Unidad 1-interfaces

Unidad 1.- Sensores
Dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas y químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables e instrumentación son por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, etc.
1.1 Sensores ópticos
Un sensor óptico se basa en elaprovechamiento de la interacción entra la luz y la materia para poder determinar las propiedades de ésta. Una mejora de los dispositivos de sensores, comprende la utilización de la fibra óptica como elemento de transmisión de la luz [1].
1.2.1 Tipos
Los sensores ópticos los forman la foto-interruptores de barrera, reflectivos y los encoders ópticos [1].
Foto-Interruptores de BarreraEstán formados por un emisor de infrarrojos y un fototransistor separados por una abertura donde se insertará un elemento mecánico que producirá un corte del haz. La salida será 1 o 0.
Las barreras tipo emisor-receptor están compuestas de dos partes, un componente que emite el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se establece un área de detección donde el objeto que va a ser detectado esreconocido cuando el mismo interrumpe el haz de luz [2].

Fig. 1 Foto interruptor de barrera.
Debido a que el modo de operación de esta clase de sensores se basa en la interrupción de luz, “la detección no se ve afectada por el color, la textura o el brillo” del objeto a detectar [2].
Foto-Interruptores Reflectivos
Están formados por un emisor y un receptor de infrarrojos situados en elmismo plano de superficie, que por reflexión permite detectar dos tipos de colores blanco y negro normalmente, sobre un elemento mecánico [2].
El objeto es detectado cuando el haz formado entre el componente emisor, el reflector y el componente receptor es interrumpido. Debido a esto, la detección no es afectada por el color del mismo. La ventaja de las barreras reflex es que el cableado es en unsolo lado, a diferencia de las barreras emisor-receptor que es en ambos lados [2].

Fig. 2 Foto interruptor reflectivo.
Encoders Ópticos
El encoder es un transductor rotativo que transforma un movimiento angular en una serie de impulsos digitales. Estos impulsos generados pueden ser utilizados para controlar los desplazamientos de tipo angular o de tipo lineal [11].
Con la foto-interruptoresy los reflectivos se puede montar los encoders ópticos, formados por un disco que tiene dibujado segmentos para ser detectados por los sensores. Existen dos tipos de encoders, pueden ser Incrementales o Absolutos.
Fig. 3 Encoders.
Encoders Incrementales: permiten que un sensor óptico detecte el número de segmentos que dispone el disco y otro sensor detecte la posición cero de dicho disco [1].Proporciona normalmente dos formas de onda cuadradas y desfasadas entre si en 90° eléctricos, los cuales por lo generan son canal A y canal B. Con la lectura de un solo canal se dispone de la información correspondiente a la velocidad de rotación. Esta disponible otra señal llamada canal Z o cero que proporciona la posición absoluta de cero del eje del encoder [11].

Fig. 4 Representación delas señales incrementales A, B y Z.

Encoders Absolutos: permiten conocer la posición exacta en cada momento sin tener que dar una vuelta entera para detectar el punto cero del disco. La diferencia es que se necesitan varios sensores ópticos y el disco debe tener una codificación tipo Manchester [1].

1.2.2 Funcionamiento

Principio básico de funcionamiento: emisión y recepción deluz. Tanto en el emisor como en el receptor existen pequeñas lentes ópticas que permiten concentrar el haz de luz y se encuentran en un mismo encapsulado. El primero suele ser un diodo emisor de luz (LED) y el receptor un fotodiodo. Generalmente trabajan por reflexión de luz, es decir, el emisor emite luz y si esta luz es reflejada por un objeto, en receptor lo detecta [1].

1.2.3...