Aula 21 - Elementos de Entrada de Sinais e Comando Eletropneumático

Elementos de entrada de sinais elétricos

São elementos que quando acionados emitem um sinal elétrico, que tem como função acionar ou desligar um circuito ou parte dele. Entre os principais elementos de entrada de sinais estão:

Botoeiras → São chaves elétricas acionadas manualmente que apresentam, geralmente, um contato aberto e outro fechado. De acordo com o tipo de sinal a ser enviado ao comando elétrico, as botoeiras são caracterizadas como pulsantes ou com trava. Veja ilustração da botoeira não pressionada.

Chaves fim de curso → Possuem o mesmo funcionamento das botoeiras, porém, o acionamento é através do próprio equipamento, ou seja, são acionadas mecanicamente. As chaves fim de curso são, geralmente, posicionadas no decorrer do percurso de cabeçotes móveis de máquinas e equipamentos industriais, bem como das hastes de cilindros hidráulicos e ou pneumáticos.

Sensores → Não necessitam de contato manual ou mecânico para o envio de sinal, são elementos mais sofisticados, porém, a função é a mesma dos elementos anteriores. O acionamento dos sensores, entretanto, não depende de contato físico com as partes móveis dos equipamentos, basta apenas que estas partes aproximem-se dos sensores a uma distância que varia de acordo com o tipo de sensor utilizado.

Tipos de sensores
Para especificar um sensor deve-se conhecer o material do objeto à detectar. Os tipos de sensores mais comuns são:
Magnéticos → São sensores que operam com campo magnético, detectam apenas magnetos.

Os Sensores Magnéticos atuam por meio de campos magnéticos e são especialmente utilizados para detecção de posicionamento de pistão em cilindros pneumáticos. Usados para a detecção de posições sem contato ou desgaste e ruptura, por exemplo, na indústria de alimentos em combinação com os dispositivos de limpeza que passam pelo interior das tubulações, podem acusar a presença de ímãs através de paredes de metal não-ferroso, aço inoxidável, alumínio, plástico ou madeira, desde que os campos magnéticos penetrem em todos os materiais não-magnetizáveis. Utilizáveis para instalação faceada ou não, encontram-se disponíveis em vários modelos para aplicações orientadas. Tensão de alimentação VCC/VCA e grau de proteção IP67
Indutivos → São sensores que operam com campo eletro-magnético, portanto detectam apenas materiais ferromagnéticos.

Os sensores indutivos, são soluções ideais de baixo custo, para detecção de objetos metálicos, sendo extensamente aplicados em sistemas de automação, por suportarem ambientes agressivos, onde é requerido alto grau de proteção e robustez. São utilizados em diversos segmentos da indústria, como automobilística, têxtil, papel e celulose, impressão, processamento de plástico, linhas de montagem e em industrias de processos. O princípio de funcionamento por indução e a longa experiência e conhecimentos transformaram os sensores indutivos de proximidade no que são hoje em dia, sensores absolutamente confiáveis com alta precisão e longa durabilidade, graças ao funcionamento livre de desgaste. bem como sua insensibilidade à temperatura, ruídos, luz e água.
Capacitivos → São sensores que operam com o principio de capacitância, detectam todos os tipos de materiais.
São sensores capazes de detectar a aproximação de objetos sem a necessidade de contato físico, tal qual os sensores indutivos, porém com principio de funcionamento baseado na variação da capacitância. Os sensores de proximidade capacitivos são amplamente utilizados para detecção de materiais que apresentam condutividade dielétrica, podendo estar em estado sólido, líquido ou em pó e materiais orgânicos como madeira, papel e derivados de plásticos.
Indicados para detecção sem contato e livre de desgaste de objetos metálicos (condutivos elétricos) e objetos não-metálicos (não condutivos).
A linha de sensores comerciais é capaz de detectar a presença de materiais a uma distância de 0 a 20 mm, com conexão do sensor podendo ser realizada através de conector ou cabo. A alimentação pode ser de 10 a 65 VCC, ou 20 a 250 VCA, de acordo com o que a aplicação solicitar.
Ópticos → São sensores que operam com emissão de luz, estes detectam todos os tipos de materiais.

Os sensores fotoelétricos (Ópticos) reconhecem todos os objetos independente de sua natureza, seja metal, madeira ou plástico. Para detectar objetos transparentes existem versões especiais em forma e em corpo miniatura.
Com as variantes especiais, como o sensor de cor ou o leitor de marcas impressas, é possível detectar também diferenças de cor ou de contraste. A versão com laser analógico permite medições exatas de distâncias e controles de posição.
Os sensores de proximidade fotoelétricos são amplamente utilizados nas mais diversas áreas, como em linhas de empacotamento, paletizadoras, processamento de papel e plástico, indústrias têxteis, detecção de marcas, cores e de objetos transparentes.
A linha de comerciais ainda conta com dispositivos de fibras-ópticas, laser, saídas analógicas e supressão de fundo, apresentando uma grande variedade de formatos e distâncias de detecção, para atender as necessidades de sua aplicação.
Ultra-sônicos → São sensores que operam com emissão e reflexão de um feixe de ondas acústicas. A saída comuta quando este feixe é refletido ou interrompido pelo material a ser detectado.

O princípio de funcionamento dos sensores ultra-sônicos está baseado na emissão de uma onda sonora de alta freqüência, e na medição do tempo levado para a recepção do eco produzido quando esta onda se choca com um objeto capaz de refletir o som.
Eles emitem pulsos ultra-sônicos ciclicamente. Quando um objeto reflete estes pulsos, o eco resultante é recebido e convertido em um sinal elétrico.
A detecção do eco incidente, depende de sua intensidade e esta da distância entre o objeto e o sensor ultra-sônico. Os sensores ultra-sônicos funcionam medindo o tempo de propagação do eco. Isto é, o intervalo de tempo medido entre o impulso sonoro emitido e o eco do mesmo. A construção do sensor faz com que o feixe ultra-sônico seja emitido em forma de um cone.
Pneumáticos → São sensores que se baseiam no desequilíbrio da pressão em uma determinada conexão do sensor. A saída comuta quando um jato de ar através do mesmo é alterado pela presença de um objeto.

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© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/03/2017