Tipos de Sensores de Automatización

Sensor Inductivo:
*Son una clase especial que sirven para detectar materiales ferrosos o metálicos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia de objetos metálicos.
*Los sensores inductivos contienen un devanado interno, cuando una corriente circula por el mismo un campo magnético es generado, cuando un metal es acercado este es detectado. Y una bobina en el sensor induce corrientes en el material a detectar, este a su vez genera un campo magnético que se opone a la bobina del sensor causando una reducción en la inductancia de la misma.
*La distancia de sensado del sensor varia desde 1.5 hasta 15 mm.
*Funciona con un voltaje de 10-30 VDC.
*Tiene un configuración de PNP *Precio es de 350 pesos o 25 dólares.
*Aplicaciones básicas en el uso de automóviles para medirla velocidad de rotación o para detectar la posición angular de algún elemento.

Sensor Capacitivo:
*Son un tipo de sensor eléctrico, basan su funcionamiento en los principios de los capacitores. A esto viene el nombre de sensor capacitivo.
*El sensor capacitivo consiste en una lámina de metal que esta conectado al oscilador, el objeto que detecta funciona como una segunda lamina cuando se le aplica energía al sensor del oscilador percibe la capacitancia externa entre el objetivo y la lamina interna, además el material dieléctrica con que esta hecho el sensor funciona como aislante.
*La distancia de sensado es de 8 y 15mm.
*Funciona con voltaje de 10-30 VDC.
*Tiene configuración de NPN o PNP. *Precio es de 900 pesos o 79 dólares
*Aplicaciones industriales como detector de nivel, detector de posicionamiento y sensor de humedad.

Sensor Retroreflectivo:
*Es un tipo de sensor fotoeléctrico de control óptico que detecta por medio de una barrera de luz visible o invisible y que responde en base a los cambios de la intensidad de la luz recibida.
* En el modo Retroreflectivo consiste en unos elementos que actúan como emisor y receptor, y pues contiene una barrera reflectiva que se establece entre el emisor y receptor, además este tipo de espejo o barrera funciona cuando esta es interrumpida a través de algún objeto o cuerpo.
*La distancia de sensado es de 2 metros.
*Funciona con voltaje de 24-240 VCA.
*Tiene configuración de NPN o PNP. *Precio es de 1000 pesos o 90 dólares
*Aplicaciones industriales como barreras de protección, ahorradores de luz , portones, puertos ascendentes, etcétera.

Sensor de Color:
*El sensor de colores utiliza luz pulsante blanca, lo que la independiza de la luz ambiental. La reflexión del objeto es evaluada luego de ser registrada por tres diferentes receptores (RGB). Las distancias geométricas de los haces de luz permite la detección de pequeñas partes de color. Los tres canales de salida pueden hasta calibrarse con 5 niveles de tolerancia de color.
*Esta constituida principalmente por diodos emisores de luz: uno rojo, otro verde y uno azul, un circuito receptor de luz y un tipo de fibra óptica.
*La distancia de sensado es de 500 nm. a 950nm.
*Funciona con voltaje de 10- 30 VDC.
*Configuración es de tipo parcela. *Precio es de 19 a 90 dólares.
*Aplicaciones industriales son utilizados en el campo de la robótica, automatización, control de calidad y en diversos procesos de producción.

Sensor de Movimiento:
*Es un tipo de transductor que detecta objetos o señales que se encuentran cerca del elemento sensor. Existen varios tipos de este sensor como: los de proximidad, de posicionamiento, capacitivos, fotoeléctricos, etcétera.
* En cuanto a sus componentes varia ya que existen diferentes tipos de este sensor.
*Distancia de sensado varia dependiendo la calidad del sensor algunos de 3 a 6 metros y otros hasta 20 a 50 metros.
*Funciona con voltaje de 9 a 16 volts.
*Configuración es de NPN o PNP. *Precio es de 150 a 500 pesos.
*Aplicaciones industriales son como ahorradores de energía, alarmas, detector de proximidad, de posicionamiento, etcétera.

Memorias RAM y ROM (Actividades 7 y 9)

En los microcontroladores la memoria y los datos están integrados en un chip y no hay posibilidad de usar memorias externas. Una debe ser no volátil, tipo ROM y se destina a contener el programa de instrucciones que gobierna la ampliación y otra debe ser tipo RAM, volátil y se destina a guardar las variables y los datos.

Memoria RAM características:

*Esta es de poca capacidad pues solo debe contener las variables y los cambios de información que se producen en el transcurso del programa.
*No requiere guardar una copia de in mismo programa activo pues se ejecuta directamente desde la memoria ROM.
*Los datos varían continuamente lo que requiere que la memoria sea de lectura y escritura, por lo que la memoria SRAM es el más adecuado entorno a la RAM.

Ahora sobre la memoria ROM; como los programas a ejecutar siempre son los mismos deben estar grabados permanentemente. Hay 5 tipos de esta memoria para soportar estas funciones.

Características de estas memorias diferentes ROM:

ROM con mascara:
*En este tipo de memorias el programa se graba en un chip durante su fabricación mediante el uso de mascaras.
*Los altos costos de este tipo de memoria aconsejan solo usarla cuando se precisen lotes de chips muy grandes.

OTP (programable una vez):
*Este tipo de memoria solo se puede grabar una sola vez por parte del usuario.
*Su bajo precio y la sencillez de la grabación aconsejan esta memoria para prototipos y series de producción, además no se puede borrar.

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory):
*Esta memoria es borrable y puede grabarse muchas veces.
*Si deseas borrar un contenido, ellas disponen de una ventana de cristal en sus superficies para que dejen pasar rayos ultravioleta y así limpiar la memoria.

EEPROM (Electrical EPROM):
*En este tipo de memoria el borrado es más sencillo ya que se efectúa desde el mismo grabador, esto quiere decir que no hay ventana.
*Es un tipo ideal para la enseñanza y la ingeniería de diseño.
*Su número de regrabaciones es infinito por lo que se tiene que hacer una programación continua, pero se trata de una relativamente lenta, en cuanto a la escritura y el alto consumo de energía.

FLASH:
*Es una memoria no volátil de bajo consumo, que se puede borrar y escribir en circuito, funciona como una RAM y ROM pero consume menos y es más pequeña.
*A diferencia de la ROM, la memoria FLASH es programable en el circuito. Es mas rápida y de mayor densidad que la EEPROM.
*Es mas veloz y tolera mas ciclos de escritura y borrado.

ENTRADA / SALIDA

Puertos de Entrada y Salida

Todos los puertos o la mayoría son de entrada y salida a excepción de algunos que están destinadas a recibir la alimentación, otras para el cristal de cuarzo, que regula la frecuencia de trabajo y otra para provocar reset.
Estos puertos de entrada y salida permiten comunicar al procesador con el mundo, según los controladores de periféricos que posea el micro las líneas de entrada y salida se destinan al soporte de señales de entrada, salida y control.

Reloj Principal y Circuito Oscilador

Todos los microcontroladores disponen de un circuito oscilador que genera una onda de alta frecuencia que configura los impulsos del reloj usados en la sincronización de todas las operaciones del sistema. Esta señal del reloj es el motor del sistema y la que hace que el programa y los contadores avancen. El circuito de reloj esta incorporado en el microcontrolador y solo se necesitan unos cuantos componentes exteriores para la frecuencia de trabajo.

Resumen de microcontroladores, microprocesadores y PIC

Un microcontroladores un dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos. Estos procesos o acciones son programados por el usuario y son introducidos al micro a través de un programador. En el año 1971 apareció el primer microprocesador el cual origino un cambio decisivo en la mayoría de los equipos, entre los microprocesadores mas conocidos están el popular z-80 y 8085, ahora la mayoría de los diseñadores de equipos electrónicos realizaban mayor cantidad de tareas en menos tiempo, después de cierto tiempo apareció el microcontrolador que simplifico aun mas el diseño electrónico.
Una de las diferencias entre un microprocesador y un microcontrolador, es que en un microprocesador las partes están físicamente separadas, es decir interactúa con las memorias RAM y ROM y otros periféricos por medio de buses en el exterior. Mientras que el microcontrolador es un solo circuito integrado que contiene todo los elementos electrónicos que se utilizaban para haces funcionar un sistema basado en un microprocesador. Y además el microcontrolador con la reducción de espacio facilita todo un proceso por que contiene en un solo circuito integrado la Unidad De Proceso (CPU), la memoria RAM, la memoria ROM, puertos de entrada / salidas y otros periféricos.
Algunas de las ventajas de un microcontrolador frente a un microprocesador son en que; un microprocesador su configuración mínima básica es que esta constituida por un micro de 40 pines, una memoria RAM de 28 pines, una memoria ROM de 28 pines y un decodificador de 18 pines, un microcontrolador contiene todo esto en un circuito integrado por lo que implica una gran ventaja en varios factores.

ARQUITECTURAS

Existen dos tipos de arquitecturas del microcontrolador una de ellas es la arquitectura Von Neumann. Esta arquitectura tradicional de computadoras y micros es la basada en la arquitectura Von Neumann en la cual la unidad central de proceso (CPU), esta conectada a una memoria única donde se guardan las instrucciones del programa y los datos. Pero tiene un inconveniente el tener un único bus hace que el micro sea mas lento en su respuesta, ya que en la memoria no puede buscar una nueva instrucción mientras no finalice las instrucciones de datos de la instrucción anterior. Esta arquitectura presenta limitaciones la primera de ellas es : la limitación de longitud de las instrucciones, que hace que tengas que realizar varios accesos a la memoria para buscar instrucciones complejas; y la segunda la velocidad con que opera el dispositivo esto impide hacer varios tiempos de accesos a instrucciones simultaneas.
La otra arquitectura es la Harvard la cual tiene la unidad de proceso (CPU) conectada a dos memorias por medio de dos buses diferentes, una de las memorias contiene las instrucciones del programa (Memoria De Programa) y la otra solo almacena datos (Memoria De Datos). Como se puede observar ambos buses son totalmente independientes y pueden ser de distintos anchos, además al ser independientes la CPU puede acceder a los datos para completar la ejecución de una instrucción, y al mismo tiempo leer la siguiente instrucción a ejecutar. Esta arquitectura tiene algunas ventajas:1.El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto puede ser optimizado para cualquier instrucción que ocupe una sola posición de memoria de programa, logrando así mayor velocidad y menor longitud de programa. Y la segunda el tiempo de acceso a las instrucciones puede suponerse con el de los datos logrando una mayor velocidad en cada operación.
Y una de sus pequeñas desventajas de los micros con arquitectura Harvard, es que deben poseer instrucciones especiales para acceder a tablas de valores constantes que puede ser necesario incluir en los programas, ya que estas tablas se encontraran físicamente en la memoria de programa.

El PIC ¿Por qué estudiarlo y programarlo?

Un PIC micro es un circuito integrado programable, microchip su fabricante lo define como (Programmable Integrated Circuit). Las aplicaciones de los PIC son realmente muy numerosas:
-Control de pantallas alfanuméricas LCD: los microcontroladores son especialmente útiles para controlar con muchísima facilidad los displays de cristal líquido LCD.
-Control de teclados: en muchas aplicaciones se requieren teclados espéciales que se adapten exactamente a ciertas necesidades. Los PIC micro se pueden utilizar para secuencias de rastreo y así saber que tecla se ha oprimido.
-Control de robots: casi se puede asegurar que no hay robots que no lleven un PIC. Son igualmente importantes en el control de servomecanismos. Reconocimiento de voz, tareas secuénciales, etc.
El PIC tiene un sin fin de aplicaciones como algunas simples los podemos encontrar en televisiones, video, como interfases de PC, maquinas herramientas, aparatos de audio, etc.

Automatizacion

Hoy en dia la importancia de la automatizacion en las empresas es muy loable antes no habia tantos avances tecnologicos y se utilizaba mas la mano de obra por asi decirlo. Ahora en la actualidad se utilizan maquinas muy precisas , rapidas y eficientes. Pero todo esto atrae un tipo de problemas no tanto para las empresas que disponen de maquinas automatizadas, sino para nosotros los ciudadanos o gente que requiere en este tipo de vida trivial un trabajo para mantenerse.

Hay muchos motivos por el cual es mejor una maquina automatizada que una mano de obra del sr humano , pero yo diria que las dos se complementan. Tambien, por ejemplo en una empresa el ser humano despues de estar haciendo lo mismo dia tras dia tiende a equivocarse y a cansarse. mientras que una maquina lo hace con mucha precision y mas rapido, en pocas palabras es infalible a menos que haiga un a accion externa que haga que la maquina falle.

Por otra parte enfocado mas a la competencia entre empresas muchas de ellas se ven opacadas por los avances tecnologicos de otras compañias que tienen mas produccion por sus maquinas automatizadas y se ven forzadas a usar el mismo metodo que las otras esto genera mucho desempleo.

Para terminar pues si es importante la automatizacion para las empresas mas que nada para un pais en produccion.