投稿者: anninrika

¿Qué son los Inductores de Potencia?

Un inductor de potencia es un elemento de bobina utilizado en circuitos de potencia entre inductores.

También se denominan choques de potencia. Existen tres tipos básicos de construcción: bobinados formados por tecnología de laminación, bobinados sobre un núcleo en forma de barra y bobinados sobre un núcleo en forma de tambor.

Los inductores, incluidos los inductor de potencia, tienen una propiedad que permite el paso de corrientes continuas, pero impide el paso de corrientes alternas. Esta propiedad se utiliza para eliminar el ruido de alta frecuencia en los circuitos de conversión de tensión.

La impedancia expresa la dificultad de paso de la corriente alterna, y la siguiente fórmula para la impedancia de un inductor muestra que esta propiedad puede explicarse fácilmente.

Impedancia de un inductor [Ω]ZL=jωL　
(L: inductancia [H] ω: frecuencia angular [rad/s])

Usos de los Inductores de Potencia

Los inductores de potencia son ampliamente utilizados en diversos campos, como electrodomésticos, equipos de telecomunicaciones y equipos de transporte. También desempeñan un papel importante en la estabilización de la tensión de alimentación en circuitos de potencia de dispositivos como teléfonos inteligentes y automóviles.

El control de la tensión de la fuente de alimentación de corriente continua es crucial para todos los dispositivos electrónicos. Esto se debe a que los dispositivos electrónicos requieren un rango de tensión de alimentación específico para su funcionamiento adecuado, y la capacidad de suministrar la tensión correcta a cada componente es fundamental para el funcionamiento estable del circuito y la vida útil del equipo.

Los convertidores CC-CC son circuitos utilizados para la conversión de voltaje, y la entrega estable de tensión depende del rendimiento de los inductores de potencia. Hay dos tipos principales de convertidores: los convertidores buck, que reducen la tensión, y los convertidores boost, que la aumentan. Ambos circuitos incluyen componentes como interruptores, diodos e inductores de potencia.

Principio de los Inductores de Potencia

Cuando una corriente alterna circula por un inductor, la inducción electromagnética genera una fuerza electromotriz inducida proporcional a la tasa de variación temporal de dicha corriente.

Fuerza electromotriz inducida [V]e = -L* (dI/dt)
(L: inductancia [H] I: corriente [A] t: tiempo [seg])

Debido a la ley de Lenz, la fuerza electromotriz inducida actúa en sentido contrario al cambio de flujo original, por lo que se le asigna un signo negativo para indicarlo explícitamente. Esta fuerza electromotriz inducida se genera para contrarrestar el cambio en la corriente, lo que dificulta el flujo de corriente alterna.

La inductancia (unidad: Henry [H]) es la constante de proporcionalidad en la fuerza electromotriz inducida. Representa la capacidad de convertir la energía eléctrica en energía magnética.

Para aumentar la inductancia, se pueden utilizar métodos como “aumentar la sección transversal de la bobina”, “aumentar el número de vueltas de alambre” y “aumentar la permeabilidad magnética mediante la adición de un núcleo”. En el caso de los convertidores, la inductancia se determina en función de la frecuencia de conmutación.

En comparación con los inductores utilizados en otras aplicaciones, los inductores de potencia se caracterizan por su tamaño y su alta inductancia. Están diseñados para ofrecer características más adecuadas para una entrega estable de tensión continua.

¿Cómo seleccionar un Inductor de Potencia?

Al seleccionar un inductor de potencia, primero hay que tener en cuenta el valor de la inductancia y la corriente admisible que circula por el inductor. Además, hay que tener en cuenta la forma y las características de frecuencia de la inductancia para determinar el componente óptimo. La decisión se basa en el nivel de eficiencia, las características de salida y la inmunidad al ruido que requiere el convertidor CC-CC que se va a diseñar.

En el caso de los inductor de potencia, se especifican la corriente continua superpuesta admisible y la corriente de aumento de temperatura admisible. En el caso de los inductores tomar en cuenta los siguientes puntos:

• Cuanto mayor sea la corriente CC que circula por el inductor, menor será la inductancia.
• A medida que aumenta la corriente, aumenta el calor Joule debido a la resistencia del bobinado.

Por lo tanto, no sólo es importante el valor de la inductancia, sino también el de la corriente admisible. Los fabricantes producen una gran variedad de inductores para una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, un componente con una inductancia grande tiene bajas pérdidas de corriente continua y, por tanto, un alto rendimiento, pero hay una contrapartida: las dimensiones externas del componente son mayores y se genera más calor. También hay que prestar mucha atención a estos puntos.

Lo ideal sería que el valor de la tensión de la fuente de alimentación de CC de cada grupo de circuitos a diseñar se mantuviera en un valor constante en todo momento, pero esto rara vez es posible en la realidad. No obstante, es importante seleccionar dispositivos con excelentes características para evitar problemas.

¿Qué es una Electroválvula?

Una electroválvula es una válvula que se abre y se cierra mediante una bobina electromagnética.

Usos de las Electroválvulas

Las electroválvulas pueden utilizarse para controlar el flujo de una amplia gama de fluidos, siendo ejemplos típicos el aceite, el agua, el vapor, el aire comprimido y el combustible.

1. Aceite para Máquinas

Las electroválvulas se utilizan para controlar el caudal en unidades hidráulicas. Las máquinas que requieren altas presiones suelen funcionar con sistemas hidráulicos; ejemplos típicos son los automóviles y las prensas hidráulicas. En los automóviles, la hidráulica se ha utilizado para la dirección asistida, pero en los últimos años los sistemas eléctricos se han convertido en la norma.

2. Agua

Las electroválvulas se utilizan para controlar el caudal de agua potable y agua industrial. Un ejemplo típico es el control de los niveles de agua en tanques de almacenamiento de agua, donde a veces se utilizan electroválvulas además de grifos de bola. Las electroválvulas también se utilizan para el riego automático en la agricultura.

3. Vapor

Las electroválvulas pueden distribuir vapor, según el producto. Se utilizan para controlar el caudal, por ejemplo, en grandes secadoras de ropa que utilizan vapor. También pueden utilizarse para el control de la traza de vapor para la protección contra las heladas.

4. Aire Comprimido

Las electroválvulas se utilizan principalmente para controlar equipos neumáticos. El aire comprimido se utiliza para controlar válvulas neumáticas y cilindros neumáticos, en los que el aire comprimido se controla mediante electroválvulas. También pueden utilizarse para el drenaje automático de aire comprimido.

5. Combustibles

Las electroválvulas desempeñan un papel fundamental en el control de la atomización de combustibles gaseosos y líquidos. Son utilizadas, por ejemplo, para regular el caudal de gas propano en calentadores de agua, motores de gas y quemadores de aceite ligero. También se emplean en aplicaciones de generación de vapor y electricidad.

Principio de las Electroválvulas

Las electroválvulas se dividen en una sección de solenoide y una sección de válvula.

El componente principal de la sección de solenoide es la bobina electromagnética que, cuando se aplica tensión, excita el núcleo de hierro fijo para mover el núcleo de hierro móvil. El núcleo de hierro móvil se entrelaza con la sección de la válvula y se convierte en un movimiento de apertura/cierre de la válvula. La sección de la válvula está dividida en un obturador y un asiento de válvula, y el obturador opera para controlar el flujo del fluido. El obturador de la válvula se mueve junto con el núcleo de hierro móvil.

Tipos de Electroválvulas

Existen tres tipos de electroválvulas:

1. Electroválvulas de 2 vías

Electroválvulas con dos puertos (entrada y salida). Controla dos operaciones, detener o dejar fluir el fluido.

2. Electroválvulas de 3 vías

Electroválvulas con tres puertos: alimentación, cilindro y escape. El orificio del cilindro se conecta al orificio de alimentación o al de escape. Se utilizan cuando es necesario modificar el caudal del fluido y para el funcionamiento de cilindros de simple efecto.

3. Electroválvulas de 4 vías

Las electroválvulas de cuatro vías son electroválvulas con cuatro o cinco conexiones. Tienen un puerto de alimentación, dos cilindros y uno o dos puertos de escape. Se utilizan, por ejemplo, para controlar cilindros de doble efecto. Según la posición central, se dividen en centro cerrado, centro de escape y centro de presión.

¿Cómo Elegir una Electroválvula?

Los siguientes son ejemplos de criterios de selección para elegir una electroválvula:

1. Fluido y Temperatura de Destino

El tipo de fluido que puede distribuir una electroválvula viene determinado por el producto. Los fluidos típicos se enumeran en la sección Aplicación y se seleccionan en función del fluido de destino. La temperatura a la que se puede utilizar la electroválvula también viene determinada por el producto y se selecciona en función de la temperatura del fluido de destino. 

2. Número de Orificios

Se selecciona el número de puertos de la electroválvula. Para el control del caudal de fluido, seleccione 2 ó 3 puertos. Para el control del funcionamiento de los cilindros, se seleccionan generalmente 3, 4 ó 5 orificios.

3. Presión de Funcionamiento y Modo de Conexión

Seleccione la presión que se va a utilizar. Si se selecciona un producto con una resistencia a la presión inferior a la presión de trabajo, es muy peligroso ya que reventará. Por lo tanto, seleccione un producto con una resistencia a la presión superior a la presión de trabajo.

Una vez determinada la presión de trabajo, seleccione el método de conexión y el tamaño del orificio. Las conexiones bridadas o roscadas son los métodos de conexión más comunes. La mayoría de los productos con diámetros interiores grandes tienen conexiones embridadas, mientras que la mayoría de los productos con diámetros pequeños tienen conexiones roscadas.

4. Tensión de Alimentación

Seleccione la tensión de alimentación. Por lo general, se utilizan tensiones de 5 V CC a 24 V CC o de 100 V CA a 200 V CA y se seleccionan en función de la tensión de control; también existen productos tanto para 100 V CA como para 200 V CA, en cuyo caso se selecciona una u otra en función del método de cableado.

¿Qué es un Diodo Zener?

Un diodo zener es un tipo de diodo que combina un semiconductor de tipo n con un semiconductor de tipo p y tiene la capacidad de mantener una tensión inversa relativamente baja y estable. También se le conoce como diodo de voltaje constante.

A diferencia de los diodos convencionales que presentan un efecto rectificador en el cual la conducción varía según la polaridad de la tensión aplicada en sus extremos, los diodos zener tienen características especiales que permiten un flujo rápido de corriente cuando se aplica una tensión inversa por encima de un valor umbral determinado, aunque esta sea relativamente baja.

Gracias a las propiedades de rectificación únicas de los diodos zener, es posible mantener una tensión constante en un circuito utilizando estos dispositivos.

Usos de los Diodos Zener

Los diodos zener se caracterizan por el hecho de que cuando se aplica una polarización inversa por encima de un determinado valor, permiten un rápido flujo de corriente y suprimen cualquier aumento posterior de la tensión. Por eso se utilizan para mantener constante la tensión de fuentes de alimentación inestables y para proteger los circuitos de sobretensiones.

Por ejemplo, un diodo zener se conecta en paralelo con una fuente de alimentación inestable para que tenga polarización inversa. Como resultado, si la tensión de la fuente de alimentación es superior al valor de ruptura del diodo zener, fluye una gran corriente a través del diodo zener, reduciendo así la tensión y manteniendo constante la tensión a través del circuito.

Principio del Diodo Zener

Las características únicas de los diodos zener se atribuyen a dos factores principales: el efecto zener y el efecto avalancha. El efecto zener se produce cuando se aplica una polarización inversa a la unión pn del diodo zener, y la capa de agotamiento se vuelve más delgada debido a la utilización de un semiconductor con una alta concentración de impurezas (una característica exclusiva de los diodos zener). Cuando la tensión inversa alcanza un umbral determinado, los electrones pueden saltar a través de la capa de agotamiento gracias al efecto túnel, lo que permite la conducción eléctrica.

Por otro lado, el efecto avalancha ocurre cuando los electrones, acelerados por la alta polarización inversa, colisionan con los átomos del semiconductor, liberando más portadores que, a su vez, chocan con más átomos del semiconductor, generando una cascada de electrones y un flujo de corriente significativo.

Cuando se supera el umbral de polarización, se produce el efecto avalancha, donde los electrones que atraviesan la capa de agotamiento debido al efecto zener generan una alta polarización inversa y una corriente considerable. Esto provoca una caída de tensión, lo que estabiliza la tensión en el circuito y protege contra sobretensiones externas, logrando así una fuente de alimentación estable. En la actualidad, los diodos zener se fabrican con una tensión de ruptura inversa controlada de manera precisa, dependiendo de la concentración de impurezas y del proceso de fabricación semiconductor.

En el mercado, se encuentran disponibles una amplia variedad de diodos zener con diferentes rangos de tensión, desde 1 V hasta varios cientos de voltios, y con tolerancias estrechas de ±0,05% para ciertos valores de tensión.

Más Información sobre los Diodos Zener

1. Conexión en Serie y en Paralelo de los Diodos Zener

Conexión en Serie
Al conectar diodos zener en serie, debe prestarse atención al valor de la corriente zener lz que circula. El valor de la corriente máxima total admisible corresponde a la corriente admisible menor de los diodos zener conectados. Por lo tanto, debe utilizarse dentro de la menor pérdida admisible.

Tenga en cuenta que si la corriente zener para la especificación de la tensión zener es diferente para cada diodo, el valor de la tensión será diferente de la tensión zener que desea encontrar. Esto se debe a que uno de los diodos zener no tendrá el valor de corriente zener especificado.

Conexión en Paralelo
Los diodos zener no pueden conectarse en paralelo, ya que esto aumenta las pérdidas admisibles de los diodos zener. Tenga en cuenta que cuando se conectan en paralelo, la corriente zener puede concentrarse en el que tenga la tensión zener más baja y superar las pérdidas admisibles.

2. Características del Diodo Zener

Características de Temperatura
La característica de temperatura significa que las características cambian con la temperatura. En el caso de los diodos zener, esta característica de temperatura cambia en función de la tensión zener. Esto se debe al “efecto túnel” y al “efecto avalancha”.

El coeficiente de temperatura del efecto túnel es negativo, mientras que el del efecto avalancha es positivo. Como resultado, la tensión zener de un voltaje zener bajo disminuirá a medida que aumente la temperatura ambiente. Por otro lado, los de alta tensión zener se caracterizan por un aumento de la tensión zener a medida que aumenta la temperatura ambiente.

En este caso, una tensión zener baja se refiere generalmente a una tensión inferior a 5 V, mientras que una tensión zener alta se refiere generalmente a una tensión superior a 5 V. Cuando el diodo zener está en torno a 5 V, los efectos túnel y avalancha actúan conjuntamente para provocar el fenómeno zener. En este punto, la característica de temperatura también es tan alta, lo que hace que la tensión zener sea menos sensible a la temperatura ambiente.

Ruido
En un diodo zener, cuanto mayor es la tensión zener, mayor es el ruido, y cuanto mayor es la corriente, menor es el ruido. Para evitar el ruido, deben conectarse en serie varios elementos con baja tensión zener. También se puede eliminar el ruido conectando un condensador en paralelo con el diodo zener.

3. Métodos de Selección de Diodos Zener [Según la Aplicación]

Aunque se han descrito las características y los usos de los diodos zener, existen otros dispositivos semiconductores de diodo. Esta sección proporciona información complementaria sobre las diferencias de otros diodos y sus características.

Un dispositivo que utiliza características inversas es el diodo TVS (supresor de tensión transitoria). Al igual que los diodos zener, también se utilizan para proporcionar protección contra sobretensiones, pero la diferencia es que, a diferencia de los diodos zener, los TVS están normalmente apagados y sólo se encienden cuando se aplica una sobretensión.

Los diodos de barrera Schottky, que utilizan una barrera Schottky de semiconductor metálico, tienen valores de tensión aún más bajos y suelen utilizarse para aplicaciones de rectificación con altas velocidades de conmutación; también hay diodos de conmutación para aplicaciones de conmutación rápida que constan de elementos semiconductores pn. También se utilizan diodos PIN con capacitancia terminal reducida para aplicaciones de RF (alta frecuencia).

¿Qué es una Bomba de Calor?

 

Una bomba de calor es una tecnología que permite transferir calor desde una fuente de temperatura más baja a una de temperatura más alta, ya sea del aire o de un líquido. Se utiliza en aires acondicionados, refrigeradores y sistemas de calefacción, siendo una parte integral de nuestra vida cotidiana.

Aunque la bomba de calor consume electricidad para realizar la transferencia de calor, su eficiencia energética es notable, ya que la energía térmica generada es mayor que la consumida. Además, en comparación con los sistemas de combustión de gas o petróleo, la bomba de calor puede reducir significativamente las emisiones de CO2, lo que la convierte en una tecnología respetuosa con el medio ambiente. Por esta razón, está ganando atención como una opción ecológica y tecnológicamente avanzada.

Usos de las Bombas de Calor

Las bombas de calor solían utilizarse principalmente en frigoríficos y sistemas de aire acondicionado para enfriar cosas. Sin embargo, los avances tecnológicos han ampliado la gama de aplicaciones de las bajas a las altas temperaturas, y ahora se utilizan en diversos campos, como la calefacción y el suministro de agua caliente.

En el hogar, se utiliza en electrodomésticos esenciales para la vida diaria, como frigoríficos, aparatos de aire acondicionado y lavadoras/secadoras, y en equipos de bajo consumo, como ecocuartos y sistemas de calefacción por suelo radiante. También se utilizan en aires acondicionados y calentadores de agua comerciales en instalaciones con muchos usuarios, como oficinas y hospitales, y se espera que reduzcan significativamente los costos de los servicios públicos.

Principios de las Bombas de Calor

 

La temperatura de un gas se incrementa al ser comprimido y, a su vez, disminuye al expandirse. Las bombas de calor aprovechan esta propiedad para transferir calor. Utilizan refrigerantes, como el freón, que son capaces de transferir calor de manera eficiente al licuarse y vaporizarse repetidamente mediante procesos de compresión y expansión a temperaturas cercanas al ambiente.

La estructura de una bomba de calor consta de varios componentes, entre ellos el compresor, la válvula de expansión y dos intercambiadores de calor conocidos como evaporador y condensador. Estos elementos están conectados mediante tuberías por las cuales circula el refrigerante, que tiene un punto de ebullición bajo.

El refrigerante desempeña un papel fundamental en la transferencia de energía térmica. Los gases CFC son los más utilizados, ya que se evaporan y condensan en función de la presión y temperatura, pasando de estado gaseoso a líquido y viceversa.

Las válvulas de expansión son dispositivos que permiten que el gas CFC de alta temperatura y presión se expanda rápidamente, transformándolo en un gas de baja presión y temperatura.

Los compresores, ya sean centrífugos o alternativos, se encargan de comprimir el gas CFC a alta temperatura y presión.

Los intercambiadores de calor se dividen en dos categorías: evaporadores y condensadores. El evaporador absorbe calor del entorno y transforma el gas CFC en estado gaseoso, mientras que el condensador convierte el gas en líquido y libera calor al ambiente.

El refrigerante absorbe calor en el evaporador, se convierte en gas y es aspirado por el compresor. El gas, comprimido a alta temperatura y presión, se dirige hacia el condensador, donde se condensa en líquido. Luego, a través de la válvula de expansión, se convierte en un líquido de baja temperatura y presión, retornando nuevamente al evaporador. De esta manera, las bombas de calor transfieren calor desde la zona de baja temperatura hacia la zona de alta temperatura, repitiendo este ciclo.

Tipos de Bombas de Calor

Las bombas de calor pueden clasificarse según el principio de transporte de calor en

1. Bombas de Calor que Utilizan la Generación de calor y la Absorción de Calor del Refrigerante

Las bombas de calor de compresión de vapor, las bombas de calor de absorción y las bombas de calor de adsorción utilizan el calor de vaporización y condensación generado al vaporizar el refrigerante. Las bombas de calor que utilizan el calor de vaporización del amoníaco se utilizan principalmente en frigoríficos y congeladores.

2. Bombas de Calor que Utilizan Calor Distinto del del Aire

Bombas de calor que utilizan calor geotérmico, calor de fuentes de agua y calor solar. En todos los casos, la fuente de calor debe estar cerca, pero el calor puede propagarse de forma más eficaz que el calor del aire.

3. Bombas de Calor que Utilizan la Oscilación de la Red

Estas bombas de calor utilizan semiconductores. Al hacer pasar una corriente eléctrica a través de un elemento termoeléctrico, se genera un movimiento reticular en el elemento. Cuando el calor se transfiere mediante este movimiento reticular, es posible un control preciso de la temperatura. Por eso se utilizan principalmente en equipos médicos y de laboratorio que requieren un control preciso de la temperatura. Sin embargo, su alto rendimiento las convierte en bombas de calor caras.

4. Otras Bombas de Calor

Recientemente han empezado a aparecer bombas de calor que utilizan tanto la termoelectricidad como el calor de vaporización. Como puede verse, cada año se desarrollan nuevas tecnologías de bombas de calor que permiten captar y almacenar el calor de forma más eficiente.

Más Información sobre las Bombas de Calor

1. Indicadores de Rendimiento de las Bombas de Calor　

El rendimiento de una bomba de calor se expresa como la relación entre la potencia de refrigeración o calefacción (kW) que puede producir y la potencia consumida (kW) y se denomina rendimiento del consumo de energía COP (Coefficient Of Performance). Cuanto mayor sea este valor, más ahorro de energía cabe esperar, y se utiliza como indicador de la capacidad de ahorro de energía de un climatizador, en particular en los climatizadores como COP de refrigeración y COP de calefacción.

Sin embargo, el COP indica la eficiencia del consumo energético en un entorno de temperatura constante, y cuando los acondicionadores de aire se utilizan realmente, el rendimiento varía en función de la temperatura ambiente y exterior. Por lo tanto, el APF (Factor de Rendimiento Anual) es ahora el principal estándar de ahorro de energía, que se define como un indicador de eficiencia energética que sustituye al COP en la Ley de Conservación de la Energía, que fue revisada en septiembre de 2006, y a diferencia del COP, el APF indica la eficiencia de funcionamiento de un aire acondicionado cuando funciona durante un año. El APF se diferencia del COP en que indica la eficiencia operativa del sistema tras un año de funcionamiento. Por lo tanto, se puede decir que el APF muestra una eficiencia operativa más cercana a la operación real.

2. Ventajas y Desventajas de las Bombas de Calor

A continuación se exponen las ventajas y desventajas de las bombas de calor:

Ventajas

• Ahorro de energía
  Al recoger el calor del exterior, no es necesario crear calor nuevo, por lo que los equipos electrónicos con bombas de calor tienen una factura de electricidad relativamente baja.
• Seguridad
  Al no intervenir la combustión en la producción de calor, es más seguro.
• Reducción de las Emisiones de Dióxido de Carbono
  Al no haber proceso de combustión, las emisiones de dióxido de carbono son relativamente bajas.

Desventajas

• Susceptible al Ambiente Exterior
  Las bombas de calor recogen el calor del exterior, lo que significa que son menos eficientes cuando la temperatura exterior es baja.

3. Uso Eficaz de las Bombas de Calor

 

Las bombas de calor son excelentes para ahorrar energía y costos porque pueden generar potencias de refrigeración y calefacción superiores a su consumo, pero tienen el inconveniente de que se ven fácilmente afectadas por el ambiente exterior. Sin embargo, las bombas de calor pueden extraer grandes cantidades de energía de pequeñas diferencias de temperatura. Se puede esperar un mayor ahorro de energía si se utilizan de forma más eficaz.

En una bomba de Calor, un lado se calienta y el otro se enfría en sentido contrario debido a la transferencia de calor. Normalmente, se utilizaría uno de los dos, pero si se puede construir un sistema que utilice tanto la calefacción como la refrigeración al mismo tiempo, se puede generar un mayor ahorro de energía.

Otra forma eficaz de utilizar las bombas de calor es utilizar el calor subterráneo como fuente de calor. En comparación con el aire exterior, el calor subterráneo tiene menos variaciones de temperatura a lo largo del año, por lo que la temperatura del suelo y de las aguas subterráneas es más fría en verano y más cálida en invierno. De este modo, se puede aprovechar eficazmente el calor subterráneo no utilizado y reducir considerablemente las emisiones de CO2.

Además, la mayor característica de las bombas de calor es que pueden aprovechar al máximo la energía térmica difícil de utilizar tal cual, como el calor residual de las fábricas y las aguas residuales de las fuentes termales.

¿Qué es una Célula de Carga?

Las células de carga son transductores de carga que funcionan como sensores para detectar y medir fuerzas o cargas. Estos dispositivos convierten la carga o fuerza en una señal eléctrica que puede ser utilizada para visualizar, registrar o controlar la carga.

Existen diferentes tipos de células de carga, entre los que se incluyen las basadas en galgas extensométricas, que miden la tensión de deformación de un objeto. También se utilizan métodos como los piezoeléctricos, los de película metálica delgada, los capacitivos, los de fibra óptica, los de vibración y los magnetostrictivos para la detección de carga o fuerza.

La salida de las células de carga es una señal eléctrica, ya sea analógica o digital, en forma de tensión o corriente, que corresponde a la carga aplicada. Estas células se utilizan en una variedad de aplicaciones, como instrumentos de pesaje para medir cargas, determinar la capacidad de carga, realizar pruebas de materiales y controlar procesos industriales.

Aplicaciones de las Células de Carga

Las células de carga se utilizan en instrumentos electrónicos de pesaje, máquinas de ensayo, caudalímetros, básculas industriales y diversos instrumentos de medida. En el ámbito doméstico, por ejemplo, se emplean en básculas, balanzas digitales o inodoros de ducha.

En aplicaciones industriales, además de en básculas, suelen utilizarse en máquinas de ensayo de tracción, dispositivos de medición de viscoelasticidad, prensas y dispositivos de bobinado de hilos y películas. También se utilizan para probar la propulsión de motores a reacción, controlar la tensión de los cabos de amarre de barcos, medir el par motor, controlar las cargas por eje, medir la tensión de cables en ascensores y pesar tolvas y silos.

Además, las células de carga también se utilizan en las barras de control de algunos aviones. Cuando el piloto ejerce fuerza sobre la palanca de control, el ordenador detecta la magnitud de la carga y controla la aeronave.

En la industria, las células de carga son dispositivos indispensables para medir el peso de los elementos de producción con el fin de mejorar la calidad, aumentar la productividad y reducir los costos, y digitalizar los datos para visualizarlos en monitores, tomar decisiones acertadas o erróneas, imprimirlos y almacenarlos.

Principio de las Células de Carga

Existen cuatro tipos principales de células de carga, en función de la forma del elemento que se deforma bajo carga: tipo viga, tipo columna, tipo S y tipo diafragma.

1. Tipo Viga

El tipo viga mide la cantidad de deformación que se produce cuando se aplica una carga al extremo de una viga en voladizo. Se utiliza para básculas de plataforma.

2. Tipo Columna

El tipo columna mide la deformación en la dirección de compresión de una superficie cilíndrica bajo carga en un miembro cilíndrico. Se utiliza para aplicaciones industriales como depósitos y tolvas. A menudo se utilizan varias células de carga, en cuyo caso la carga debe aplicarse por igual a cada célula.

3. En Forma de S

En el tipo en forma de S, se aplica una carga a ambos extremos de un miembro en forma de S y se mide la deformación del miembro en forma de S y se convierte en una carga. Suele utilizarse en máquinas de ensayos de tracción para medir fuerzas de tracción.

4. Tipo Diafragma

El tipo diafragma aplica una carga al centro del diafragma y mide la cantidad de deformación del diafragma. Se utiliza para las células de carga en general.

Cambiando el tamaño y el material del elemento de la célula utilizado, se puede aumentar o disminuir la escala de la carga a medir. Esto permite medir cargas en un amplio rango, desde unos pocos gramos hasta fuerzas enormes en el rango de las toneladas. Para medir cargas diminutas, se han desarrollado células de carga de alta precisión capaces de medir del orden de mN y que se utilizan, por ejemplo, en la investigación y el desarrollo de músculos artificiales.

Los métodos para detectar la cantidad de deformación de los componentes que se deforman bajo carga incluyen métodos de galgas extensométricas, piezoeléctricos, de película metálica delgada, de capacitancia, de fibra óptica, de vibración y magnetostrictivos.

En particular, se utiliza a menudo el método de la galga extensométrica, que se fija a un cuerpo elástico denominado generador de deformación, que se expande o contrae debido a una pequeña deformación, cambiando su sección transversal y modificando la resistencia de la galga. Este cambio es proporcional a la carga, por lo que la carga aplicada a la banda extensométrica se calcula a partir del cambio en la resistencia.

Más Información sobre las Células de Carga

1. Unidades de las Células de Carga

Las células de carga muestran el valor medido en la unidad SI de “fuerza”, “N” newtons. Dependiendo de la capacidad de la célula de carga, también pueden utilizarse “mN” o “kN”.

El Newton “N” es el valor obtenido multiplicando la masa por la aceleración de la gravedad. Si se conoce la aceleración de la gravedad en el lugar de medición, puede medirse la masa (kg) con una célula de carga.

2. Precisión de las Células de Carga

Es común omitir el término “precisión” al describir las especificaciones de las células de carga. La evaluación exhaustiva de la precisión de una célula de carga se basa en la linealidad, histéresis, repetibilidad y efectos de temperatura indicados en las especificaciones.

Cuando se aplica una tensión predefinida a una célula de carga, esta genera una señal proporcional a la carga, pero dicha señal es muy pequeña, generalmente inferior a 20 mV. Esta señal de baja amplitud se divide en partes por millón y se mide, por lo que se requiere un equipo de medición altamente estable y preciso.

La precisión de los dispositivos de medición que utilizan células de carga debe evaluarse de manera exhaustiva, considerando los errores causados por las propias células de carga, los indicadores, las condiciones de temperatura, el montaje y las vibraciones. Para ello, se determina la precisión de la célula de carga como componente sensor, la precisión del indicador y, finalmente, la precisión general se calcula mediante la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de estos componentes.

¿Qué es una Desbarbadora?

Una desbarbadora es una máquina diseñada para eliminar las rebabas que se generan durante el proceso de moldeo de materiales como metales y resinas.

Estos materiales moldeados incluyen metales como acero inoxidable, cobre, aluminio, hierro y titanio, así como resinas plásticas. El método utilizado para el desbarbado varía según el tipo de material. Las desbarbadoras más comunes utilizan cepillos de frotamiento, proyectan perlas similares a guijarros o emplean láseres para eliminar las rebabas.

Estos métodos no solo eliminan las rebabas, sino que también proporcionan un acabado de superficie lisa. Las desbarbadoras con cintas transportadoras permiten el transporte automático de las piezas moldeadas y su desbarbado, lo que agiliza y facilita el proceso.

El desbarbado no solo tiene un impacto en el aspecto visual del producto, sino también en su calidad y funcionalidad. La presencia de rebabas puede reducir la vida útil de la pieza y afectar su funcionamiento adecuado.

Usos de las Desbarbadoras

Las desbarbadoras son máquinas utilizadas para eliminar rebabas en productos moldeados de metal, plástico y otras resinas que han pasado por procesos de mecanizado, prensado o moldeo por inyección. Las rebabas son protuberancias no deseadas que se producen durante el proceso de fabricación y que resultan antiestéticas y pueden causar lesiones al tacto. Eliminar las rebabas es esencial para mejorar la calidad del producto y garantizar la seguridad.

La mayoría de los productos moldeados fabricados en las fábricas requieren desbarbado. Las desbarbadoras también son necesarias para piezas pequeñas, así como para metales de mayor tamaño, como chapas, tubos y ángulos. Además, las desbarbadoras pueden utilizarse en conjunto con otros procesos de mecanizado, como la eliminación de películas de óxido o el mecanizado de precisión.

En general, las desbarbadoras son ampliamente utilizadas en la fabricación de productos industriales, como automóviles, aviones y electrodomésticos. Estos productos industriales requieren grandes cantidades de piezas y el uso de desbarbadoras no solo permite la producción en serie, sino que también mejora la eficiencia de la producción al mantener altos estándares de calidad.

En las industrias aeroespacial y de equipos médicos, donde la alta calidad y precisión son fundamentales, el uso de máquinas desbarbadoras es especialmente importante. Al utilizar una desbarbadora para finalizar el producto, se puede lograr una calidad y precisión superiores en aviones y dispositivos médicos.

Principio de las Desbarbadoras

El principio de las desbarbadoras difiere entre los tipos de cepillo y cortador.

1. Tipo Cepillo

Las desbarbadoras de tipo cepillo utilizan cepillos de alambre de acero, alambre de acero inoxidable o alambre de latón para rectificar los productos moldeados mientras giran. Las cerdas adheridas al producto moldeado son raspadas por el cepillo, eliminando así las rebabas. En algunos casos, los cepillos están hechos de materiales naturales como crin de caballo, pelo de cerdo o fibras vegetales.

Dependiendo de la forma y el material del producto moldeado, se puede cambiar la forma, la longitud y el material de las cerdas del cepillo que se va a afilar para eliminar las rebabas. Las formas de los cepillos varían desde los cepillos de láminas, que son adecuados para pulir superficies planas y desbarbar bordes, hasta los cepillos de puntas, que son buenos para pulir fondos y esquinas, pasando por los cepillos de condensador, que pueden utilizarse para limpiar y desbarbar orificios finos como los de los tornillos, y los cepillos en miniatura para piezas pequeñas y joyas.

El desbarbado con cepillos no elimina básicamente las rebabas para cambiar las dimensiones, pero puede eliminar el óxido y la suciedad, así como las rebabas, y pulir las superficies. Además del desbarbado, también se puede llevar a cabo al mismo tiempo la eliminación de la película de óxido y el tratamiento de las líneas de pelo.

2. Tipo Cortador

Las desbarbadoras de tipo cortador utilizan una cuchilla giratoria para eliminar las rebabas. En comparación con las de tipo cepillo, las desbarbadoras de tipo cortador pueden trabajar a mayor velocidad y pueden manipular piezas moldeadas y de metalistería de gran tamaño.

Las desbarbadoras de tipo cortador tienen varios tipos de cuchillas, incluidas cuchillas rectas para el corte recto, cuchillas redondas para el corte de esquinas redondeadas y chaflanes para el corte diagonal en las esquinas. Por tanto, es importante seleccionar una cuchilla adecuada en función de la forma del producto moldeado y de la ubicación de la rebaba.

Además de la elección de la fresa, también es necesario ajustar la velocidad de rotación, la velocidad de progresión y el afilado de la fresa.

Más Información sobre las Desbarbadoras

Máquinas Utilizadas Junto con las Desbarbadoras

Existen tres tipos de máquinas que se utilizan junto con las desbarbadoras: 

1. Compresores
Las desbarbadoras se utilizan a menudo en combinación con compresores, ya que funcionan con aire a presión. Los compresores son máquinas que comprimen y almacenan aire, y muchas máquinas, incluidas las desbarbadoras, funcionan con aire a presión.

2. Arenadoras
Al igual que las desbarbadoras, las máquinas de chorro de arena se utilizan para el tratamiento de superficies. Las máquinas de chorro de arena utilizan un chorro de material abrasivo pulverizado a gran velocidad para pulir las superficies metálicas y eliminar la suciedad y el óxido.

3. Granalladoras en Húmedo
Las máquinas de chorreado en húmedo utilizan un chorro de agua y material abrasivo para tratar la superficie de productos moldeados. Al igual que las desbarbadoras, pueden pulir la superficie de los productos moldeados.

Las máquinas de chorro húmedo también tienen la ventaja sobre las de chorro de arena de que no generan polvo, lo que mejora el entorno de trabajo.

¿Qué es un Higrómetro?

Un higrómetro es un dispositivo utilizado para medir y mostrar la humedad del aire. El parámetro de humedad más comúnmente utilizado es la humedad relativa (%HR), que representa la relación entre la cantidad de vapor de agua presente en el aire y la cantidad máxima que el aire puede contener a una determinada temperatura.

Además de la humedad relativa, existen otros parámetros utilizados para medir la humedad, como la proporción de mezcla (kg/kg), la humedad absoluta (g/m^3), la presión de vapor de agua (Pa), la temperatura del punto de rocío (°C) y la fracción molar (mol/mol).

Los higrómetros pueden ser de tipo analógico o digital. Los higrómetros analógicos incluyen diferentes tipos como los higrómetros secos y húmedos, los higrómetros capilares y los higrómetros bimetálicos, que han sido utilizados desde hace aproximadamente 1500 años. Estos dispositivos no requieren electricidad, pero pueden ser propensos a errores y requieren mantenimiento y condiciones de medición adecuadas.

Por otro lado, los higrómetros electrónicos digitales utilizan sensores basados en semiconductores y suelen combinarse con un sensor de temperatura para formar un conjunto de temperatura/higrómetro. Estos higrómetros son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales debido a su tamaño compacto y facilidad para el registro de datos.

Usos de los Higrómetros

Los higrómetros se utilizan desde hace mucho tiempo en la observación meteorológica pública y en otras aplicaciones. Los higrómetros capilares se utilizan en museos y galerías de arte, ya que no necesitan electricidad.

Los higrómetros industriales se utilizan en lugares donde la humedad es sensible, como en el cultivo de invernaderos de plástico y setas en la agricultura, así como en plantas médicas y farmacéuticas.

Recientemente, los higrómetros se utilizan a menudo para prevenir los golpes de calor. En algunos lugares se instalan en interiores donde hay personas activas, como en grandes gimnasios, aulas y residencias de ancianos. También se instalan en acondicionadores de aire y humidificadores y se encargan del control automático de los equipos.

Principios de los Higrómetros

Para medir la humedad se utilizan varios principios. En primer lugar, existen dos tipos principales de principios, según sean analógicos o digitales.

1. Higrómetros Analógicos

Los higrómetros analógicos se utilizan a menudo en los higrómetros de uso cotidiano.

Higrómetros Esféricos Húmedos y Secos
Los higrómetros esféricos húmedos y secos constan de dos termómetros de vidrio uno al lado del otro, uno de los cuales tiene una gasa húmeda envuelta. Debajo de los termómetros hay un recipiente que almacena agua, la gasa absorbe la humedad de este recipiente y permite que la humedad se evapore en el termómetro envuelto.

Al evaporarse el agua, se pierde calor de vaporización, por lo que la temperatura indicada (temperatura de bulbo húmedo) del termómetro con la gasa envuelta es más baja. La humedad se calcula a partir de esta diferencia de temperatura. Algunos productos tienen una tabla de conversión de la temperatura de bulbo húmedo entre los dos termómetros, lo que permite leer la humedad a partir de la diferencia entre el termómetro sin la gasa (temperatura de bulbo seco) y la temperatura de bulbo húmedo.

Si los dos termómetros tienen el mismo número, el paño húmedo no está seco y no se produce calor de vaporización, es decir, 100% de humedad.

Higrómetro Capilar
El higrómetro de cabello utiliza la elasticidad del hilo de nailon y del cabello humano, que cambia con la humedad, para mover la aguja. La aguja se agranda utilizando el principio de palanca y su movimiento se registra en un rollo de papel.

Como la medición se realiza sin utilizar electricidad, no hay riesgo de incendio, por lo que se utilizan en museos.

Higrómetros Bimetálicos
Los higrómetros bimetálicos utilizan un muelle metálico como base, al que se adhiere un producto químico seco con un índice de contracción diferente, que absorbe la humedad con facilidad, y la forma del muelle cambia en función de la humedad. Se utiliza en higrómetros de tipo puntero montados en la pared.

2. Higrómetros de Tipo Digital

Los higrómetros digitales son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales para medir la humedad. Hay diferentes tipos de higrómetros digitales, entre los que se incluyen:

1. Higrómetros de Resistencia Eléctrica: este tipo de higrómetro utiliza un elemento de humedad cuya resistencia eléctrica cambia en función de la humedad relativa. Sin embargo, su precisión se ve limitada, ya que no puede medir humedades por debajo del 20% debido a un gran margen de error, y el elemento puede deteriorarse a altas temperaturas.

2. Higrómetros de Capacitancia: los higrómetros de capacitancia se basan en los cambios en la capacitancia eléctrica almacenada en un condensador. La cantidad de humedad absorbida o liberada por la película de polímero del condensador es proporcional a la humedad relativa del aire. A diferencia del tipo de resistencia eléctrica, este tipo de higrómetro puede realizar mediciones desde una humedad relativa del 0%.

3. Higrómetros de Punto de Rocío (Ópticos): los higrómetros de punto de rocío utilizan un método óptico en el que el aire a medir se proyecta sobre un espejo refrigerado y se detecta el empañamiento del espejo a través del reflejo de la luz. La temperatura del punto de rocío es la temperatura a la que el espejo comienza a empañarse. Además, la humedad relativa se puede calcular junto con la temperatura del aire. Este método se considera actualmente el más preciso para medir la humedad.

Estos higrómetros digitales ofrecen ventajas en términos de precisión, facilidad de lectura y capacidad de registro de datos, lo que los convierte en herramientas útiles en entornos industriales.

Más Información sobre Higrómetros

Aspectos a Tener en Cuenta sobre la Medición de la Humedad

Es importante tener en cuenta que los diferentes tipos de higrómetros tienen diferentes rangos de error. La precisión es importante para medir, pero la facilidad de medición también es esencial. En la vida cotidiana, la facilidad es más importante que la precisión, mientras que para el uso industrial, es necesario seleccionar un método de medición con un rango de error que pueda cumplir el objetivo.

Por lo tanto, al seleccionar un higrómetro, asegúrese de comprobar minuciosamente el rango de medición y el rango de error posibles.

¿Qué es un Generador de Reloj?

Un generador de reloj es un circuito que genera relojes de múltiples frecuencias a partir de una única fuente de señal de reloj. El rango de frecuencias que se suele generar va de unos pocos KHz a varios GHz.

Usos de los Generadores de Reloj

Los generadores de reloj se utilizan principalmente en las siguientes aplicaciones:

1. CPUs

Los generadores de reloj se utilizan con mayor frecuencia en la CPU, que constituye el corazón del ordenador, donde se encuentra un gran número de registros y otros elementos de almacenamiento, a cada uno de los cuales se conecta una señal de reloj generada por el generador de reloj.

En función del tick de la señal de reloj, la salida de cada elemento de almacenamiento pasa por varios circuitos de operaciones lógicas y aritméticas y se introduce en la siguiente etapa de elementos de almacenamiento. Esta estructura de circuitos se conoce como circuito síncrono, y el generador de reloj activa el funcionamiento de este circuito síncrono y es responsable de la sincronización.

2. Dispositivos Digitales

Los generadores de reloj se utilizan no sólo en las CPUs, sino también en dispositivos digitales como televisores, smartphones y DVDs, así como en electrodomésticos en general y en equipos industriales controlados por microcontroladores.

El reloj se encarga de transmitir la temporización a los distintos dispositivos electrónicos, que funcionan como un todo realizando sus respectivas operaciones en función de esa temporización. Los generadores de reloj, capaces de oscilar señales con precisión en una amplia banda de frecuencias. Son dispositivos indispensables para el funcionamiento de diversos equipos electrónicos.

En los últimos años, la demanda de vídeo y música de alta calidad ha aumentado, y se han comercializado generadores de reloj caros y de alta calidad para satisfacer tales necesidades. En particular, cuando se intercambian datos entre dispositivos con frecuencias de muestreo diferentes, es necesario sincronizar los dispositivos mediante un generadorde reloj para evitar la contaminación acústica debida a la falta de datos.

Principio de los Generadores de Reloj

Un generador de reloj se compone esencialmente de un circuito de resonancia y un circuito de amplificación.

En el circuito de resonancia, se utilizan comúnmente osciladores de cristal. Estos osciladores también se emplean en los relojes de cuarzo y funcionan gracias al efecto piezoeléctrico, donde el cristal produce una oscilación a una frecuencia natural cuando se le aplica una tensión. La frecuencia natural varía según las características físicas del cristal, como su forma y sección transversal, pero es posible obtener un oscilador con la frecuencia requerida utilizando cristales sintéticos de alta pureza.

La forma de onda de la oscilación es sinusoidal, pero se transforma en una onda cuadrada para su uso en circuitos digitales dentro de los generadores de reloj. En este generador, se emplea un circuito divisor de frecuencia y un circuito multiplicador para obtener una señal de reloj con una frecuencia M/N veces mayor que la frecuencia original (donde M y N son números naturales). Posteriormente, dicha señal se amplifica a través de un circuito amplificador y se emite para su uso.

¿Cómo Elegir un Generador de Reloj?

Los generadores de reloj difieren no sólo en el rango de frecuencias que generan, sino también en la tensión de alimentación y el tiempo de subida/bajada de la onda cuadrada, que deben seleccionarse en función del uso previsto.

Uno de estos puntos es el jitter del reloj. El jitter del reloj es la fluctuación de cada onda cuadrada en la dirección del eje temporal y es un indicador de la capacidad del reloj para seguir transmitiendo una frecuencia ordenada, por lo que debe tener un jitter bajo.

El jitter puede medirse en términos de jitter entre flancos ascendentes, jitter entre flancos descendentes, etc., y puede analizarse en función de la aplicación en busca de un sistema de mayor calidad.

Más Información sobre los Generadores de Reloj

Una tecnología emergente son los generadores de reloj que utilizan osciladores MEMS – Los MEMS (en inglés: Micro Electro Mechanical Systems) son dispositivos que integran diminutos componentes mecánicos, sensores, circuitos electrónicos, etc. en un único sustrato y se fabrican aplicando la tecnología de microfabricación de semiconductores MEMS.

A diferencia de los cristales, que tienen una frecuencia intrínseca, los osciladores MEMS tienen la ventaja de que la frecuencia puede programarse en la fase final del proceso de fabricación, lo que reduce costos y plazos. Además, al incorporar un sensor de temperatura en su interior, los cambios en las características de temperatura pueden suprimirse mejor que con los cristales de cuarzo, y se dice que los osciladores MEMS son superiores a los de cristal en cuanto a calidad y fiabilidad.

¿Qué es el FPC?

Un FPC es un circuito impreso flexible. Se caracteriza por su delgadez y suavidad. Al ser más ligeros, pequeños y económicos que los sustratos normales, su uso se ha generalizado en los últimos años.

Los FPC también se denominan sustratos flexibles, acrónimo de Flexible Printed Circuits (circuitos impresos flexibles).

Usos de los FPC

Los FPC son ampliamente utilizados en electrodomésticos y productos de consumo. Son especialmente comunes en las placas de control de smartphones debido a su pequeño tamaño y peso ligero.

En el ámbito de los electrodomésticos, los FPC se emplean en televisores LCD, ofreciendo ventajas económicas al permitir la fabricación de placas de control más pequeñas. También se utilizan en teclados e impresoras, brindando una amplia gama de aplicaciones. Además, los FPC encuentran aplicaciones en la industria pesada. En los últimos años, han adquirido un papel fundamental en las industrias espacial y aeronáutica, convirtiéndose en un componente indispensable en su desarrollo.

Principio de los FPC

El mecanismo de un FPC es básicamente el mismo que el de una placa de circuito impreso, con la gran diferencia de que el material de base es una película. Los circuitos se imprimen sobre una película aislante de poliimida o poliéster, con cobre u otro metal como cableado. Tanto la película como la lámina de cobre miden entre 12 µm y 50 µm, por lo que pueden seguir siendo bastante delgados cuando se laminan juntas.

Los FPC se fabrican de la siguiente manera:

1. Una fina lámina de cobre se adhiere a una película base mediante un adhesivo como la resina epoxi.
2. Este material base se recubre con una película seca para el grabado.
3. Se irradia luz ultravioleta para transferir el esquema del circuito a la película seca.
4. La parte deseada del esquema del circuito permanece en la película seca, que, cuando se graba, completa el esquema del circuito en la lámina de cobre.
5. La película seca se retira y se aplica una película aislante sobre toda la superficie para el metalizado.

El proceso anterior produce un FPC ligero y resistente, que puede ser de una o de dos caras. Los FPC de doble cara son menos duraderos que los de una sola cara, pero la ventaja es que el diseño puede ser más denso. En los FPC de doble cara, se repite el proceso de los FPC de una cara para producirlos.

En los últimos años, también se han desarrollado FPC con una estructura rígida flexible y sustratos FPC multicapa, en los que un sustrato rígido se intercala entre los FPC. Como material de base, la poliimida es más resistente al calor y duradera que el poliéster.

Más Información sobre los FPC

1. Características de los FPC

Los circuitos impresos flexibles (FPC) se caracterizan por tres aspectos principales: alta flexibilidad, peso ligero y coste elevado.

En términos de flexibilidad, los FPC están compuestos por películas de plástico, como la poliimida, que les confieren una gran flexibilidad y capacidad de curvatura. Esto los hace ideales para su implementación en partes móviles de dispositivos electrónicos.

En cuanto a su peso, al estar fabricados con materiales plásticos, los FPC son considerablemente más ligeros que las placas de circuito impreso rígidas. Esto resulta especialmente relevante en industrias como la aeroespacial y la aeronáutica, donde se aplican restricciones estrictas en cuanto al peso de los componentes.

Sin embargo, es importante mencionar que los FPC suelen ser más costosos que las placas de circuito impreso convencionales. Esto se debe a la naturaleza flexible y los materiales especiales utilizados en su fabricación, lo cual implica procesos de producción más complejos y costosos.

2. Precauciones al Utilizar FPC

Existen dos puntos principales de precaución al utilizar FPC:

• Diferencias en la Resistencia a la Flexión.
  Los FPC se caracterizan por su gran flexibilidad, pero su resistencia a la flexión difiere de un fabricante a otro y de un producto a otro; al utilizar FPC, es esencial comprobar su resistencia a la flexión.
• Debilidad Mecánica.
  Los FPC son películas ligeras y finas, por lo que son mecánicamente débiles. Cuando se montan componentes, es necesario colocar una placa llamada placa de refuerzo debajo de los componentes electrónicos.

Los FPC deben utilizarse teniendo en cuenta los puntos anteriores.

3. Aumento del Tamaño del Mercado de FPC

El mercado mundial de FPC aumenta año tras año: se espera que crezca un 10,6% entre 2018 y 2027.

El crecimiento del mercado está relacionado con la creciente demanda de FPC en los sectores de la automoción, la electrónica de consumo y la industria aeroespacial.

¿Qué es un Sensor Táctil?

Los sensores táctiles son dispositivos diseñados para detectar cuando una persona toca o se acerca a ellos. Estos sensores se colocan sobre sustratos de película transparente y pueden funcionar mediante la conmutación o selección de un circuito cuando son tocados.

Una de las principales ventajas de los sensores táctiles es que no requieren una gran fuerza para activarse, respondiendo incluso a un suave toque. Esto los hace ideales para aplicaciones donde se busca una interacción fácil y rápida, como interruptores de luz, puertas automáticas, paneles de control de vehículos y dispositivos de pantalla táctil en teléfonos móviles y dispositivos informáticos.

Los sensores táctiles se basan en el mismo principio que los paneles táctiles utilizados en diferentes dispositivos electrónicos, donde se detecta la interacción del usuario a través del tacto. Estos sensores han ganado popularidad debido a su facilidad de uso y su capacidad para brindar una interfaz intuitiva en una amplia gama de aplicaciones.

Aplicaciones de los Sensores Táctiles

Los sensores táctiles suelen acoplarse a interruptores de puertas automáticas y aparatos de iluminación, ya que se activan por la fuerza de la luz.

Los sensores táctiles también se utilizan en hornos microondas, pantallas de frigoríficos y pantallas de servidores de café en tiendas de conveniencia.

En aplicaciones industriales, también se utilizan como botones de parada de emergencia en diversas máquinas, sensores de seguridad y sensores de asiento para comprobar si una persona está sentada.

Los paneles táctiles incluyen teléfonos móviles, tabletas, paneles para vehículos, consolas de juegos y terminales comerciales.

Principio de los Sensores Táctiles

La mayoría de los sensores táctiles utilizan electrodos transparentes fabricados con polímeros conductores transparentes sobre un sustrato de vidrio. También existen sensores táctiles transparentes de tipo lámina. Emtre los principales tipos de sensores táctiles se encuentran:

1. Tipo Capacitivo

Como los humanos somos conductores, al acercar la mano al sensor se produce un cambio en la capacitancia electrostática de la placa metálica del sensor.

El sensor se activa por este cambio en la capacitancia electrostática, pero puede no responder cuando se llevan guantes.

Los sensores capacitivos responden mejor que los resistivos, y son el tipo de sensor más utilizado actualmente en los smartphones.

En general, los sistemas capacitivos pueden manejarse con menos fuerza que los resistivos y admiten dos o más toques al mismo tiempo (multitáctil), por lo que los sistemas capacitivos son la corriente dominante en los smartphones recientes.

En primer lugar, el tipo de capacitancia propia utiliza el principio del aumento de la capacitancia cuando un dedo se acerca al electrodo del sensor para calcular las coordenadas táctiles.

A continuación, el tipo de capacitancia mutua calcula las coordenadas táctiles formando un campo eléctrico entre los electrodos del lado del transmisor y los electrodos del lado del receptor. 

2. Método de la Película Resistiva

Cuando se aplica presión desde la parte superior de la membrana, las membranas superior e inferior entran en contacto y se activan como un sensor. Los sensores táctiles se dividen en dos tipos principales: digital y analógico.

Una de las ventajas de los sensores táctiles es la facilidad de diseño de los circuitos de detección. Estos sensores pueden ser activados no solo directamente con la mano, sino también con guantes e incluso con un bolígrafo. Sin embargo, es importante tener en cuenta que requieren una presión más firme en comparación con el método de capacitancia.

Uno de los usos más destacados de los sensores táctiles es su aplicación en los sistemas de navegación de automóviles.

Sensores Táctiles de Película

Aunque la mayoría de los sensores táctiles suelen emplear electrodos transparentes sobre un sustrato de vidrio, también existen sensores táctiles que utilizan sustratos de película transparente.

Los sensores táctiles de tipo película presentan varias ventajas en comparación con los sensores de vidrio convencionales. En primer lugar, son más delgados y livianos, lo que los hace menos propensos a romperse en caso de caídas. Además, conservan la transparencia característica de los sensores de cristal y su precio es comparable.

El material base utilizado en los sensores de película es extremadamente flexible, lo que permite su aplicación tanto en superficies planas como en sensores táctiles con diseños de superficie curva. Esta flexibilidad no es posible de lograr con los sensores de cristal.

En el mercado, se encuentran disponibles sensores de película en diferentes tamaños, desde los utilizados en smartphones hasta tamaños más grandes para pantallas de información en vehículos.