Charly Herrera G.: Sensores

Charly Herrera G.: Sensores

Sensores

Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas. Las variables de instrumentación dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc.

Aqui algunos de ellos con sus aplicaciones.

Sensor Inductivo
Son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia de objetos metálicos en un determinado contexto (control de presencia o de ausencia, detección de paso, de atasco, de posicionamiento, de codificación y de conteo). Es utilizado para indicar sensor que detecta metales y materiales conductores. Con un voltaje de min. 10-30 VDC, tiene una salida de 3 cables con un conector M8, tiene en algunos casos una corriente máxima de 200mA.
Tiene una distancia de censado aproximada de 2mm. Es utilizado para indicar la cercanía de una pieza metálica la cual puede ser una pieza de producción o para detener un proceso al acercarse a una maquina o elemento de trabajo. También para el conteo de elementos.
El precio varia de los 20 hasta los 40 dólares.

Sensor Capacitivo
Es un dispositivo formado por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas, separados por un material dieléctrico, que sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica.
Es capas de detectar desde líquidos hasta metales al igual que granulados y aislantes tiene un consumo de 34mA su distancia de censado es de 10m a 15m dependiendo del material.
Este es utilizado para la detección de nivel de líquidos con los que trabajan las industrias. Detección de nivel a través de paredes no metálicas.
El precio aproximado es de entre 15 y los 50 Dólares.

Sensor Retro-reflectivo
El sensor contiene tanto el elemento emisor y el receptor. La barrera efectiva se establece entre el emisor, el espejo retro-reflector y el receptor. Como en el modo opuesto, el objeto es detectado cuando interumpe la barrera efectiva. Detecta cualquier solido que interfiera con el haz de luz su voltaje es de 8.2 VCD cuenta con sus configuraciones de N.O. y N.C. su distancia de censado es de 150-6000mm (15cm a 6m). Se usa primordialmente para detectar piezas en una línea de producción como parte de un sistema de seguridad.
Su costo va desde los 20 dólares en adelante.

Sensor de Movimiento
Es un dispositivo que funciona a través de infrarrojos o por medio de cableado pero hay varios tipos y dependiendo de cada uno y de sus fabricantes y para el uso que le des tienen sus características como la distancia a la cual pueden actuar el modo de colocarlo. Detecta materiales ferrosos y no ferrosos, trabajo con 24 VCD. Hay varios tipos: sensores de vibración y movimiento, sensores de nivel de líquidos, sensores de proximidad.
Estos sensores son de los más baratos y el precio es de 5 dólares, alcanzando un precio máximo de 20.


Sensor de color
El sensor de colores utiliza luz pulsante blanca, lo que lo independiza de la luz ambiental. La reflexión del objeto es evaluada luego de ser registrada por tres diferentes receptores (RGB). Las distintas geometrías de los haces de luz que se pueden seleccionar rectangular, cuadrado o circulo, permite la detección de pequeñas marcas de color. Con dimensiones de 50 x 50 x 17 mm y con conector de posición es rotable, el sensor de colores BFS 26K se programa por teach-in vía dos botones o línea de control. Numerosas funciones especiales como escaneado de color, impulsos o entrada de borrado ofrecen alguna aplicación adicional.
El rango de sensado es de aproximadamente de 12 a 50 mm.
Sus características son: luz blanca pulsante, algunas geometrías de haz de luz, conector M12 giratorio 270º, distingue hasta tres colores al mismo tiempo teniendo cinco niveles de tolerancia por color
Es empleado en el campo de la robótica, automatización, control de calidad, y en diversos procesos de producción. Un precio estimado en el mercado de 25 dólares en adelante.

Memoria RAM, memoria ROM

Memoria RAM

(Memoria de acceso aleatorio)

Es donde se guardan los datos de la computadora que se están utilizando en el momento presente. Esto es considerado como temporal ya que solo estarán mientras la computadora no sea apagada o reiniciada en cualquiera de los dos casos la los datos guardados se borraran. Esta memoria se utiliza para recibir y procesar las instrucciones y guarda los resultados. Es el área de trabajo para la mayor parte del software de un computador.

Es posible acceder a cualquier ubicación de ella aleatoria y rápidamente. Esta memoria es mucho más rápida que otras. Permite el acceso para lectura y escritura de información. Se localiza internamente en la placa base.

Están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos.

Memoria ROM

(Memoria de solo lectura)

Llamada también memoria residente o permanente. Sólo permite la lectura y no puede ser reescrita. No es volátil, los datos almacenados permanecen aunque desaparezca el fluido eléctrico. Por lo demás funciona exactamente igual que la memoria RAM, pudiendo contener datos y código de programas. Debido a estas características, se usa para almacenar información vital para el funcionamiento del sistema. La gestión del proceso de arranque, el chequeo inicial del sistema, carga del sistema operativo y diversas rutinas de control de dispositivos de entrada/salida suelen ser las tareas encargadas a los programas grabados en ROM. La memoria ROM constituye lo que se ha venido llamando Firmware, es decir, el software metido físicamente en hardware. De cara a los fines del usuario es una memoria que no sirve para la operación de su programa, sólo le aporta mayores funcionalidades (información) del equipo.

Es una clase memoria de almacenamiento utilizada en computadoras y otros dispositivos electrónicos, los datos almacenados en esta no pueden ser borrados o al menos no fácilmente. Esta memoria no es muy rápido o al menos no tanto como la RAM y es por esto que algunas veces se el contenido suele traspasarse normalmente a la memoria RAM cuando se utiliza.

Estos con algunos tipos de memoria ROM.

ROM con mascara

Esta memoria se conoce simplemente como ROM y se caracteriza porque la información contenida en su interior se almacena durante su construcción y no se puede alterar. Son memorias ideales para almacenar microprogramas, sistemas operativos, tablas de conversión y caracteres.

Generalmente estas memorias utilizan transistores MOS para representar los dos estados lógicos (1 ó 0). La programación se desarrolla mediante el diseño de un negativo fotográfico llamado máscara donde se especifican las conexiones internas de la memoria.

PROM

Es el acrónimo de Programmable Read-Only Memory (ROM programable). Es una memoria digital donde el valor de cada bit depende del estado de un fusible (o antifusible ), que puede ser quemado una sola vez. Por esto la memoria puede ser programada (pueden ser escritos los datos) una sola vez a través de un dispositivo especial, un programador PROM. Estas memorias son utilizadas para grabar datos permanentes en cantidades menores a las ROMs, o cuando los datos deben cambiar en muchos o todos los casos.

EPROM

Este tipo de memoria se puede borrar y volver a grabar varias veces.

La programación se efectúa aplicando en un pin especial de la memoria una tensión entre 10 y 25 Voltios durante aproximadamente 50 ms, según el dispositivo, al mismo tiempo se direcciona la posición de memoria y se pone la información a las entradas de datos. Este proceso puede tardar varios minutos dependiendo de la capacidad de memoria.

La memoria EPROM se compone de un arreglo de transistores MOSFET de Canal N de compuerta aislada.

Cada transistor tiene una compuerta flotante de SiO₂ (sin conexión eléctrica) que en estado normal se encuentra apagado y almacena un 1 lógico, al aplicar una tensión (10 a 25V) la región de la compuerta queda cargada eléctricamente, haciendo que el transistor se encienda, almacenando de esta forma un 0 lógico. Este dato queda almacenado permanentemente, sin mantener la tensión en compuerta, la carga eléctrica permanece por un período aproximado de 10 años. El borrado se realiza mediante la exposición del dispositivo a rayos ultravioleta durante un tiempo aproximado de 10 a 30 minutos.

EEPROM

Es programable y borrable eléctricamente. Su programación se realiza por aplicación de una tensión de 21 Voltios a la compuerta aislada MOSFET de cada transistor, dejando una carga eléctrica, que es suficiente para encender los transistores y almacenar la información.El borrado se efectúa aplicando tensiones negativas sobre las compuertas para liberar la carga eléctrica almacenada en ellas. El tiempo de almacenamiento es de aproximadamente 10 años. Estas memorias se construyen con transistores de tecnología MOS y MNOS . Tiene una serie de ventajas que la hacen mejor aun.

· Las palabras almacenadas en memoria se pueden borrar de forma individual.

· Para borra la información no se requiere luz ultravioleta.

· Las memorias EEPROM no requieren programador.

· Para reescribir no se necesita se necesita hacer un borrado previo.

· Se pueden reescribir aproximadamente unas 1000 veces sin que se observen problemas para almacenar la información.

FLASH

Se programa y se borra eléctricamente. Se caracteriza por tener alta capacidad para almacenar información y es de fabricación sencilla, lo que permite fabricar modelos de capacidad equivalente a las EPROM a menor costo que las EEPROM. Las celdas de memoria se encuentran constituidas por un transistor MOS de puerta apilada, el cual se forma con una puerta de control y una puerta aislada y la compuerta aislada almacena carga eléctrica cuando se aplica una tensión lo suficientemente alta en la puerta de control. Cuando hay carga eléctrica en la compuerta aislada, se almacena un 0, de lo contrario se almacena un 1.

Sus operaciones básicas son la programación, la lectura y borrado. La programación se efectúa con la aplicación de una tensión (12V o 12.75 V) a cada una de las compuertas de control, correspondiente a las celdas en las que se desean almacenar 0’s. El estado por defecto de las celdas de memoria es 1.

La lectura se efectúa aplicando una tensión positiva a la compuerta de control de la memoria, en cuyo caso el estado lógico almacenado se deduce con base en el cambio de estado del transistor:

*Si hay un 1 almacenado, la tensión aplicada será lo suficiente para encender el transistor y hacer circular corriente del drenado hacia la fuente.

*Si hay un 0 almacenado, la tensión aplicada no encenderá el transistor debido a que la carga eléctrica almacenada en la compuerta aislada.

Para determinar si el dato almacenado en la celda es un 1 ó un 0. El borrado consiste en la liberación de las cargas eléctricas almacenadas en las compuertas aisladas de los transistores. Se hace aplicando una tención negativa para que salgan las cargas.

Entradas y salidas

Líneas de entrada y salida de un microcontrolador. Las líneas de E/S que comunican al computador interno con los periféricos exteriores. Se destinan a proporcionar el soporte a las señales de entrada, salida y control.

Estas líneas se agrupan de ocho en ocho formando Puertos. Las líneas digitales de los Puertos pueden configurarse como Entrada o como Salida cargando un 1 ó un 0 en el bit correspondiente de un registro destinado a su configuración.

La transferencia de datos entre circuitos externos al Microprocesador y él mismo constituyen las operaciones de E/S. Los puertos de entrada/salida son básicamente registros externos o internos. Algunos microprocesadores proporcionan señales de control que permiten que los registros externos que forman los puertos de E/S ocupen un espacio de direcciones separada, es decir, distinto del espacio de direcciones de los registros externos que componen la memoria.

El oscilador en un microcontrolador

El oscilador es la parte de un microcontrolador encargada de indicar a que velocidad debe trabajar todos los microcontroladores deben emplear uno ya que son parte fundamental. A la hora de programar el microcontrolador se debe elegir el tipo de oscilador que se emplican e aqui algunos de los diferentes tipos:

- Oscilador tipo "XT" (XTal) para frecuencias no mayores de 4 Mhz.

La condición básica importante para que este oscilador funcione es que los condensadores C1 y C2 deberán ser iguales.

- Oscilador tipo "LP" (Low Power) para frecuencias entre 32 y 200 Khz.
El PIC trabaja de una manera distinta que en el anterior. Este modo está destinado para trabajar con un cristal de menor frecuencia, que, como consecuencia, hará que el PIC consuma menos corriente.

- Oscilador tipo "HS" (High Speed) para frecuencias comprendidas entre 4 y 20 MHz.
Este oscilador es para cuando usemos cristales mayores de 4 MHz. La conexión es la misma que la de un cristal normal, a no ser que usemos un circuito oscilador.

- Oscilador tipo "RC" (Resistor/Capacitor) para frecuencias no mayores de 5.5 Mhz.
el oscilador tipo RC es el más económico por que tan solo se utiliza un condensador no polarizado y una resistencia. Este tipo de oscilador proporciona una estabilidad mediocre en la frecuencia generada y podrá ser utilizado para aquellos proyectos que no requieran precisión.