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¿Inductivo, Capacitivo, Ultrasónico, IR? Estos son los tipos comunes de sensores de proximidad utilizados hoy en día para diversas aplicaciones, que van desde la detección de proximidad de Andriod y iPhone, a la medición de la distancia, la detección de objetos, con Arduino. Por lo tanto, la elección de uno que es fácilmente conectable, precisa y fiable es muy importante para cumplir con sus usos previstos.

En esta guía, voy a cubrir los diferentes tipos de sensores de proximidad, sus usos, y el precio, con recomendaciones para hacer su decisión más fácil!

Esta guía cubrirá los siguientes componentes:

• ¿Qué son los sensores de proximidad?
• Tipos de sensores de proximidad
• Cómo elegir un sensor de proximidad
• Menciones honoríficas
• Sensor de proximidad comparado (Resumen)

Los sensores de proximidad son sensores que detectan el movimiento/presencia de objetos sin contacto físico y retransmiten esa información capturada en una señal eléctrica. También puede definirse como un interruptor de proximidad, una definición dada por los estándares industriales japoneses (JIS) a todos los sensores de detección sin contacto

• ¿Suena complejo? Sensor de proximidad significa simplemente; ¡Un sensor que detecta, captura y retransmite información sin ningún contacto físico!

Características del sensor de proximidad

Para entender mejor en qué consiste el sensor de proximidad, echaremos un vistazo a sus características. A continuación se muestran sus características, con algunas que se ven de forma exclusiva en comparación con los sensores ópticos/de contacto tradicionales:

Detección sin contacto

La detección de proximidad sin contacto permite la detección sin tocar el objeto, asegurando que el objeto permanece bien acondicionado

No se ve afectado por las condiciones de la superficie

Los sensores de proximidad casi no se ven afectados por los colores de la superficie de los objetos, ya que detecta principalmente los cambios físicos

Adecuación para una amplia gama de aplicaciones

Los sensores de proximidad son adecuados para condiciones de humedad y uso en un amplio rango de temperaturas, a diferencia de su detección óptica tradicional.

Los sensores de proximidad también son aplicables en los teléfonos, ya sean sus dispositivos Andriod o IOS. Consiste en una sencilla tecnología de infrarrojos que enciende y apaga la pantalla en función de su uso. Por ejemplo, se apaga la pantalla cuando una llamada telefónica está en curso de tal manera que no se activa accidentalmente algo mientras se coloca cerca de las mejillas!

Una vida útil más larga

Dado que un sensor de proximidad utiliza salidas de semiconductores, no hay partes móviles que dependen del ciclo de funcionamiento. Por lo tanto, su vida útil tiende a ser más larga en comparación con los sensores tradicionales.

Tasa de respuesta de alta velocidad

En comparación con los interruptores en los que se requiere contacto para la detección, los sensores de proximidad ofrecen una tasa de respuesta de mayor velocidad.

Tipos de sensores de proximidad

Ahora que hemos entendido lo que son los sensores de proximidad, vamos a profundizar en los distintos tipos; cada uno de ellos bien adaptado a sus aplicaciones y entornos específicos.

¿Listo? Aquí está el resumen de los diferentes tipos de sensores de proximidad!

Sensores de proximidad inductivos

Los sensores de proximidad inductivos son sensores sin contacto que sólo se utilizan para detectar objetos metálicos. Se basan en la ley de la inducción, accionando una bobina con un oscilador una vez que se acerca un objeto metálico.

Tiene dos versiones y consta de 4 componentes principales:

Versiones:

• Sin blindaje: El campo electromagnético generado por la bobina no está restringido, lo que permite distancias de detección más amplias y mayores
• Apantallado: El campo electromagnético generado se concentra en la parte frontal, donde los lados de la bobina del sensor están cubiertos

Componentes:

• Está formado por 4 componentes principales como se ve en la imagen; Bobina, Oscilador, Disparador Schmitt, y circuito de conmutación de salida

¿Cómo funciona el sensor de proximidad inductivo?

1. Se suministra una corriente alterna a la bobina, generando un campo de detección electromagnético
2. Cuando un objeto metálico se acerca al campo magnético, se acumulan corrientes de Foucault, y dan lugar a cambios en la inductancia de la bobina
3. Cuando la inductancia de la bobina cambia, el circuito que ha estado monitoreando continuamente, disparará el interruptor de salida del sensor

*Nota: Incluso cuando un objetivo no está presente, los sensores inductivos continúan oscilando. El interruptor sólo se activa cuando hay un objeto presente.

Aplicaciones comunes:

• Usos industriales
  • Máquinas de automatización de la producción que cuentan productos, transferencias de productos
• Usos de seguridad
  • Detección de objetos metálicos, armamento, minas terrestres, etc.

Ventajas de los sensores de proximidad inductivos

• Detección sin contacto
• Adaptabilidad al entorno; resistentes a las condiciones comunes que se ven en las áreas industriales, como el polvo y la suciedad
• Capaces y versátiles en la detección de metales
• Considerablemente baratos cuando se trata del precio
• Sin partes móviles, asegurando una mayor vida útil

Desventajas de los sensores de proximidad inductivos

• Falta de rango de detección, promediando un rango máximo de hasta 80mm
• Sólo pueden detectar objetos metálicos
• El rendimiento puede verse afectado por condiciones externas; temperaturas extremas,
  líquidos de corte o productos químicos

Sensores inductivos ofrecidos en Seeed

Grove – Sensor inductivo de 2 canales (LDC1612)

Aquí en Seeed, ofrecemos este sensor inductivo, que permite obtener las ventajas de rendimiento y fiabilidad de la detección inductiva a un coste y potencia mínimos.

Explorando más allá de la detección de proximidad, es compatible con Arduino con la capacidad de aplicaciones de detección remota y muchas otras posibilidades!

¿Está interesado en saber más? Puede dirigirse a nuestra página de productos para obtener más!

Sensores de proximidad capacitivos

Los sensores de proximidad capacitivos son sensores sin contacto que detectan objetos metálicos y no metálicos, incluyendo líquidos, polvos y granulados. Su funcionamiento se basa en la detección de un cambio de capacitancia.

De forma similar a los sensores inductivos, consta de un oscilador, un disparador Schmitt y un circuito de conmutación de salida. La única diferencia es que consta de 2 placas de carga (1 interna, 1 externa) para la capacitación:

• Placa interna conectada al oscilador
• Placa externa (electrodos del sensor) utilizada como superficie de detección

¿Cómo funcionan los sensores de proximidad capacitivos?

1. El sensor de proximidad capacitivo produce un campo electrostático
2. Cuando un objeto (conductor/no conductor) se acerca a la zona de detección, la capacitancia de ambas placas aumenta, dando lugar a una ganancia de amplitud del oscilador
3. La ganancia de amplitud resultante activa el interruptor de salida del sensor

*Nota: Los sensores capacitivos sólo oscilan cuando el objeto objetivo está presente

Aplicaciones comunes:

• Usos industriales
  • Máquinas de automatización de la producción que cuentan productos, transferencias de productos
  • Procesos de llenado, tuberías, tintas, etc.
  • Nivel de líquido, composición y presión
• Control de humedad
• Detección de contenido no invasiva
• Aplicaciones táctiles

Ventajas de los sensores de proximidad capacitivos

• Detección sin contacto
• Se puede detectar una amplia gama de materiales
• Capaz de detectar objetos a través de paredes noparedes metálicas con su amplia banda de sensibilidad
• Bien adaptado para ser utilizado en un entorno industrial
• Contiene un potenciómetro que permite a los usuarios ajustar la sensibilidad del sensor de forma que sólo se detecten los objetos deseados
• Sin piezas móviles, lo que garantiza una mayor vida útil

Desventajas de los sensores de proximidad capacitivos

• Rango relativamente bajo, aunque se incrementa con respecto a los sensores inductivos
• Precio más elevado en comparación con los sensores inductivos

Sensores capacitivos ofrecidos en Seeed

Grove – Sensor de humedad capacitivo (resistente a la corrosión)

Ya que hemos comprendido que los sensores de proximidad capacitivos son capaces de controlar la humedad, ¡necesitaremos, por supuesto, un sensor para sus aplicaciones!

Aquí es donde entra en juego The Grove – Sensor de humedad capacitivo (resistente a la corrosión). Es un sensor de humedad del suelo basado en los cambios de capacitancia. En comparación con los sensores resistivos, no sólo es resistente a la corrosión, sino que ofrece una amplia gama de aplicaciones.

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Grove – Sensor táctil capacitivo I2C de 12 teclas V2 (MPR121)

¿Necesita un módulo que haga algo más que detección de proximidad capacitiva? ¡Tenemos justo eso!

El Grove – 12 Key Capacitive I2C Touch Sensor V2 (MPR121) es un módulo 3 en 1 con las siguientes características: Sensor de capacitancia, sensor táctil y sensor de proximidad.

Para obtener más información sobre él, puede dirigirse a nuestra página de producto aquí!

Sensores de proximidad ultrasónicos

El tercero en esta lista son los sensores de proximidad ultrasónicos, que detectan la presencia de objetos mediante la emisión de ultrasonidos de alta frecuencia. Lo hace mediante la conversión de energía eléctrica. Al igual que los sensores capacitivos, puede detectar objetos en estado sólido, líquido o granular.

Probablemente el más sencillo de todos, sólo consta de un transmisor y un receptor de ultrasonidos.

¿Cómo funciona el sensor de proximidad ultrasónico?

1. El transductor sónico emite ondas sónicas
2. Las ondas sónicas rebotan en el objeto
3. La onda que rebotó se devuelve al sensor
4. Tiempo que emitió y recibió las ondas sonoras se utiliza para determinar la distancia/proximidad

Aplicaciones comunes

• Medición de la distancia
• Anemómetros para la detección de la velocidad y dirección del viento dirección del viento
• Procesos de producción automatizados
• Detección de fluidos
• Vehículos aéreos no tripulados (UAV) para la supervisión de objetos
• Robótica

Ventajas de los sensores de proximidad ultrasónicos

• Detección sin contacto
• No se ve afectada por el color y la transparencia del objeto
• No se ve afectada por las condiciones ambientales externas, solución fiable
  • Funciona bien en lugares con condiciones extremas
  • Puede utilizarse en entornos oscuros
• Bajo consumo de corriente

Desventajas de un sensor de proximidad ultrasónico

• Alcance de detección limitado aunque capaz de un mayor alcance en comparado con los sensores inductivos y capacitivos
• No funciona en el vacío ya que los sensores ultrasónicos funcionan a través de ondas sonoras
• No es capaz de medir la distancia de objetos blandos o con texturas extremas

Sensores ultrasónicos ofrecidos en Seeed

Grove – Sensor ultrasónico: Versión mejorada del HC-SR04

El Grove – Sensor Ultrasónico es el módulo ultrasónico perfecto no sólo para la detección de proximidad, sino también para la medición de distancia y el detector ultrasónico. Puede consultar los siguientes recursos:

• Página del producto
• Blog Post sobre sus características, comparaciones con HC -SR04

Sensor de proximidad IR

IR, abreviatura de infrarrojo, detecta la presencia de un objeto emitiendo un haz de luz infrarroja. Funciona de forma similar a los sensores ultrasónicos, aunque en lugar de utilizar ondas sónicas, se transmiten IR.

Los sensores de proximidad infrarrojos constan de un LED IR que emite, y un detector de luz para detectar la reflexión. Lleva incorporado un circuito de procesamiento de señales que determina un punto óptico en el PSD.

¿Cómo funcionan los sensores de proximidad IR?

1. La luz infrarroja se emite desde el emisor IR LED
2. El haz de luz golpea el objeto y se refleja en un ángulo
3. La luz reflejada llegará al detector de luz
4. El sensor en el detector de luz determina la posición/distancia del objeto reflectante

Aplicaciones comunes

• Medición de distancia
• Contador de objetos; cuando el objeto corta la luz que irradia, cuenta como uno
• Sistemas de seguridad como vigilancia, alarmas antirrobo, etc.
• Aplicaciones de supervisión y control

Ventajas de los sensores de proximidad IR

• Detección sin contacto
• Aplicable a usos diurnos y nocturnos
• Comunicación segura a través de una línea de visión
• Capaz de medir la distancia a objetos blandos a diferencia de los sensores de proximidad por ultrasonidos
• La precisión del sensor de infrarrojos no se ve afectada por la corrosión o la oxidación

Desventajas de los sensores de proximidad por infrarrojos

• Afectados por las condiciones ambientales y los objetos duros, lo que implica la incapacidad de uso a través de paredes o puertas
• Requiere una línea de visión entre el transmisor y el receptor para la comunicación
• El rendimiento disminuye en distancias más largas

Sensor de proximidad por infrarrojos ofrecido en Seeed

Grove – Sensor de proximidad por infrarrojos de 80cm

Basado en el SHARP GP2Y0A21, este sensor de proximidad IR es una opción popular que estoy recomendando para cualquiera que esté buscando una medición de distancia precisa más allá de sus alternativas. ¡

Empacado en un pequeño paquete con bajo consumo de energía, este sensor de proximidad IR permite la lectura de distancia continua con un rango de 10cm a 80cm!

¿Está interesado en saber más? Puedes consultar los siguientes recursos:

• Página del producto
• Blog Post sobre sus características, guía de Arduino

Cómo elegir un sensor de proximidad adecuado

Ahora, para ayudarte a seleccionar uno adecuado de los cuatro, te he proporcionado los criterios que debes tener en cuenta a la hora de hacer la selección del sensor de proximidad.

Sin embargo, como siempre, tendrás que considerar primero tu propósito; para qué estás tratando de usarlo en primer lugar.

Crieria de sensores de proximidad	Cómo seleccionar	Adecuación del sensor
Requisitos del objeto	Eche un vistazo al objeto en el que piensa utilizar un sensor de proximidad Considere los siguientes factores: Color del objeto Forma del objeto Material del objeto	Más adecuado para requisitos de objetos complejos: Sensor de proximidad IR No es adecuado para los requisitos de objetos complejos: Sensor de proximidad ultrasónico
Entorno de detección	Eche un vistazo al entorno en el que va a detectar su objeto Considere los siguientes factores: Limpieza Temperatura Humedad	Adecuado para entornos difíciles: Capacitivo (el más adecuado) Inductivo Ultrasónico No adecuado para entornos adversos: Sensor de proximidad IR
Rango de detección/distancia	Tenga en cuenta si su objeto se colocará cerca de la cara del sensor Considere los siguientes factores: Distancia entre el objeto colocado y el sensor (Lejos o Cerca)	Adecuado para la detección de rango cercano: Sensores de proximidad inductivos y capacitivos Adecuado para la detección de rango largo: Sensores de proximidad ultrasónicos e IR

Un factor adicional que vale la pena tener en cuenta es el sistema eléctrico con el que está integrando el sensor de proximidad. Ya sea una carga eléctrica (NPN/PNP) o un suministro de voltaje (AC/DC), el sensor debe funcionar con los controles del sistema que está ejecutando.

Menciones honorables

Ahora que he cubierto los criterios para la consideración de los sensores de proximidad, aquí hay una lista de algunas menciones honorables que todavía vale la pena echar un vistazo.

Sensor de proximidad fotoeléctrico

Los sensores de proximidad fotoeléctricos son aquellos que utilizan tecnología fotoeléctrica de alta gama, ¡emite un haz de luz que es capaz de detectar todo tipo de objetos!

Tiene los siguientes 3 modelos diferentes; Reflectivo, de haz de luz y retro-reflectivo. Cada modelo ofrece diferentes métodos de emisión de luz, aunque todos son muy eficientes cuando se trata de la detección de distancia.

Si está interesado en este tipo de tecnología de detección de proximidad, puede consultar este sensor que la integra en un pequeño paquete:

PSK-CM8JL65-CC5 Sensor de medición de distancia por infrarrojos

Sensor de proximidad magnético

Los sensores de proximidad magnéticos son dispositivos de proximidad utilizados para detectar objetos magnéticos a través de sus grandes rangos de detección. Uno típico incorpora un cristal y una hoja de metal, lo que permite una rápida magnetización

Aunque sólo detecta imanes, sigue siendo estupendo por su bajo coste, largo alcance y pequeñas dimensiones.

Si le apetece uno y quiere saber más sobre él, puede consultar esto:

Grove – Sensor / Codificador de posición rotativo magnético de 12 bits (AS5600)

Basado en el A5600, este sensor de posición rotativo magnético no sólo es capaz de satisfacer las necesidades de detección de proximidad sin contacto, sino que también contiene importantes ventajas sobre los codificadores normales. Preciso, programable y rentable, es una opción a tener en cuenta

¿Está interesado en saber más? Puede dirigirse a nuestra página de productos para obtener más información.

Sensor de proximidad LiDAR

LiDar, abreviatura de Light Detection and Ranging (detección y alcance de luz), es una tecnología de detección de gama alta que proporciona un excelente alcance máximo de detección con rápidas velocidades de actualización. El único inconveniente principal es el coste, ya que puede resultar demasiado caro para el consumidor medio.

Pero no tema, aquí en Seeed, ofrecemos un mini sensor de proximidad LiDAR que es muy asequible!

¿Está interesado en saber más sobre él? ¡Puedes dirigirte a nuestra página de productos!

Resumen

Para resumir, aquí están los sensores de proximidad comparados con sus usos recomendados:

	Inductivo	Capacitivo	Ultrasónico	IR
Objeto sensor	Sólo metal	Objetos metálicos y no metálicos Incluyendo líquido, polvos, y granulados	Objeto con superficies simples	Objeto con superficies simples/complicadas
Detección Rango	Corto	Corto	Largo	Largo
Aplicaciones	Usos industriales: Maquinaria, Automatizaciones	Usos industriales: Maquinaria, Automatizaciones Líquidos y humedad Sensores táctiles	Medición de distancias Anemómetros para la detección de la velocidad y dirección del viento Automatización de procesos de producción Detección de fluidos Vehículos aéreos no tripulados (UAVs) para la monitorización de objetos Robótica	Contador de artículos Sistemas de seguridad como vigilancia, alarmas antirrobo, etc. Aplicaciones de vigilancia y control
Medio ambiente	Apropiado para ser utilizado en condiciones ambientales duras (hasta cierto punto)	Extremadamente adecuado para ser utilizado en condiciones ambientales duras	Adecuado para condiciones ambientales duras (No es adecuado para ser utilizado en el vacío)	No es adecuado para ser utilizado en condiciones ambientales duras

Para la compatibilidad del sensor de proximidad Arduino, ¡Puede considerar los productos Seeed recomendados cubiertos para cada tipo de sensor de proximidad! Esto le ahorrará tiempo en tratar de hacer uno usted mismo también!

• Recomendación de sensor inductivo:
  • Grove – Sensor inductivo de 2 canales (LDC1612)
• Recomendación de sensor capacitivo:
  • Grove – Sensor de humedad capacitivo (resistente a la corrosión)
  • Grove – Sensor táctil capacitivo I2C de 12 teclas V2 (MPR121)
• Recomendación de sensor ultrasónico:
  • Grove – Sensor Ultrasónico
• Recomendación de sensor IR:
  • Grove – Sensor de Proximidad Infrarrojo de 80cm