Sensor inductivo de proximidad PNP

En este tutorial te indicaremos como usar el sensor inductivo con Arduino UNO. El sensor es un dispositivo que es capaz de detectar todo material ferroso en particular metales. Por consiguiente tiene una gran utilidad  en la industria, como para contabiliza objetos o para limitar su posición. Esencialmente estos sensores llegan a automatizar procesos, mejorando su velocidad sin la intervención de el hombre.

Debido a corriente que circula en un conductor, se genera un campo magnético alrededor de su hilo devanado. En consecuencia si un material ferroso se aproxima al campo magnético, este es cortado conmutando este dispositivo. La bobina del sensor de proximidad esencialmente induce una corriente llamada de Foucault en el material por percibir. Esto a su vez, genera su campo magnético que impide al de la bobina del sensor, en consecuencia genera una reducción de su  misma inductancia.

La reducción de su devanado básicamente trae como causa una menor impedancia de esta. La inductancia tiene valor intrínseco de bobinas, que este valor depende del diámetro de sus espiras. En los sistemas de corriente alterna, en la reactancia inductiva se impide el cambio del sentido de su corriente calculándolo de esta forma:

Xl=2πfl

En donde:

  • Xl=reactancia inductiva en ohms (Ω).
  • π = 3.14159.
  • f = frecuencia en hertz (hz).
  • l = inductancia medida en henrios.
Sensor Inductivo
Sensor inductivo vista general

Operación y funcionamiento del sensor inductivo

En el caso de que se acerque un material ferroso, este incrementa la carga en el sensor, de tal manera que se disminuye el campo magnético. Su circuito inmediatamente monitorea la amplitud del oscilador al nivel predeterminado, seguidamente conmuta la salida del sensor. Si el material se aleja del campo magnético, la amplitud del oscilador incrementa. En particular, el circuito conmuta su estado de salida de nuevo a su estado normal.

Todos sensores inductivos tiene su bobina enrollada en su núcleo de ferrita y puede que estén blindados o no lo estén. Los  sensores sin blindaje tienen siempre una mejor distancia de campo magnético que  sensores blindados.

Sensor inductivo blindado

  • Su núcleo de ferrita centra el campo magnético radiado en dirección que se va a utilizar.
  • Se pone en su alrededor de su núcleo el anillo de metal para detener su radiación lateral del campo.
  • Todos sensores inductivos blindados podrán se montados al raz del material metálico, pero se aconseja dejar un espacio libre del blindaje  abajo y alrededor del área de su sensado.

Sensor no blindado

  • Los sensores inductivos no blindados no trae su anillo metálico por su alrededor del núcleo lo cual da radiación lateral del campo.
  • Estos sensores tienen espacio para mandar un campo magnético por su lateral.Tienen el área libre de metal para su sensado por la lateral.

Objetivo estándar en sensores inductivos

  • El objetivo estándar debe ser de una placa con un área plana, especialmente liza fabricada con acero dúctil de 1 milímetro de grueso.
  • Básicamente su longitud de los lados del material metálico es igual al diámetro del área del sensado o también 3 veces el rango de su ejecución específica, que es mayor.
  • Primeramente su longitud de sensado es constante en su objetivo estándar. para objetos no ferrosos, tal como lo es el cobre, aluminio y bronces sucede un fenómeno que es llamado efecto epitelial que da como consecuencia que su longitud de sensado disminuya dependiendo del grosor del objetivo aumenta.

Técnica para tener respuesta de un sensor inductivo a diferentes materiales.

  • En un material al ser sensado no es acero dúctil, se debe hacer un factor de corrección.
1
Factor de corrección en un sensor inductivo

 

Características  de respuesta del sensor inductivo

  • Los sensores inductivos detectan a un objeto que solo cumple la condición de estar en el área definida que es enfrente del sensado del interruptor.
  • Su punto donde el interruptor de inductancia detecta el objetivo  entra en el punto de su ejecución.
  • El punto en cual el objetivo va saliendo el dispositivo conmuta nuevamente su posición normal se le llama punto de desarme.
  • Área entre los puntos es  conocido como zona de histéresis.

Curva de respuesta Inductiva

  • Su forma y tamaño en la curva de detección depende del interruptor del sensor especifico. La curva que se representa en la imagen es un tipo de interruptor de proximidad.
  • Aquí se observa un objetivo a .45 mm aproximadamente del sensor, esto va hacer que opere cuando su objetiva tenga el 25 % de la cara del sensor. En .8 mm del sensor su objetivo cubre por completo la cara de este sensor.

Aplicaciones sensor inductivo NPN y PNP

  • Su principal aplicación de un sensor inductivo es detectar materiales metálicos para su conmutación.En su funcionamiento, tienen a detectar los objetos sin tener que tocarlos, sin contacto físico que permiten el contaje, saber su posición en su forma de objetos metálicos, se usan también en la industria alimenticia en lo cual no interfiere con el producto.
  • También son muy usados en la industrial de la automatización de los automóviles, ya que en la mayoría de los materiales son metálicos. Debido a los sensores inductivos son de alta conmutación  en el trabajo que se usan para determinar su sentido en el giro  y vueltas de un eje o engranaje.

Referencias bibliograficas

  • http://automatismoindustrial.com/417-2/

Materiales

En la tienda virtual de HeTPro puedes encontrar todos los materiales: www.hetpro-store.com

Sensor inductivo con Arduino
Conexión física del sensor

Conexiones del sensor inductivo

  • Para PNP y NPN de lectura digital del sensor en Ardunio.
  • Salida PNP: Carga a potencial negativo, salida del detector HIGH (ALTA O POSITIVO).
  • Salida NPN. Carga a potencial positivo, salida del detector LOW (BAJA O NEGATIVA).
Conexiones o colores de cables del Sensor inductivo
Conexiones entre el sensor y Arduino para pnp y npn

Referencia: http://automatismoindustrial.com/417-2/

Para su conexión con Ardunio el cable de color  marrón se conecta 5 V de Ardunio , el cable azul se conecta a tierra (GND)  y el negro una entrada digital como lectura.

Código fuente para el sensor inductivo con Arduino

En la siguiente figura observamos el comportamiento de ese programa, a manera de validar el programa previo y el funcionamiento del sensor. Recordemos que aplica para cualquier sensor de estos NPN y PNP.

Sensor inductivo
Muestreo de conmutación de 1 a 0

16 comentarios en «Sensor inductivo de proximidad PNP»

  1. Buen día, me encuentro usando un sensor LJ12A3-4-Z/BX (NPN) para un proyecto y parece ser que no funciona, al intentar detectar algo, el led del sensor alumbra muy poco (no se si sea lo normal) pero en el monitor serie de arduino solo me aparece 1

    Cable marrón a la salida 5V del arduino, cable azul a GND y el negro al pin digital

    Si intento alimentarlo con una fuente más alta, por ejemplo tengo disponible una de 19V DC (se supone que es para 6-36 V) necesito usar una resistencia antes de ir al pin o no hay problema?

    Muchas gracias

    1. Actualizo:

      Al fin lo conecté con una fuente de 9V pero sucede algo con dos sensores distintos, y es que la señal que me manda es intermitente y no importa si está detectando algo o no, manda 1 y 0 independiente de en que pin lo conecte.

      La conexión está azul al GND de la fuente, marrón a 9V y negro directo al pin arduino.

      Intenté poner el pin de entrada como INPUT_PULLUP pero en ese caso ya solo muestra el resultado de que no detecta nada

  2. Buenos días, tengo que hacer un proyecto para la universidad que incluye este mismo que uds muestran pero hay que mostrar los pulsos en una lcd y encender un servo… podrían ayudarme un poco? Gracias…

  3. LJ12A3-4-Z/BX este es el sensor que tengo y al momento de conectarlo y correr el programa solo me sale uno no detecta nada , alguien podia ayudarme

  4. Lo que explicas está incorrecto, si intentas conectar un Pick UP NPN a la entrada digital del arduino nunca te va a detectar la pulsación correcta, te lo va a estar detectando de manera contraria, ya que arduino no puede hacer de resistencia de carga, tiene que hacer de sumidero de corriente. Con lo cual debes usar si o sí un sensor inductivo PNP. Si las entradas del arduino son de alta impedancia podrías hacer un «truco» con los NPN poniendo un diodo zenner pero seria poco seguro.

  5. Estoy intentando encender un led con el sensor y no lo consigo,
    El código que utilizo con una placa VELLEMAN NODEMCU V2 LUA BASED ESP8266 DEVELOPMENT BOARD es:

    int pin=D2; //declaras un pin digital

    void setup()
    {
    pinMode(D2,INPUT); //declaras el pin digital como entrada
    Serial.begin(9600);
    }
    void loop()
    {
    if (digitalRead(D2)==HIGH) //condición si el pin digital esta en estado alto enciende led
    {
    digitalWrite(D6, HIGH); // enciende LED rojo
    }
    else {
    digitalWrite(D6, LOW); // si no es así, apago LED rojo
    }
    }

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