No mundo industrial, existem muitos tipos diferentes de saídas de sensores. Algumas são simples, como as saídas discretas, e outras são complexas, como as saídas Ethernet ou analógicas. Independentemente do nível de complexidade, todas elas começam com um sensor que capta um sinal físico, como luz ou som, e responde com um sinal elétrico, ou saída. Ambos os tipos de saídas têm suas utilidades. Mas, ao se tratar de saídas discretas, há algumas coisas que você deve saber.
Compreensão das saídas discretas
Existem dois tipos principais de saídas discretas: saídas de relé eletromecânicas (EM) e saídas de estado sólido. Ambas são discretas, ou seja, indicam que algo está em um estado ou em outro, como ligado ou desligado, verdadeiro ou falso.
As saídas de relé eletromecânicas utilizam um interruptor mecânico para alterar o estado do fluxo de sinal. Quando um eletroímã é ativado em uma saída de relé eletromecânico, ele puxa uma armadura para baixo, fechando um contato. Isso completa um circuito e permite que a corrente flua. Quando o eletroímã desliga, uma mola puxa a armadura de volta, abrindo o contato e interrompendo o fluxo de corrente. Esses interruptores são mais adequados para comutar altas cargas elétricas do que as saídas de estado sólido, mas as peças móveis limitam sua vida útil e apresentam uma velocidade de resposta ligeiramente mais lenta em comparação com as saídas de estado sólido.
As saídas discretas mais comuns são do tipo estado sólido. Elas são acionadas por transistores, um interruptor eletrônico que liga ou desliga a corrente. Pode-se pensar nas saídas de estado sólido como se fossem um relé eletromagnético, mas sem peças móveis. Elas oferecem altas velocidades de comutação e são resistentes a choques e vibrações. A Banner oferece sensores com saídas de estado sólido tanto em CA quanto em CC. No entanto, as saídas de estado sólido PNP ou NPN estão disponíveis apenas em dispositivos de CC.
Então, qual é a diferença entre PNP e NPN?
Embora seja comum as pessoas se referirem aos sensores como PNP ou NPN, essas abreviações, na verdade, se referem ao tipo de transistor utilizado no dispositivo. A diferença entre PNP e NPN está na estrutura do material semicondutor presente no interior do transistor. Em um transistor PNP, o material semicondutor é composto por três camadas: uma camada negativa (N) entre duas camadas positivas (P): Positivo-Negativo-Positivo, ou PNP. Da mesma forma, um transistor NPN possui uma camada positiva entre duas camadas negativas: Negativo-Positivo-Negativo, ou NPN. Apesar de sua construção diferente, ambas as formas possuem terminais de alimentação positivos e negativos e são conectadas a um dispositivo chamado “carga”, como uma luz indicadora acoplada, um hub ou mestre IO-Link, um PLC etc.
Saídas do PNP
Também conhecida como saída de alimentação, uma saída PNP fornece corrente à carga conectada. A carga elétrica é conectada entre a saída do sensor e o polo negativo (comum) da fonte de alimentação. A tensão de saída é igual à tensão de alimentação.
Saídas NPN
Como fornecem o terra ao circuito, as saídas NPN também são conhecidas como saídas de dissipação. Nesse caso, a carga elétrica é conectada entre a saída do sensor e o polo positivo da fonte de alimentação. A tensão de saída é um sinal de terra. Nas saídas NPN, a corrente flui na direção oposta à das saídas PNP.
Os diferentes tipos de saída dos sensores
Sensores diferentes apresentam tipos distintos de saídas. Os sensores bipolares contêm transistores PNP e NPN em uma configuração de saída dupla. Se você não tiver certeza de qual tipo de saída é necessário, pode conectar um ou outro. No entanto, normalmente apenas uma saída é conectada ao PLC.
Os sensores com saídas complementares serão do tipo PNP ou NPN. Esses dispositivos possuem dois fios de saída: um em estado aberto e outro em estado fechado.
Uma saída push-pull contém transistores de saída PNP e NPN no mesmo circuito. Se o circuito estiver ligado e enviando um sinal PNP, ele enviará um sinal NPN quando desligado (e vice-versa). Sensores com saída push-pull possuem uma configuração de polaridade que permite ao usuário escolher qual saída fica ativa quando o sensor é acionado.
Quando usar PNP e NPN
A região do mundo em que você se encontra costuma determinar o tipo de saída discreta que será utilizada. Na Ásia, cerca de 90% das saídas são do tipo NPN. Na Europa, cerca de 90% das saídas são do tipo PNP. Nos Estados Unidos, a proporção entre NPN e PNP é de aproximadamente 60% para 40%.
Um PLC espera receber um sinal PNP ou NPN; portanto, certifique-se de usar a saída correta do sensor para corresponder ao sinal específico que o PLC exige para a sua aplicação específica. Essas informações constam na documentação do PLC e nos diagramas de fiação.
Ao trabalhar no seu próximo aplicativo, entre em contato com os especialistas da Langir Engineering para obter ajuda na determinação de suas necessidades específicas de saída PNP ou NPN.
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Este artigo baseia-se em informações técnicas publicadas originalmente pela Banner (bannerengineering.com).
