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ndice

5 SENSORES DE PRESENA_________________________________________ 655.1 - SENSORES PTICOS________________________________________________ 655.1.1 - Sensor de Deteco por Retro-Reflexo _________________________________ 675.1.2 - Sensores pticos, por deteco por barreira:_____________________________ 685.1.3 - Sensor ptico, deteco por reflexo difusa______________________________ 685.1.4 Cabos de fibra ptica: _______________________________________________ 705.1.5 - Caractersticas______________________________________________________ 705.2 - SENSOR INFRAVERMELHO ATIVO __________________________________ 725.3 - INFRA-VERMELHO PASSIVO ________________________________________ 735.4 - BARREIRA ULTRA-SNICA _________________________________________ 735.5- EXERCCIOS: _______________________________________________________ 74

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Captulo 05

5 SENSORES DE PRESENA

5.1 - SENSORES PTICOS

Os sensores pticos, so componentes eletrnicos de sinalizao ecomando que executam deteco de qualquer material sem que haja contatomecnico entre eles.

O princpio de funcionamento do sensor ptico baseia-se na existnciade um emissor e um receptor. A luz gerada pelo emissor deve atingir o receptorcom intensidade suficiente para fazer com que o sensor comute sua sada.

Figura 5.1 - Principio de Funcionamento

0 sinal de luz gerado pelo emissor do sensor ptico modulado numadeterminada freqncia, ou seja, o emissor gera um sinal com um certonmero de lampejos por segundo. 0 receptor do sinal do sensor acoplado umfiltro que somente considera vlido sinais com a mesma freqncia do emissor.Esta caracterstica empregada no sensor ptico para minimizar os efeitos depossveis interferncias causadas por outras fontes luminosas que no oemissor.

Operao do Sensor ptico de Acordo com o Diagramas de Blocos Abaixo:

Oscilador - Gera um sinal eltrico modulado e envia ao emissor.

Emissor - Transforma o sinal eltrico vindo do oscilador em um feixe de luzpulsante (modulado), sendo executada a emisso do sinal.

Receptor - Converte o sinal de luz pulsante (modulado) em um sinal eltricomodulado.

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Pre-Amplificador - Adequa o sinal eltrico modulado vindo do receptor anveis compatveis com o circuito eletrnico do sensor.

Analisador de Freqncia - Compara a freqncia do sinal recebido peloreceptor com a freqncia do sinal gerado peloemissor, considerando apenas os sinais quesejam compatveis.

Discriminador - Compara o nvel do sinal recebido do analisador defreqncia com nveis pr estabelecidos, definindo o estadodo sensor.

Estgio de Sada - Recebe o sinal do discriminador e comuta a carga.

LED - Indicador de estado, sendo acionado pelo discriminador.

Fonte de Alimentao - A alimentao do circuito do sensor feita por umRegulador intemo.

Figura 5.2 - Diagrama de um sensor ptico (retro-reflexo e reflexo difusa)

Figura 5.3 Exemplo de aplicao de um sensor ptico tipo retro-reflexo

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Figura 5.4 - Sensor ptico por retro-reflexo

5.1.1 - Sensor de Deteco por Retro-Reflexo

Nesse tipo de sensor o emissor e o receptor tambm esto montados nomesmo corpo. Um feixe de luz estabelecido entre o emissor e o receptor porintermdio do refletor. 0 sensor ativado quando o objeto interrompe o feixe deluz. 0 objeto detectado pode deixar passar uma baixa intensidade luminosadesde que o limiar de deteco seja atingido (Figura 5.3). Ele tambm poderefletir a luz de maneira direta ou difusa, desde que esta no seja detectadapelo receptor do sensor com intensidade suficiente para acion-lo. Por estarazo, objetos muito transparentes, claros ou brilhantes podem eventualmenteno ser detectados por esse tipo de sensor.

0 sensor de retro-reflexo possui distancia de acionamento totalmentedependentes das caractersticas do refletor, sendo portanto as condiesdesse acessrio, tais como: limpeza, dimenso, instalao e caractersticasconstrutivas vitais para o perfeito acionamento do conjunto.

Uma falha no emissor do deste tipo de sensor faz com que o mesmointerprete como "HA Objeto".

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5.1.2 - Sensores pticos, por deteco por barreira:

O sensor ptico de deteco por barreira de luz possui o emissor e oreceptor montados em corpos separados. Estes dois componentes ao seremalinhados, criam entre si uma barreira de luz. A presena de um objetointerrompendo esta barreira faz com que o sensor seja ativado.

Figura 5.5 - Sensores ptico por deteco por barreira

5.1.3 - Sensor ptico, deteco por reflexo difusa

O sensor ptico de deteco por reflexo-difusa, possue o emissor e oreceptor montados no mesmo corpo. A luz gerada pelo emissor cria uma regioativa onde a presena de um objeto, faz com que a luz seja refletida de formadifusa, de volta ao receptor, ativando o sensor.

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Figura 5.6 - Sensor do tipo reflexo difusa

Figura 5.7 - Aplicao de sensores de reflexo-difusa

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5.1.4 Cabos de fibra ptica:

Os cabos de fibra ptica so acessrios de grande utilidade para aaplicao em conjunto com alguns modelos de sensores pticos. Sua funo fazer a transmisso do sinal luminoso do emissor ao local onde deseja-seexecutar a deteco do objeto. Os cabos de fibra ptica reproduzem os efeitosdos sensores por reflexo-difusa, retro-reflexo ou barreira de luz.

Figura 5.8 - Fibra ptica de vidro

Devido tolerncia de componentes, raio de luz, curvatura das fibras, eda qualidade da interface ptica, podero ocorrer diferenas significativas nasdistncias de deteco.

5.1.5 - Caractersticas

Distncia de acionamento S (mm)Distncia de acionamento, define o espao entre o objeto acionador e a

face ativa do sensor no momento em que a sada muda de estado.

Fator de correo

Nos sensores de deteco por reflexo-difusa, a distncia deacionamento depende das dimenses do objeto a ser detectado, doacabamento da superfcie e de sua cor.

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Na tabela abaixo temos exemplos do fator de correo para algumasvariaes de materiais em funo do acabamento de sua superfcie e da cor.

Material Fator de correoCarto Kodak Gray Control 1.0Isopor branco 1.0...1.2Metal brilhante 1.2...2.0Madeira in natura 0.4...0.8Tecido de algodo branco 0.5...0.8Cartolina, preto fosco 0.1Cartolina, preto brilhante 0.3PVC, cinza 0.4...0.8

Terminologias eltricas utilizadas

As simbologias descritas abaixo so utilizadas nas tabelas de dadostcnicos que definem as caractersticas dos sensores.

sn Distncia de acionamento nominalV Tenso de alimentao do sensorI Corrente de sada do sensorFc Freqncia de comutao do sensorIcons. Corrente de consumo do sensorVq Queda de tenso sobre a sada do sensorIP Grau de proteo do sensorDim Dimenses do sensorTipo de Luz Tipo de luz gerado pelo sensor (Vermelha ou

infravermelha)Conexo Conexo eltrica utilizada pelo sensor (cabo ou

conector)Funo ptica Define se um emissor ou receptor

OBS: Alguns modelos mencionados acima possuem proteo contra curto-circuito e inverso de polaridade incorporados. Estes sensores tambmpossuem LED sinalizador de estado e ajuste de sensibilidade.

Os sensores pticos de corrente contnua so comutadores a trs ouquatro fios dependendo do nmero de sadas, onde a carga a ser comandadadeve ser ligada entre a sada e o negativo para o caso de sensores tipo PNPou entre a sada e o positivo para o caso de sensores tipo NPN.

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Figura 5.9 - Esquema de ligao- Tipo PNP NA+NF

5.2 - SENSOR INFRAVERMELHO ATIVO

Mesmo principio de funcionamento dos sensores pticos tipo barreira,porem utilizados em outro tipo de aplicao(alarmes sistema de controle deintruso).

Figura 5.10 - Sensor IVA Detalhe de um receptor

Constitudo por transmissor e receptor, possuesuporte ajustvel para fcil alinhamento do feixe.Utilizado em aplicaes de segurana como:alarmes, proteo perimetral, iluminaoautomtica, portas de garagem, e outras.

Figura 5.11 Sensores IVA comerciais

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5.3 - INFRA-VERMELHO PASSIVO

Trata-se apenas de um receptor de infravermelho com ajuste desensibilidade. utilizado principalmente para alarmes de intruso pois detectao calor humano a uma distncia razovel (15 a 25m). O elemento sensitivonestes tipos de sensores do tipo pirotrmico integrado.

Figura 5.12 - Sensor IVP e o diagrama de sensibilidade da lente

5.4 - BARREIRA ULTRA-SNICAA idia bsica dessa barreira invisvel simples de ser entendida: temos

um emissor de ultra-sons que envia seus sons (inaudveis para o ouvidohumano) para um receptor que pode ser colocado diretamente na sua direo,ou de tal modo que capte os sons refletidos num obstculo, como mostra afigura. Se algum objeto ou pessoa no campo dos sinais ultra-snicos semovimentar, ele perturbar sua propagao o que ser sentido imediatamentepelo receptor. O receptor, do tipo sintonizado, percebe qualquer anormalidadeno sinal que recebe e quando isso ocorre ele dispara um rel temporizado, oqual pode servir para tocar um alarme, acender uma luz ou mesmo ativaralgum outro tipo de dispositivo de segurana (fechar portas e janelas).

Figura 5.13 - Transmissor/Receptor ultra-snicos

Os ultra-sons tm muitasvantagens na utilizao em relaoaos sistemas fotoeltricos. A primeiraest no fato de que eles no podemser percebidos, o que no ocorre nossistemas com luz que, se for visvel

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pode ser facilmente detectada pelo intruso.A segunda est no fato de que eles refletem em muitos objetos e na

reflexo no formam qualquer padro visvel, o que no ocorre com a luz. Umaparede um excelente refletor para os sinais e desta forma possibilita suautilizao como elemento do prprio sistema de alarme.

A distncia mxima que o transmissor pode ser colocado do receptor da ordem de 15m, mas isso variar sensivelmente em funo das condiesdos locais a serem protegidos.

5.5- EXERCCIOS:01. Quais os componentes do sensor ptico:

a) Resistncia, vlvula e diodo.b) Termostato, diodo e uma chave.c) Emissor e receptor.d) potencimetro e um led.e) Bobina e um tiristor.

02. Assinale com Verdadeiro (V) ou Falso (F)( ) O oscilador gera um sinal eltrico modulado e envia-o ao emissor.( ) O emissor transforma o sinal eltrico vindo do oscilador em um feixe de

luz contnua, sendo executada a emisso do sinal.( ) O receptor converte o sinal de luz em sinal eltrico contnuo.( ) O Pre-Amplificador adequa o sinal eltrico vindo do receptor a nveis

com o circuito eletrnico do sensor.( ) O analisador de freqncia compara a freqncia do sinal transmitido

pelo receptor com a freqncia do sinal gerado pelo emissor.

03. Assinale a opo correta:a) Reflexo Difusa, Retro-Transmisso e Barreira de Luz.b) Refletores, Retro-Reflexo e Reflexo Difusa.c) Fibra ptica, Retro-Transmissor e Barreira de Luz.d) Barreira Difusa, Retro - Reflexo e Barreira de Luz.e) Reflexo, Retro-Reflexo e Barreira de luz.

04. Assinale a opo que no caracterstica do sensor tico:a) O sensor trabalha sem contato mecnico.b) Possue componentes eletrnicos para executar a comutao do sinal.c) No utilizam elementos sensores fsicos.d) Permite trabalhar com fontes de energia de diferentes natureza.e) Detecta a presena de qualquer objeto que seja capaz de interromper ou

refletir o sinal luminoso em nvel suficiente para causar mudana deestado, sem que para isso ocorra contato fsico entre o sensor e omaterial.

05. Indique a opo que no uma vantagem do sensor tico:a) Ausncia de desgaste mecnico, portanto grande durabilidade.b) Vida til afetada pelo nmero de comutaes.c) Possibilidade de alcance de at 10m.

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d) Possibilidade de vrios formas de instalao.e) Alta freqncia de comutao, at 250Hz.

06 Assinale V ou F.( ) Distncia de Acionamento Nominal determina o alcance do sensor na

deteco de um objeto.( ) Distncia de acionamento Real medido a 10 C e considerado as

variaes no processo de fabricao, sendo a variao no ultrapassa10% da distncia nominal.

( ) Distncia de Acionamento Assegurada a distncia na qual a operaodo sensor garantida, dentro dos limites de variao de temperatura etenso de alimentao.

07. Marque a opo que no aplicao para o sensor por reflexo Difusa:a) Verificar se a caixa est completa.b) Identificar falhas.c) Seleo de material.d) Controlar posio de peas.e) Identificar objetos.

08. Identifique a aplicao que no do sensor por Retro - reflexo:a) Contar peas.b) Controle de nvel.c) Controle de falhas.d) Regulagem de tenso.e) Controle de qualidade.

09. Assinale a opo que no se aplica ao sensor por Barreira de Luz:a) Deteco em locais de alta temperatura.b) Seleciona fluxo.c) Controle final de fluxo.d) Controle e segurana de portes.e) Contagem de peas.

10. Assinale V(verdadeiro) ou F(falso):( ) Sensores de presena so dispositivos que detectam a proximidade de

outros objetos.( ) Sensores ticos de presena podem ser projetados somente usando

fontes de luz visvel.( ) Os sensores infravermelhos podem ser ativos ou passivos.( ) Os sensores ativos detectam presena de radiao infravermelha no

ambiente.( ) Os sensores passivos so efetivos para cobrir grandes reas no interior

de prdios.

12. Faa a somatria das afirmativas corretas:1) O sensor ptico de deteco por barreira de luz possui o emissor e o

receptor montados em corpos separados.2) O sensor tico reflexo difusa possui o emissor e o receptor montados

no mesmo corpo.

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3) No sensor tico por barreira de luz a luz gerada pelo emissor cria umaregio ativa onde a presena de um objeto, faz com que a luz sejarefletida de forma difusa, de volta ao receptor ativando o sensor.