Sensores Discretos: ¿NPN o PNP?

Prólogo

La información expuesta en el presente artículo la he visto para algunos tipos de sensores de proximidad. Desconozco (o no recuerdo ahora) si se emplea en otros sensores.

Tipos de sensores discretos:

Para sensores discretos, existen los NPN o salida que consumen corriente, y las PNP o salida que entrega corriente.

Sensores NPN:

Los sensores de salida NPN tiene un circuito similar a lo que sería una salida TTL en colector abierto. Puede ser considerado como un transistor bipolar NPN con su emisor a tierra y colector al que se le conectara la carga, tal como se muestra en la siguiente figura. En realidad, esta salida puede estar compuesta de un transistor NPN, un FET, un optoacoplador, o incluso un relé. Sin embargo, no importa como este compuesto el circuito, pero la conexión tiene un circuito abierto y línea gnd aterrizada para las dos señales lógicas de salida.

Aunque esto puede parecer confuso, está diseñado para aplicaciones en la que el voltaje lógico que va a ser interpretado como ON/OFF sea distinto al voltaje de alimentación del sensor. Has de suponer que tanto el sensor como la salida deben ser alimentadas por fuentes distintas. En la siguiente imagen se tiene un diagrama del sensor conectado a una carga, esta puede ser una entrada discreta del PLC. Por ejemplo, puede existir un sensor que se alimente con 10Vdc (Vsensor) mientras que la carga opera a 24Vdc (Vload). Típicamente, los sensores con salidas NPN son capaces de controlar voltajes de carga de hasta 30Vdc. La fuente de voltaje para la carga puede ser de cualquier voltaje entre cero y el máximo voltaje de colector especificado para la salida del transistor.

Sensores PNP:

La salida PNP o que entrega corriente, tiene niveles lógicos que cambian entre el voltaje de alimentación de alimentación y el voltaje a circuito abierto. En este caso, como se muestra en la siguiente figura, el transistor PNP tiene el emisor conectado a Vcc, mientras que la carga se encuentra al aire. Cuando la salida está conectada a una carga aterrizada, el transistor tendrá voltajes entre cero (cuando el transistor está apagado) y Vcc (Cuando esta encendido).

Esto es ideal para alimentar cargas que comparten los mismos requerimientos de alimentación de voltaje que el sensor, y con una de los dos cables de la carga conectado a tierra. La siguiente figura muestra un diseño simple ya que solo se necesita una fuente de voltaje. Sin embargo, la desventaja de este circuito es que tanto el voltaje de alimentación del sensor como de la carga (entrada a PLC por ejemplo) debe ser la misma y debe venir de la misma.