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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS - ESPEELECTRÓNICA E INSTRUMENTACIÓN
INSTRUMENTACION Y SENSORES
ALUMNO:
BUSTAMANTE DUQUE CARLOS IVAN
FECHA: 11 DIC 2013NIVEL: 5TO
PERIODO AGOSTO2013 - DICIEMBRE2013
TAREA 1 - ENCODER
COMO FUNCIONA UN DETECTOR DE MOVIMIENTO?
Un detector de movimiento es un dispositivo electrónico equipado de sensores que responden
un movimiento físico. Se encuentran, generalmente, en sistemas de seguridad o en circuitos cerrados de
televisión.
El sistema puede estar compuesto, simplemente, por una cámara de vigilancia conectada a un ordenador,
que se encarga de generar una señal de alarma o poner el sistema en estado de alerta cuando algo se mueve
delante de la cámara. Aunque, para mejorar el sistema se suele utilizar más de una
cámara, multiplexores y grabadores digitales.
Además, se maximiza el espacio de grabación, grabando solamente cuando se detecta movimiento.
Existen diferentes aplicaciones para un sensor de movimiento: Seguridad, entretenimiento, iluminación,
comodidad. Por ejemplo en las tiendas se tienen sensores que nos dicen cuando una persona entra, o abre
las puertas automáticamente.
También hay varios tipos de sensores:
Sensores activos. Este tipo de sensores inyectan luz, microondas, o sonido en el medio ambiente y
detectan si existe algún cambio en él.
Sensores pasivos. Muchas alarmas y sensores utilizados usan la detección de ondas infrarrojas estos
sensores son conocidos como PIR (pasivos infrarrojos). Para que uno de estos sensores detecte a los
seres humanos se debe de ajustar la sensibilidad del sensor para que detecte la temperatura del cuerpo
humano.
Acelerómetro. El acelerómetro es uno de los transductores más versátiles. Siendo el más común el
piezoeléctrico por compresión. Este se basa en el principio de que cuando se comprime un retículo
cristalino piezoeléctrico, se produce una carga eléctrica proporcional a la fuerza aplicada.
Giroscopio mecánico. Es un dispositivo para medir orientación o mantenerla Consiste en un disco
giratorio que puede tomar cualquier orientación , la cual cambia por las fuerzas externas causadas por el
movimiento. El primero que fue construido en el año 1810 en Alemania por Bohnenberg y en 1852 el
físico francés Leon Foucault demostró que un giroscopio puede detectar la rotación de la tierra.
ENCODER OPTICO
Un encoder, también conocido como codificador o decodificador en Español, es un dispositivo, circuito,
programa de software, un algoritmo o incluso hasta una persona cuyo objetivo es convertir información de un
formato a otro con el propósito de estandarización, velocidad, confidencialidad, seguridad o incluso para
comprimir archivos.
Los encoders de los que hablaremos aqui son encoders para motores eléctricos DC mas comúnmente usados
en la industria minera, de transporte (trenes) y en generadores de turbinas eolicas. Su función es la de
convertir el movimiento mecánico (giros del eje) en pulsos digitales o análogos que pueden ser interpretados
por un controlador de movimiento.
Para explicar como funciona un encoder debemos mencionar que un encoder se compone básicamente de un
disco conectado a un eje giratorio.
El disco esta hecho de vidrio o plástico y se encuentra “codificado” con unas partes transparentes y otras
opacas que bloquean el paso de la luz emitida por la fuente de luz (típicamente emisores infrarrojos). En la
mayoría de los casos, estas áreas bloqueadas (codificadas) están arregladas en forma radial.
A medida que el eje rota, el emisor infrarrojo emite luz que es recibida por el sensor óptico (o foto-transistor)
generando los pulsos digitales a medida que la luz cruza a través del disco o es bloqueada en diferentes
secciones de este. Esto produce una secuencia que puede ser usada para controlar el radio de giro,
la dirección del movimiento e incluso la velocidad.
Los encoders son utilizados en una infinidad de campos e industrias que van desde maquinas de fax, electro-
domésticos de consumo hasta robótica, minería transporte, maquinaria, aeroespacial y más.
Existen básicamente dos tipos de encoder según su diseños básico y funcionalidad: encoder Incremental y
encoder Absoluto. Adicionalmente existen otros tipos de encoders como por ejemplo el encoder óptico, lineal
y el encoder de cuadratura.
El encoder óptico es el tipo de encoder más comúnmente usado y consta básicamente de tres partes: una
fuente emisora de luz, un disco giratorio y una detector de luz conocido como “foto detector”.
El disco esta montado sobre un eje giratorio y cuenta con secciones opacas y transparentes sobre la cara del
disco. La luz que emite la fuente es recibida por el foto-detector o interrumpida por el patrón de secciones
opacas produciendo como resultado señales de pulso.
El codigo que se produce con dichas señales de pulso es entonces leída por un dispositivo controlador el cual
incluyen un micro-procesador para determinar el ángulo exacto del eje.
Un encoder lineal es un dispositivo o sensor que cuenta con una escala graduada para determinar su
posición. Los sensores en el encoder leen la escala para después convertir su posición codificada en una
señal digital que puede ser interpretada por un controlador de movimiento electrónico.
Los encoders lineales pueden ser absolutos o incrementales y existen diferentes tipos de encoders lineales
según la tecnología usada en su mecanismo, por ejemplo, tecnología óptica, magnética, inductiva o
capacitiva.
Este tipo de encoder es mas utilizado en aplicaciones de metrología, sistemas de movimiento y para controlar
instrumentos de alta precisión utilizados en la fabricación de herramientas.
Un encoder de cuadratura es un tipo de encoder rotativo incremental el cual tiene la capacidad de indicar
tanto la posición como la dirección y la velocidad del movimiento.
Los encoders de cuadratura se encuentran con mucha más frecuencia en muchos productos eléctricos de
consumo y en una infinidad de aplicaciones comerciales. La flexibilidad del encoder de cuadratura es su
principal ventaja ya que ofrecen una alta resolución, medición con precisión quirúrgica y pueden trabajar en un
gran espectro de velocidades que van desde unas cuantas revoluciones por minuto hasta velocidades que
van más allá de las 5,,000 RPM.
Este tipo de encoder de cuadratura generalmente utiliza sensores ópticos o magnéticos, lo cual los convierte
en dispositivos sencillos de usar y extremadamente duraderos.
Un encoder incremental, como su nombre lo indica, es un encoder que
determina el ángulo de posición por medio de realizar cuentas incrementales.
Esto quiere decir que el encoder incremental provee una posición estratégica desde donde siempre
comenzará la cuenta. La posición actual del encoder es incremental cuando es comparada con la ultima
posición registrada por el sensor.
Los encoders incrementales son un tipo de encoder óptico y este en este tipo de encoder cada posición es
completamente única.
Un encoder absoluto se basa en la información proveída para
determinar la posición absoluta en secuencia. Un encoder absoluto ofrece un cogido único para cada
posición.
Los encoders absolutos se dividen en dos grupos: los encoders de un solo giro y los encoders absolutos de
giro múltiple y su tamaño es pequeño para permitir una integración más simple.
Los encoders absolutos son mas comúnmente usados en motores eléctricos de corriente directa sin cepillos
(brushless DC motors), en la medicina, la industria del transporte en especial en trenes, en la minería y otras
industrias.
PICK UP-SENSORES DE VELOCIDAD MAGNETICOS
El sensor de velocidad Pick Up permite la medición de velocidad, sin contacto físico, en motores. El sensor se
instala en una perforación especial de la máquina de pistones axiales y mide la velocidad de rotación de una
rueda dentada interna o de una pieza similar de material ferromagnético.
Mediante un elemento semiconductor de efecto Hall en el sensor, se detecta la variación de flujo magnético
que se convierte en una señal de onda cuadrada en la electrónica integrada.
La frecuencia de la tensión de salida del sensor resulta del numero de dientes sobre la superficie de la rueda
dentada y de la velocidad de rotación del eje de accionamiento o de arrastre.
DETERMINACION DE LA VELOCIDAD DE UN MOTOR (EJEMPLO)
Se tiene un motor síncrono que es alimentado por una fuente de voltaje de 220V con f=80Hz. Determinar la
velocidad del motor sabiendo que tiene 6 ranuras.
RPM= f∗60¿ ranuras
RPM=80∗606
RPM=800
Bibliografía http://serverpruebas.com.ar/montajes2/nota55.htm http://www.articulosinformativos.com.mx/Detectores_De_Movimiento-a854873.html
http://infoplc.net/files/documentacion/instrumentacion_deteccion/ infoPLC_net_ENCODERS_OPTICOS.pdf
http://www.lbaindustrial.com.mx/que-es-un-encoder/