utilizan para la generación de carga eléctrica. Estos sensores piezoeléctricos son un tipo de sensores de presión que pueden producir una señal de voltaje de salida analógica proporcional a la presión aplicada al sensor piezoeléctrico.

Sensor de temperatura analógico

Los sensores de temperatura están ampliamente disponibles como sensores digitales y analógicos. Los sensores de temperatura analógicos que se utilizan normalmente son termistores. Hay diferentes tipos de termistores que se utilizan para diferentes aplicaciones. El termistor es una resistencia térmicamente sensible que se utiliza para detectar cambios de temperatura. Si la temperatura aumenta, aumenta la resistencia eléctrica del termistor. De manera similar, si la temperatura disminuye, la resistencia disminuye. Se utiliza en varias aplicaciones de sensores de temperatura.

Un ejemplo práctico de sensor de temperatura analógico es el sistema de control de temperatura basado en termistor. Este proyecto se utiliza para mantener la temperatura constante en un área cerrada. Un diagrama de bloques del sistema de control de temperatura consta de lámpara (que representa un enfriador), sensor de temperatura o termistor, relé.

Si la temperatura excede cierto valor, la lámpara se enciende automáticamente para indicar un enfriador para devolver la temperatura al valor normal. Operacional junto con un termistor de coeficiente de temperatura negativo se utiliza para activar el relé, en caso de que la temperatura exceda cierto rango. Como este proceso de activación del relé para encender el enfriador (en este sistema se muestra como lámpara) se puede realizar automáticamente, no es necesario controlar la temperatura en persona. El termistor es el sensor de temperatura analógico más utilizado, debido a su ventaja de bajo costo. Siempre que se produzcan cambios en la temperatura, se modificarán los parámetros de entrada del amplificador operacional. Por lo tanto, el amplificador operacional entrega una salida que energiza el relé y la carga se enciende o apaga en consecuencia.

Si usamos un sensor de temperatura digital en lugar de un sensor de temperatura analógico, entonces se puede mejorar la precisión del sistema de control de temperatura.

Sensores digitales

Los sensores electrónicos o sensores electroquímicos en los que la conversión y transmisión de datos tiene lugar digitalmente se denominan sensores digitales. Estos sensores digitales están reemplazando a los sensores analógicos, ya que son capaces de superar los inconvenientes de los sensores analógicos. El sensor digital consta principalmente de tres componentes:sensor, cable y transmisor. En los sensores digitales, la señal medida se convierte directamente en una salida de señal digital dentro del propio sensor digital. Y esta señal digital se transmite a través de cable de forma digital. Existen diferentes tipos de sensores digitales que superan las desventajas de los sensores analógicos.

Acelerómetros digitales

El método de generación de salida de onda cuadrada de frecuencia variable por el acelerómetro digital se denomina modulación por ancho de pulso. Las lecturas son tomadas por el acelerómetro modulado por ancho de pulso a una frecuencia fija, generalmente a 1000 Hz (pero esto puede ser configurado por un usuario en base al IC utilizado). La señal PWM de salida, el ancho de pulso o el ciclo de trabajo es proporcional al valor de aceleración.

Sensor de temperatura digital

DS1620 es un sensor de temperatura digital que proporciona la temperatura del dispositivo con lecturas de temperatura de 9 bits. Actúa como termostato con sus tres salidas de alarma térmica. Si la temperatura del dispositivo es mayor o igual a la temperatura definida por el usuario TH, entonces MUSLO se eleva. Si la temperatura del dispositivo es menor o igual a la temperatura TL definida por el usuario, entonces el TLOW se eleva. Si la temperatura del dispositivo excede la TH y permanece alta hasta que cae por debajo de la TL, entonces el TCOM se eleva.

Un ejemplo práctico del sensor digital se puede considerar como un sistema de control de temperatura digital que usa un sensor de temperatura digital que tiene más ventajas y precisión en comparación con el sistema de control de temperatura analógico que usa un termistor de sensor analógico .

El sensor de temperatura digital DS1620, los botones pulsadores, la pantalla de siete segmentos y el relé están conectados al microcontrolador 8051. Este sistema de control de temperatura digital propuesto proporciona visualización de información de temperatura mediante pantallas de siete segmentos. Si el valor de temperatura excede el punto de ajuste, el relé apaga la carga (calentador) después de recibir la señal del microcontrolador. Aquí se utiliza una lámpara para representar la carga con fines de demostración. Dado que este sistema de control de temperatura digital proporciona precisión al mostrar información de temperatura en pantallas de siete segmentos, es más ventajoso que el sistema de control de temperatura analógico.

Las recientes tendencias emergentes en tecnologías han desarrollado los sensores digitales más avanzados para superar las desventajas de los sensores analógicos. Lentamente, cada sensor analógico está siendo reemplazado por el sensor digital en muchas aplicaciones. Para obtener más ayuda técnica con respecto a proyectos de electrónica que utilizan sensores analógicos y digitales, puede contactarnos publicando sus comentarios en la sección de comentarios a continuación.

Créditos de las fotografías

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