En el ámbito industrial, existen muchos tipos diferentes de salidas de sensores. Algunas son sencillas, como las salidas discretas, y otras son complejas, como las salidas Ethernet o analógicas. Independientemente del nivel de complejidad, todas ellas parten de un sensor que capta una señal física, como la luz o el sonido, y responde con una señal eléctrica, o salida. Ambos tipos de salidas tienen sus usos. Pero a la hora de hablar de salidas discretas, hay algunas cosas que debes saber.
Comprensión de las salidas discretas
Existen dos tipos principales de salidas discretas: las salidas de relé electromecánicas (EM) y las salidas de estado sólido. Ambas son discretas, lo que significa que indican que algo se encuentra en un estado u otro, como «encendido» y «apagado», «verdadero» o «falso».
Las salidas de relé electromecánicas utilizan un interruptor mecánico para cambiar el estado del flujo de la señal. Cuando se activa un electroimán en una salida de relé electromecánico, este empuja hacia abajo una armadura para cerrar un contacto. De este modo se completa un circuito y se permite que fluya la corriente. Cuando el electroimán se desactiva, un resorte empuja hacia atrás el inducido, abriendo el contacto e interrumpiendo el flujo de corriente. Estos interruptores son más adecuados para conmutar cargas eléctricas elevadas que las salidas de estado sólido, pero las piezas móviles limitan su vida útil y tienen una velocidad de respuesta ligeramente más lenta en comparación con las salidas de estado sólido.
Las salidas discretas más comunes son las de estado sólido. Funcionan mediante transistores, un interruptor electrónico que activa o desactiva la corriente. Se puede considerar que las salidas de estado sólido son similares a un relé electromagnético, pero sin piezas móviles. Ofrecen velocidades de conmutación rápidas y son resistentes a los golpes y las vibraciones. Banner ofrece sensores con salidas de estado sólido tanto de CA como de CC. Sin embargo, las salidas de estado sólido PNP o NPN solo están disponibles en dispositivos de CC.
Entonces, ¿cuál es la diferencia entre PNP y NPN?
Aunque es habitual que la gente se refiera a los sensores como PNP o NPN, estas abreviaturas se refieren en realidad al tipo de transistor utilizado en el dispositivo. La diferencia entre PNP y NPN radica en la estructura del material semiconductor que se encuentra en el interior del transistor. En un transistor PNP, el material semiconductor está formado por tres capas: una capa negativa (N) entre dos capas positivas (P): Positivo-Negativo-Positivo, o PNP. Del mismo modo, un transistor NPN tiene una capa positiva intercalada entre dos capas negativas: negativa-positiva-negativa, o NPN. A pesar de su diferente estructura, ambas formas cuentan con terminales de alimentación positivos y negativos y se conectan a un dispositivo denominado «carga», como una luz indicadora conectada, un concentrador o un maestro IO-Link, un PLC, etc.
Salidas del PNP
La salida PNP, también conocida como salida de alimentación, suministra corriente a la carga conectada. La carga eléctrica se conecta entre la salida del sensor y el polo negativo (común) de la fuente de alimentación. La tensión de salida es igual a la tensión de alimentación.
Salidas NPN
Dado que proporcionan la toma de tierra al circuito, las salidas NPN también se conocen como salidas de disipación. En este caso, la carga eléctrica se conecta entre la salida del sensor y el polo positivo de la fuente de alimentación. La tensión de salida es una señal de tierra. En las salidas NPN, la corriente circula en sentido contrario al de las salidas PNP.
Los diferentes tipos de salida de los sensores
Los distintos sensores tienen diferentes tipos de salidas. Los sensores bipolares contienen transistores PNP y NPN en una configuración de salida doble. Si no estás seguro de qué tipo de salida necesitas, puedes conectar una u otra. Sin embargo, normalmente solo se conecta una salida al PLC.
Los sensores con salidas complementarias serán de tipo PNP o NPN. Estos dispositivos cuentan con dos cables de salida: uno abierto y otro cerrado.
Una salida push-pull contiene transistores de salida tanto PNP como NPN en el mismo circuito. Si el circuito está activado y envía una señal PNP, enviará una señal NPN cuando se desactive (y viceversa). Los sensores con salida push-pull disponen de un ajuste de polaridad que permite al usuario elegir qué salida estará activa cuando se active el sensor.
Cuándo utilizar PNP y NPN
El lugar del mundo en el que te encuentres suele determinar el tipo de salida discreta que utilizarás. En Asia, aproximadamente el 90 % de las salidas son del tipo NPN. En Europa, alrededor del 90 % de las salidas son del tipo PNP. En Estados Unidos, la proporción entre NPN y PNP es de aproximadamente 60/40.
Un PLC esperará recibir una señal PNP o NPN, así que asegúrate de utilizar la salida correcta del sensor que se ajuste a la señal concreta que el PLC requiera para tu aplicación específica. Esta información se encuentra en la documentación del PLC y en los esquemas de cableado.
Cuando trabajes en tu próxima aplicación, Ponte en contacto con los expertos de Langir Engineering para que te ayuden a determinar tus necesidades específicas de salida PNP o NPN.
Descargar la guía de interruptores capacitivos de Langir (PDF)
Este artículo se basa en información técnica publicada originalmente por Banner (bannerengineering.com).
