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Ultrasonic Sensors Knowledge (Part 6) – Synchronizing Ultrasonic Sensors

Pepperl+Fuchs ultrasonic sensors
Pepperl+Fuchs ofrece un amplio catálogo de sensores ultrasónicos, de los que varios están equipados con una conexión de sincronización adicional

Cuando se instalan sensores ultrasónicos, no siempre es posible mantener las distancias mínimas de separación. Para reducir la distancia mínima de separación y evitar la posibilidad de diafonía entre los sensores, Pepperl+Fuchs proporciona sensores ultrasónicos con entradas de sincronización. Los modelos equipados con estas entradas de sincronización pueden usarse en sincronización interna o externa o modos multiplex. Mediante la sincronización de los ciclos de transmisión, la distancia entre sensores ultrasónicos adyacentes puede reducirse sin interferencia.

Explicación de la entrada de sincronización de los sensores ultrasónicos

Si una entrada de sincronización permanece abierta, el sensor ultrasónico funciona enmodo normal. Aplicando un potencial definido (L+/L-), el sensor se puede bloquear y activar de nuevo usando una señal de activación externa. Mientras el sensor está bloqueado, no se emiten impulsos ultrasónicos. Las salidas (salidas analógicas y conmutadas) permanecen inactivas durante este estado. Tan pronto como el sensor se activa durante al menos un ciclo de medición con la entrada de sincronización, las salidas se actualizan. Esta función puede emplearse para la sincronización externa o el funcionamiento en modo multiplex.

En el modo de sincronización externa, las entradas de sincronización de todos los sensores están vinculadas y controladas por una fuente externa de impulsos de reloj (cada sensor ultrasónico se activa separadamente en modo multiplex).

El nivel de señal, tiempo de ciclo y máximo número posible de sensores se encuentra en la hoja de datos del sensor correspondiente. En el modo de sincronización interna, las entradas de sincronización de todos los sensores están vinculadas y controladas por los propios sensores. No es necesaria una fuente de impulsos de reloj externa.


Sincronización y modo común

En modo común, los sensores ultrasónicos funcionan en paralelo. Esto significa que todos emiten una ráfaga de ultrasonidos al mismo tiempo y esperan el eco reflejado de un objeto dentro del radio de detección. Para ello, las entradas de sincronización de todos los sensores deben estar conectadas. Dependiendo del tipo o familia del sensor y de su configuración, el modo de sincronización se ejecuta automáticamente (sincronización interna) o requiere una señal de activación externa (sincronización externa).

Aplicación:

Varios sensores se instalan en una matriz ultrasónica para controlar un área amplia. Si el espacio es limitado, puede ser útil sincronizar los sensores, ya que se requiere un intervalo mínimo entre los sensores. También es preciso respetar los intervalos proporcionados en la tabla siguiente para el montaje en oposición.

Ventajas:

  • Menor coste de cableado, conexión de entradas activadas para cada interruptor de proximidad
  • Respuesta rápida, ya que todos los interruptores de proximidad están activados permanentemente

Desventajas

  • El objeto no se puede asignar a un interruptor de proximidad específico


Modo multiplex

El multiplexado de sensores ultrasónicos permite emitir ráfagas ultrasónicas a intervalos escalonados. Esto impide la diafonía entre los sensores, y no es necesario mantener una distancia mínima entre sensores adyacentes. No obstante, puesto que los sensores se activan en secuencia, el tiempo de respuesta/reacción aumenta con cada sensor que se añade a la matriz de multiplexado.

Se establece una distinción entre modo de multiplexado interno y externo. Cuando se usa el modo de multiplexado interno, las entradas de sincronización de todos los sensores deben estar conectadas. Dependiendo del tipo o familia de sensor y de su configuración, el modo multiplex funcionará automáticamente o será necesario asignarle al sensor una dirección utilizando la herramienta de configuración. En modo multiplex externo, se necesita una señal de activación externa y es preciso coordinar la secuencia temporal mediante un controlador externo.

Aplicación:

Los sensores se utilizan en equipos y máquinas con espacios de instalación muy reducidos, o sensores del mismo tipo en proximidad inmediata, o para evitar la diafonía en diversas tareas de medición. No es preciso ceñirse a unos intervalos mínimos, incluso si los sensores están situados uno enfrente del otro.

Ventajas:

  • Evita de manera fiable la diafonía
  • Es posible asignar un objeto a un sensor ultrasónico

Desventajas:

  • El generador de impulsos de reloj supone un coste adicional al usar multiplexado externo
  • Tiempo de respuesta/reacción más largo que en el modo de sincronización debido a que los sensores funcionan en secuencia

Ya disponible: Guía tecnológica de sensores ultrasónicos