Los sensores de área se utilizan principalmente para monitorizar grandes áreas detectando objetos que pasan a través de una barrera específica. También son conocidos como “sensores de matriz” y pueden concebirse como un grupo de fotocélulas apiladas.
Los sensores de área ofrecen varias ventajas respecto al conjunto de fotocélulas apiladas:
- Cableado simplificado: los sensores de área requieren conectar solo uno o dos cables sin importar la altura del área a controlar. Por el contrario, una pila de sensores fotoeléctricos puede resultar fácilmente en decenas de cables para conectar.
- Procesamiento de señales integrado: los sensores de área pueden procesar las señales provenientes de cada haz a bordo, eliminando la necesidad de una programación compleja y que consume mucho tiempo en el PLC.
- Flexibilidad de aplicación: los sensores de área suelen ofrecer múltiples opciones de configuración para abordar las necesidades de aplicación más comunes. Por ejemplo, se pueden programar para que activen una salida analógica proporcional a la altura del objeto detectado.
- Facilidad de instalación: todos los haces ópticos vienen prealineados de fábrica simplificando así la instalación mecánica en campo.
- Resolución y precisión de detección: gracias al sofisticado diseño óptico, el paso del haz puede reducirse hasta unos pocos milímetros, ofreciendo capacidades de detección y medición muy precisas.
¿Cuáles son las aplicaciones típicas y cuándo deben utilizarse?
Los sensores de área se utilizan tanto para la detección como para la medición de objetos.
Normalmente, se instalan de forma ortogonal a la dirección de desplazamiento del objeto:
En algunas aplicaciones, se requieren sensores de área porque los objetos a detectar son irregulares o su posición es de alguna manera impredecible.
El uso de un sensor fotoeléctrico tradicional de un solo haz puede provocar fácilmente una detección de objetos inestable o poco fiable.
Por ejemplo, alimentos y bebidas envueltos en paquetes blandos como pasta, patatas fritas, productos lácteos o con repostería, etc.
Otros ejemplos difíciles de detectar son los productos transparentes o los objetos con agujeros como contenedores, cajas, bolsas o palés en sistemas de transporte:
Detección de formas irregulares con agujeros
Detección de láminas de vidrio
Además, los sensores de área se utilizan a menudo para detectar objetos muy delgados, como folletos o sobres, en sistemas de clasificación automatizados.
En este caso, los sensores de haz único no lograrían detectar con fiabilidad objetos tan delgados:
Detección de espesor de paneles
Los sensores de área no solo pueden detectar, sino también medir la altura o el ancho de un objeto.
Ejemplos típicos se pueden encontrar en aplicaciones de final de línea o logística. Esto significa que los sensores de área se pueden utilizar para medir la altura de cajas de cartón o palés. Otra aplicación se puede encontrar también en sistemas de pintura automatizados con el objetivo de medir las dimensiones de paneles de madera.
Detección de objetos con agujeros (palets)
Los sensores de área también se utilizan ampliamente en las máquinas expendedoras automáticas para detectar la caída de los productos en la cesta después de que el usuario los selecciona y paga.
Este control es extremadamente importante para garantizar que la máquina funciona correctamente y que los productos se han dispensado correctamente
Máquina expendedora: detección de caída de mercancías
¿Cómo funciona un sensor de área?
Los sensores de área suelen estar formados por dos unidades distintas:
- El » emisor «: incrustación de una matriz de LED
- el » receptor «: integra un grupo de fotodiodos.
La detección se basa en el principio óptico de haz pasante .
Los LED emiten haces de luz que son recogidos por los fotodiodos.
Cuando un objeto pasa por el sensor de área, uno o más haces de luz se interrumpen, lo que provoca la activación de las salidas.
Los sensores de área también pueden utilizar el principio óptico de retrorreflexión polarizada .
En este caso, el emisor y el receptor están integrados en una sola unidad , con un reflector en el lado opuesto.
El haz es emitido por el LED, incide en el reflector, rebota y es recogido por el fotodiodo.
Si el fotodiodo no recibe luz, significa que un objeto ha interrumpido el haz de luz.
Sensores de haz pasante o sensores retrorreflectivos: ¿qué elegir?
Los sensores de área de haz pasante son dispositivos relativamente simples que requieren dos unidades activas: emisor y receptor. Estas unidades se pueden encender y alinear una frente a la otra.
Por lo general, se basan en luz infrarroja no visible y pueden manejar distancias de trabajo bastante grandes (es decir, aberturas amplias) al tiempo que brindan una alta precisión y resolución de detección.
Los sensores de área retrorreflectivos tienen solo una unidad activa que se debe conectar, lo que reduce la complejidad y los costos de instalación.
La luz emitida generalmente es roja visible para simplificar el procedimiento de alineación.
Los sensores de área retrorreflectivos son adecuados para aberturas de tamaño pequeño a mediano.
Sin embargo, tienen una resolución menor que los sensores de haz pasante.
Esto se debe al recorrido de la luz.
¿Vigas paralelas o cruzadas?
Los sensores de área más avanzados suelen ofrecer dos modos de funcionamiento:
Haces paralelos : en este escenario, todos los haces de luz son paralelos entre sí.
El sensor de área puede detectar la presencia de un objeto si su altura es igual o mayor que la inclinación del haz.
El dispositivo no solo puede detectar la presencia del objeto, sino también medirlo.
Haces cruzados : en este modo de funcionamiento, los haces de luz se cruzan, lo que genera un patrón de detección más denso.
Los sensores de área pueden encontrar objetos pequeños como láminas o paneles, pero no pueden medir ninguna dimensión relacionada.
Vigas paralelas y vigas cruzadas (para objetos de espesor)
La cartera de Datasensing
Datasensing ofrece una cartera muy completa de sensores de área .
Se pueden utilizar en diversas aplicaciones y satisfacer diferentes requisitos de rendimiento y precio.
AS1
El AS1 es una solución sencilla para detectar objetos muy delgados gracias a su diseño óptico de haz cruzado.
El AS1, que se presenta en una carcasa mecánica compacta, puede controlar una altura de 100 mm.
BX10 y BX80
Son sensores de área de haz cruzado, similares a los modelos AS1 y BX10 / 80 .
Los sensores BX han sido diseñados para funcionar en entornos muy hostiles gracias a su resistente carcasa de plástico reforzada con fibra de vidrio.
Algunos modelos tienen una entrada de refrigeración por aire para instalar el sensor cerca de piezas calientes en máquinas para trabajar metales.
Otros modelos tienen clasificación IP69K para entornos hostiles y de lavado o ATEX con categoría 2GD y 3GD. El paso del haz
del BX10 es de 10 mm, lo que permite detectar objetos de hasta 5 mm, mientras que el BX80 tiene un paso del haz de 6 mm para detectar piezas incluso más pequeñas (de hasta 2 mm).
CX
La serie CX se presenta en un perfil de aluminio muy compacto y delgado.
Además, CX no tiene zona muerta, por lo que puede detectar la presencia de objetos a lo largo de toda la ventana frontal.
Hay varios modelos disponibles que controlan hasta 960 mm de altura.
El primero, con 32 ópticas que funcionan tanto en modo paralelo como de haz cruzado, ofrece una detección precisa incluso para objetos muy delgados.
La serie CX ofrece un conjunto completo de salidas digitales y analógicas para integrarse con PLC sin problemas.
DS2
DS2 es la solución ideal para aplicaciones de final de línea e intralogística que requieren una gran cobertura de área.
Con alturas controladas de hasta 1950 mm, DS2 integra haces paralelos para detectar y medir objetos como cajas de cartón o palés.
DS2 cuenta con conectividad extendida, ofreciendo no solo salidas digitales y analógicas sino también comunicación Ethernet.
Serie CR
Los CR son sensores de área polarizados retrorreflectivos .
A diferencia de las líneas de productos mencionadas anteriormente, la serie CR se basa en una sola unidad activa y un reflector.
Esto hace que la instalación del producto en el campo sea rápida y sencilla.
Además, la luz roja visible permite al operador alinear la unidad de una manera extremadamente intuitiva.
La serie CR ofrece un excelente rendimiento de detección y no requiere interfaz mutua, incluso en el caso de objetos transparentes, gracias a su emisión polarizada.
El producto también ofrece conectividad de última generación con comunicación IO-Link.
NX
Además de las líneas de productos presentadas anteriormente, Datasensing desarrolla soluciones específicamente pensadas para máquinas expendedoras automáticas .
En este escenario, los dispositivos NX están desnudos, sin carcasa externa para un mejor ajuste.
Los haces de luz suelen estar cruzados para detectar incluso objetos pequeños .
También hay versiones tropicalizadas disponibles para aplicaciones en máquinas expendedoras de frío, que resisten a temperaturas más bajas y a la presencia de humedad.
Gracias a la experiencia y al conocimiento desarrollado a lo largo de años de aplicaciones exitosas, Datasensing puede diseñar soluciones totalmente personalizadas para adaptarse mejor a los requisitos específicos en términos de dimensiones, paso de haz y conectividad.