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¿Qué es un Transformador Flyback?

Un transformador flyback, también conocido como transformador flyback trans, se utiliza en convertidores de tipo flyback. Este tipo de transformador se emplea en fuentes de alimentación de conmutación aisladas, como convertidores DC-DC aislados y convertidores AC-DC, así como en los métodos forward, LLC resonante y push-pull.

En el método flyback, la energía se almacena y se libera de manera repetida en el transformador durante el proceso de conversión de potencia. Por lo tanto, a diferencia de otros tipos de transformadores, los transformadores flyback deben tener la capacidad de almacenar grandes cantidades de energía.

Usos de los Transformadores Flyback

En el método flyback, la energía se almacena y se libera repetidamente del transformador durante la conversión de potencia. Esto implica que los transformadores flyback deben tener la capacidad de almacenar grandes cantidades de energía. Este tipo de transformador es comúnmente utilizado en convertidores de tipo flyback en fuentes de alimentación de conmutación aisladas, como convertidores DC-DC aislados y convertidores AC-DC.

Los transformadores flyback son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones industriales y de consumo. Tienen la ventaja de un amplio rango de tensión de entrada y una configuración de circuito simple con un número reducido de componentes, lo que contribuye a la reducción de costes. Sin embargo, es importante considerar las especificaciones de los componentes relacionados, como los elementos de conmutación y los diodos rectificadores, debido a la corriente de pico más alta en este tipo de transformador. Asimismo, la capacidad del condensador de filtrado debe ser adecuada para manejar la mayor corriente de rizado.

Principio de los Transformadores Flyback

Los transformadores flyback se basan en la carga cuando la corriente fluye por el lado primario del transformador y la descarga por el lado secundario del transformador después de que la corriente se interrumpa. Debido al principio de funcionamiento, la acumulación de energía electromagnética en el transformador es muy importante en términos de características.

Los elementos de conmutación (por ejemplo, transistores de potencia, MOSFET de potencia) se conectan al lado primario del transformadores flyback y un condensador de alisado se conecta al lado secundario a través de un diodo rectificador. La polaridad de los devanados se invierte de modo que cuando se aplica una corriente de excitación al lado primario del transformador, se genera una tensión en la dirección en la que se desconecta el diodo rectificador del lado secundario.

Cuando el elemento de conmutación está conectado, la corriente de excitación fluye por el lado primario del transformador y la energía electromagnética se almacena en el transformador. Cuando el elemento de conmutación se desconecta en este estado, la corriente de excitación en el lado primario se interrumpe, la dirección de la tensión en el lado secundario se invierte y la energía electromagnética almacenada en el transformador se libera a través del diodo rectificador. Esto se suaviza mediante un condensador para producir una salida de tensión continua.

Los transformadores flyback necesitan almacenar una gran cantidad de energía electromagnética. Los transformadores destinados a la transmisión de energía, al igual que en otros métodos, utilizan materiales de núcleo con alta permeabilidad magnética para aumentar el coeficiente de acoplamiento, pero estos materiales suelen ser incapaces de almacenar grandes cantidades de energía electromagnética. En los transformadores flyback, por tanto, se crea un entrehierro en una parte del núcleo donde la permeabilidad magnética es baja y la energía se almacena en este entrehierro.

Más Información sobre los Transformadores Flyback

1. Diferencias entre Fuentes de Alimentación Flyback y Forward

Las fuentes de alimentación flyback requieren un transformador relativamente grande porque es necesario almacenar energía electromagnética en el transformador, y se crea un diminuto hueco en una parte del núcleo para reducir la permeabilidad y almacenar energía electromagnética. Por otro lado, las fuentes de alimentación de retorno no necesitan este pequeño espacio, ya que el transformador no necesita almacenar energía electromagnética y puede hacerse más pequeño.

Las fuentes de alimentación flyback no requieren separación de aislamiento de los circuitos de realimentación primario y secundario, por lo que la configuración del circuito es muy sencilla, mientras que las fuentes de alimentación forward requieren separación de aislamiento y un circuito de realimentación de tensión desde la salida.

2. Material de Ferrita Utilizado en los Transformadores Flyback

Los transformadores flyback son ampliamente utilizados en las fuentes de alimentación conmutadas AC-DC debido a su construcción, pero los dispositivos semiconductores para la conmutación y el transformador son las dos áreas de altas pérdidas en las fuentes de alimentación conmutadas AC-DC. Durante las operaciones de conmutación a alta velocidad, se producen rápidos cambios de flujo magnético en el transformador, y si se utiliza un núcleo de hierro para el núcleo del transformador, el calor generado por las pérdidas por corrientes parásitas hace que el transformador sea inutilizable.

Por este motivo, los transformadores flyback para fuentes de alimentación conmutadas CA-CC de alta frecuencia suelen utilizar ferrita como material de núcleo. Como las propiedades de la ferrita dependen de la frecuencia y la temperatura, es importante seleccionar un transformador flyback con un núcleo de material de ferrita adecuado para la velocidad de funcionamiento deseada.

¿Qué es un Sensor de Presión?

Los sensores de presión son dispositivos diseñados para medir la presión de un gas o líquido.

La sección de medición del sensor convierte los cambios en la presión en una señal eléctrica que puede ser registrada y analizada. Uno de los tipos más comunes de sensores de presión es el manómetro, que utiliza diferentes métodos para realizar las mediciones.

Para los sensores de presión de tipo manómetro se utilizan galgas semiconductoras, galgas extensométricas y finas películas metálicas. Algunos tipos pueden ajustarse a la presión atmosférica, a la presión absoluta o a una norma arbitraria para la presión en el momento de la medición.

Usos de los Sensores de Presión

Los sensores de presión encuentran aplicación en una amplia variedad de industrias y procesos para medir la presión en tuberías y equipos. La selección adecuada de un sensor de presión depende del rango de presión requerido, el tipo de gas o líquido a medir, la temperatura de operación y la durabilidad necesaria.

A continuación se presentan algunas de las aplicaciones comunes de los sensores de presión:

• Medición de la presión de líquidos en equipos de llenado de líquidos
• Medición de la presión de líquidos y gases que fluyen por tuberías en plantas
• Medición de la presión para el control de la presión en equipos que utilizan sustancias altamente reactivas a la presión
• Aplicación a esteras de sensores de presión
• Aplicaciones en automoción, maquinaria industrial, aeroespacial, medicina, etc.

Principio de los Sensores de Presión

Los sensores de presión tipo manómetro miden la presión detectando la deformación de un diafragma. Estos sensores utilizan diferentes métodos de detección, como galgas semiconductores, galgas extensométricas y películas delgadas de metal.

Se colocan cuatro resistencias calibradoras en la superficie del diafragma, y cuando éste se deforma por la presión, cambia el valor de la resistencia eléctrica. Las 4 resistencias de calibre se ensamblan en un circuito de puente para emitir el cambio de resistencia como un voltaje.

1. Sensores de Presión tipo Manómetro de Semiconductor

Los sensores de presión tipo manómetro de semiconductor utilizan un semiconductor en sí como diafragma y miden la presión utilizando el efecto piezoeléctrico, que es la propiedad de un semiconductor que cambia su resistencia eléctrica cuando se somete a presión. El cambio de resistencia en respuesta a la presión es mucho mayor que en otros métodos, y los sensores de presión de semiconductores se caracterizan por la alta durabilidad del dispositivo, ya que se puede fabricar un diafragma robusto.

2. Sensores de Presión de tipo Extensómetro

En los sensores de presión tipo galga extensométrica, se fija una galga extensométrica a la parte posterior del diafragma, y se mide el cambio en la resistencia de la galga. La galga extensométrica es un dispositivo que mide la deformación utilizando la propiedad de un metal de que la resistencia eléctrica cambia cuando se deforma.

3. Sensores de Presión Metálicos de Película Fina

Los sensores de presión de película fina metálica miden la presión formando una película fina metálica sobre un diafragma y midiendo el cambio en la resistencia eléctrica de la película fina metálica deformada debido a la presión. Son muy sensibles al tipo de galga extensométrica y pueden utilizarse a altas temperaturas.

4. Sensores de Presión Distintos de los de Tipo Manómetro

Además de los sensores de presión tipo manómetro, existen otros tipos de sensores de presión, como los sensores de presión de tipo capacitancia, fibra óptica y vibración.

Los sensores de presión de tipo capacitancia detectan la variación en la capacitancia entre un electrodo fijo y un electrodo de diafragma. La deformación del diafragma en respuesta a los cambios de presión se traduce en un cambio en la capacitancia, el cual se convierte en una medida de presión. Este tipo de sensor es adecuado para medir la presión de diversos tipos de gases o mezclas de gases.

En los sensores de presión de fibra óptica, se utiliza un principio basado en la deformación de una rejilla de difracción en la punta de la fibra óptica cuando se aplica presión al diafragma. Se mide el cambio en la longitud de onda de la luz reflejada, lo que permite medir la presión en situaciones de altas temperaturas y alta precisión. Estos sensores se utilizan para medir la presión de resinas fundidas y la presión sanguínea interna del cuerpo.

Por último, los sensores de presión de tipo vibración emplean un transductor ubicado en un chip de diafragma de silicio. La deformación del diafragma debido a la presión ocasiona un cambio en la frecuencia natural del transductor, el cual se detecta y se convierte en una medida de presión. Estos sensores se caracterizan por su alta precisión, sensibilidad y resolución.

Cada tipo de sensor de presión mencionado tiene aplicaciones específicas en las que se destacan por sus propiedades y características particulares.

Ejemplos de Aplicación de los Sensores de Presión

1. Sensores de Presión Mat

Un ejemplo de aplicación de sensores de presión es un tapete de sensores de presión. La alfombrilla de sensores de presión suele tener la forma de una alfombrilla fina y está pensada para colocarse en el suelo, etc.

Algunos ejemplos de aplicación de las alfombrillas de sensores de presión son la detección de la entrada en una sala de alta seguridad o la entrada en una zona peligrosa en una fábrica. Si un intruso pisa la alfombrilla con sensores de presión, éstos pueden hacer sonar un zumbador o encender una lámpara en función de la información que detecten.

Además, instalando alfombras con sensores de presión en las habitaciones de las instalaciones o en la entrada de las viviendas, es posible saber cuándo va a salir una persona con demencia.

2. Sensores de Presión para Automóviles

Los sensores de presión para automóviles se utilizan como sensores para medir con precisión la presión de líquidos y gases con el fin de mejorar la eficiencia del combustible y otros factores. Dado que los sensores de presión utilizados en los automóviles son compactos, muy precisos y se utilizan en entornos de funcionamiento difíciles, los sensores de presión manométricos semiconductores que utilizan piezorresistencias se utilizan ampliamente.

Los sensores de presión para automóviles deben funcionar de forma fiable y precisa a largo plazo en temperaturas de funcionamiento que oscilan entre -30 °C y 150 °C, e incluso superan los 300 °C en función del lugar de uso. Además, dado que los motores diesel deben comprimir una mezcla de combustible y aire a presiones muy altas, los sensores de presión deben tener la capacidad de medir con precisión presiones de hasta 200 MPa.

¿Qué es una Fuente de Alimentación de CC?

Una fuente de alimentación de corriente continua (CC) es un dispositivo que suministra una corriente constante en una única dirección.

Existen dos tipos principales de fuentes de alimentación: CC y corriente alterna (CA). Una fuente de alimentación de CC proporciona una corriente y una tensión que fluyen siempre en la misma dirección. Por otro lado, una fuente de alimentación de CA cambia periódicamente la dirección de la corriente y la tensión.

Las compañías eléctricas suelen suministrar energía eléctrica en forma de corriente alterna (CA) para uso residencial y comercial. Esto se debe a que la corriente alterna es más conveniente para cambiar el voltaje y se puede desconectar fácilmente. Sin embargo, los componentes electrónicos, como los semiconductores, requieren corriente continua (CC) para su funcionamiento adecuado.

Por lo tanto, en el contexto de los productos electrónicos, se utilizan fuentes de alimentación de corriente continua (CC) para convertir la corriente alterna (CA) suministrada por la red eléctrica en una corriente continua que pueda ser utilizada por los dispositivos electrónicos.

Usos de las Fuentes de Alimentación de CC

Las fuentes de alimentación de CC se utilizan tanto en productos de uso cotidiano como con equipos en el ámbito industrial. Los siguientes son ejemplos de uso:

• Adaptadores de CA para cargar PC y smartphones
• Equipos de alimentación para tranvías
• Equipos de alimentación para iluminación LED
• Placas de control internas de aires acondicionados y frigoríficos
• Equipos de alimentación para fábricas de electrólisis y galvanoplastia
• Fuentes de alimentación para hornos eléctricos de corriente continua

Muchos electrodomésticos también tienen fuentes de alimentación de CC en su interior. Algunos electrodomésticos, como los ventiladores y las bombillas incandescentes, no tienen fuentes de alimentación de CC porque utilizan directamente la corriente alterna.

Principio de las Fuentes de Alimentación de CC

Las fuentes de alimentación de CC (fuentes de alimentación CA-CC) rectifican y regulan la corriente alterna para convertirla en corriente continua.

Existen tres tipos principales de sistemas de fuentes de alimentación de CC: sistema de regulación linear, sistema de regulación en serie y sistema de regulación de conmutación.

1. Método de Regulación Linear

En este método, un diodo y una resistencia se conectan en serie entre la entrada y la salida. Como el diodo permite que la corriente alterna pase solo en una dirección específica, la corriente continua sale por el extremo de salida. Sin embargo, debido a la resistencia, se produce una pérdida de calor significativa, lo que resulta en un menor rendimiento en comparación con otros métodos de suministro de corriente continua.

2. Método de Regulación en Serie

En el método de regulación en serie, elementos como los transistores se conectan en serie entre la entrada y la salida.
Como la corriente alterna sólo puede pasar a través del transistor en una dirección determinada, la corriente continua sale por el extremo de salida.

3. Método de Regulación por Conmutación

En el método de regulación por conmutación, un elemento de conmutación cambia la fuente de alimentación de CA en la dirección de la corriente y la tensión. Como resultado, se produce una salida de Fuentes de alimentación de CC de dirección constante y promediada.

Más Información sobre las Fuentes de Alimentación de CC

1. Diferencia entre Fuentes de Alimentación de CC y de CA

Como se ha mencionado anteriormente, existen dos tipos de fuentes de alimentación: CC y CA. A continuación se enumeran las características de las fuentes de alimentación de CC y CA.

Características de las Fuentes de Alimentación de CC

• Se puede extraer de pilas secas, baterías de plomo-ácido y otras reacciones químicas
• Fuentes de alimentación de CC necesarias para el funcionamiento de semiconductores
• No hay pérdidas por reactancia al transmitir energía a largas distancias
• Sin ondas electromagnéticas inducidas
• Equipo costoso para el transformador y la desconexión

Características de la Alimentación de CA

• La energía puede extraerse de equipos giratorios como los generadores síncronos
• Puede transformarse fácilmente mediante un transformador
• Puede desconectarse fácilmente cuando la corriente llega a cero.
• Son necesarias contramedidas contra las ondas electromagnéticas debidas a la inducción.
• Hay que tener en cuenta el factor de potencia y la estabilidad transitoria

Debido a las características anteriores, las fuentes de alimentación comerciales utilizadas por las compañías eléctricas son fuentes de alimentación de CA porque son adecuadas para grandes fuentes de alimentación. Sin embargo, en los últimos años, la transmisión de potencia en CC, que no requiere tener en cuenta la estabilidad transitoria y tiene bajas pérdidas, también se está considerando para la transmisión de alta potencia.

2. Formas de utilizar las Fuentes de Alimentación de CC

Existen varios tipos y tamaños de fuentes de alimentación de CC, pero todas funcionan en modo de tensión constante o de corriente constante.

• Modo de Tensión Constante
  El modo de tensión constante es un modo diseñado para funcionar a una tensión constante. Se utiliza para la verificación de productos de circuitos electrónicos que funcionan a tensión constante. Como producto en modo de tensión constante, las fuentes de alimentación se utilizan mucho en la industria.
• Modo de Corriente Constante
  El modo de corriente constante es un modo de operación diseñado para suministrar una corriente constante a un dispositivo o carga. Este modo es comúnmente utilizado para transmitir señales analógicas y controlar la intensidad de las luces LED.
• Fuentes de alimentación de CC incorporados en los productos a menudo operan en cualquiera de los dos modos solamente. Muchos dispositivos de fuentes de alimentación de CC para pruebas y otras aplicaciones pueden conmutarse manualmente entre cada modo, por lo que el modo puede cambiarse según la aplicación.

¿Qué es un Acelerómetro?

Los acelerómetros son dispositivos utilizados para medir la aceleración de un objeto.

La aceleración se define como el cambio en la velocidad de un objeto por unidad de tiempo y es un parámetro importante en física, ya que está relacionado con la fuerza que se ejerce sobre un objeto.

Existen diferentes tipos de acelerómetros que se clasifican en métodos de detección capacitiva, piezoeléctrica (o piezorresistiva) y térmica. Cada método de detección tiene sus propias características y capacidad para medir la aceleración. Por ejemplo, los sensores capacitivos son capaces de detectar tanto la aceleración gravitacional como otras aceleraciones, mientras que los sensores piezoeléctricos o piezorresistivos no son adecuados para medir la aceleración gravitacional.

Usos de los Acelerómetros

Los acelerómetros se utilizan para medir simplemente la aceleración y también para medir otros parámetros a través de la aceleración. Entre los primeros se encuentran los sensores integrados en smartphones y videoconsolas portátiles, los sensores de detección de golpes para activar los airbags de los coches y otros sensores como los sismómetros.

Entre los segundos, se encuentran los inclinómetros y podómetros que utilizan acelerómetros por el método de la capacitancia, capaces de detectar la aceleración gravitacional.

Principio de los Acelerómetros

Los acelerómetros son dispositivos utilizados para medir la aceleración. Existen tres métodos principales de acelerómetros: capacitancia, piezoeléctrico (piezoresistivo) y detección térmica. En el método de capacitancia, se emplean electrodos en la parte fija y flexible del sensor, y la variación de la capacitancia debido a la aceleración permite medirla. En los métodos piezoeléctricos (piezoresistivos), se utiliza un elemento piezoeléctrico que genera una corriente eléctrica en respuesta a la deformación causada por la aceleración, permitiendo así su medición. Estos métodos de detección son utilizados en diferentes aplicaciones para medir y analizar la aceleración en diversos contextos, como el caso de un podómetro que utiliza un sensor de aceleración de 3 ejes para detectar la aceleración gravitacional y calcular el paso y el número de pasos durante la marcha.

Más Información sobre los Acelerómetros

1. Diferencias entre Acelerómetros y Giroscopios

Un sensor con prestaciones similares a las de los acelerómetros es el sensor giroscópico. En esta sección se explican las diferencias entre los acelerómetros y los girosensores.

Como su nombre indica, los acelerómetros son sensores utilizados para medir la “aceleración”. Los girosensores, en cambio, están diseñados para medir la “velocidad angular”, lo que significa que las magnitudes físicas que detectan son diferentes.

Los girosensores utilizan la fuerza de Coriolis para detectar la dirección y la orientación de un objeto, que luego se emite como señal eléctrica. Se utilizan, por ejemplo, para medir la inclinación de un objeto y están instalados en una amplia gama de dispositivos electrónicos como sistemas de navegación para automóviles, cámaras digitales con estabilización de imagen, smartphones y videoconsolas.

Los acelerómetros y los girosensores también pueden combinarse para medir el movimiento de un objeto con más detalle. Por ejemplo, la tecnología de sensores combinados se utiliza en los sistemas de navegación de los coches, uno de los productos más populares a bordo de vehículos, combinando ambos sensores.

De este modo, el sensor giroscópico determina la dirección del vehículo y el sensor de aceleración la distancia recorrida, lo que permite mostrar con precisión la ubicación actual incluso en lugares donde la recepción de la señal es difícil, como en los túneles.

2. Aplicación de los Acelerómetros

Para realizar la aplicación deseada utilizando acelerómetros, es necesario confirmar de antemano el rango de medición o el ancho de banda de frecuencia necesarios. Por ejemplo, si se va a montar un acelerómetro en el mando de una máquina de juegos, deberá tener un rango de medición que supere el rango requerido, suponiendo que el usuario agite el mando para manejarlo.

Una vez decidido el sensor de aceleración adecuado para el objetivo de medición, se procede al cableado del sensor y a la creación del programa de medición. En este punto es importante la “parametrización”. En la configuración de parámetros, puede cambiar la sensibilidad del sensor, el nivel de salida 0g (cuando la aceleración gravitacional es 0), etc. Si no se ajustan adecuadamente, será difícil realizar la aplicación deseada.

¿Qué es un Inversor?

Un inversor (en inglés: inverter) es un dispositivo que convierte la corriente de entrada en corriente alterna.

La corriente de entrada puede ser continua o alterna. En este último caso, la corriente alterna de entrada se convierte una vez en corriente continua y luego se vuelve a convertir en otra corriente alterna con una tensión y una frecuencia moduladas.

Los inversores se denominan a veces dispositivos inversores para distinguirlos de los circuitos inversores, que son uno de los circuitos que componen su construcción.

Usos de los Inversores

Los inversores se utilizan a menudo en productos eléctricos que utilizan motores. Esto se debe a que los inversores se utilizan principalmente para controlar la rotación de los motores.

El producto más conocido que utiliza inversores es el aire acondicionado. El inversor se instala en la sección del compresor y controla la fuerza de rotación del motor. Sin un inversor, la temperatura del aire acondicionado tendría que controlarse simplemente conectando y desconectando el funcionamiento.

El inversor permite controlar la temperatura mediante la intensidad del funcionamiento en lugar de encenderlo y apagarlo. Como encender y apagar el aparato supone un gran consumo de energía, los inversores contribuyen al ahorro energético. Por esta razón, la mayoría de los acondicionadores de aire del mercado actual están equipados con inversores.

Principio de los Inversores

Un inversor consta de tres componentes principales: el circuito convertidor, el condensador y el circuito inversor. Su función es convertir una corriente alterna de entrada en una corriente alterna con una tensión o frecuencia diferentes, mediante la conversión de la corriente de entrada en corriente continua a través del circuito convertidor.

Este proceso se logra rectificando la corriente mediante diodos, y luego almacenando la corriente rectificada en un condensador, donde se modela a través de cargas y descargas repetidas.

De esta manera, se crea una corriente continua pseudosinusoidal que se introduce en el circuito inversor. En el circuito inversor, los transistores de potencia conmutados generan pulsos de diferentes anchuras, utilizando la técnica de modulación por ancho de pulso (PWM, por sus siglas en inglés).

Estos pulsos pueden combinarse para producir una onda sinusoidal pseudosinusoidal. Cuando se genera un pulso de tensión, se denomina inversor de tensión; cuando se genera un pulso de corriente, se denomina inversor de corriente. Controlando la combinación de las anchuras de los pulsos generados, es posible modificar libremente la tensión y frecuencia resultantes.

Más Información sobre los Inversores

1. Ventajas y Desventajas del Control de los Inversores

Ventajas
La principal razón para emplear inversores es ahorrar energía. Cuando se instala un inversor en una máquina con un mecanismo giratorio, la velocidad del motor puede ajustarse a la velocidad necesaria, por lo que la máquina no funciona en exceso, lo que supone un ahorro de energía.

Otra ventaja es que se puede mejorar la precisión del control de temperatura cuando se monta en máquinas que regulan la temperatura de fluidos, como aires acondicionados y consolas de aceite. Los productos convencionales sólo controlaban la temperatura encendiendo y apagando la fuente de alimentación, lo que solía consumir mucha energía y provocar grandes errores con la temperatura fijada. Los inversores han resultado muy eficaces como dispositivo para resolver estos problemas.

Desventajas
Las desventajas incluyen el elevado costo y el hecho de que los condensadores del inversor son consumibles y deben sustituirse con regularidad. A la hora de plantearse el uso de un inversor, es importante considerar detenidamente las desventajas y tomar una decisión global.

2. Causas de Avería del Inversor

Tras años de uso, los inversores son propensos a sufrir disparos por sobrecorriente y sobretensión. La causa más probable en estos casos es la “vida útil” de los condensadores integrados en el inversor.

La mayoría de los condensadores de los inversores utilizan “condensadores electrolíticos“. Los condensadores electrolíticos se ven fácilmente afectados por la temperatura ambiente, y se dice que si la temperatura aumenta 10 °C, la vida útil del condensador se reduce a la mitad.

Por eso, en muchos casos, como el de los aparatos de aire acondicionado que funcionan continuamente durante los calurosos meses de verano, el condensador electrolítico se desgasta rápidamente y acaba fallando. Además de los disparos por sobrecorriente y sobretensión, se recomienda la sustitución temprana del variador si el motor vibra al funcionar o emite ruidos de vibración anormales. En algunos casos, un mayor deterioro puede hacer que el condensador electrolítico se hinche o presente fugas.

¿Qué es un Interruptor Deslizante?

Un interruptor deslizante es un dispositivo que se utiliza para encender y apagar mediante el deslizamiento de un control. Estos interruptores pueden ser de tipo vertical u horizontal y se encuentran comúnmente en electrodomésticos. Sin embargo, con la creciente digitalización de productos, su uso está disminuyendo. Los interruptores deslizantes pueden tener diferentes métodos de conexión de terminales, como orificios pasantes, ángulos rectos, soldadura y tornillos. En los últimos años, se ha avanzado en la miniaturización de estos interruptores, y algunos productos se montan como interruptores DIP.

Usos de los Interruptores Deslizantes

El principal uso de los interruptores deslizantes es conectar y desconectar la alimentación, y se emplean en una amplia gama de aplicaciones, desde productos industriales hasta electrodomésticos. Los siguientes son ejemplos de aplicaciones de los interruptores deslizantes:

• Electrodomésticos como ventiladores
• Productos portátiles como afeitadoras y secadores de pelo
• Equipos de iluminación como linternas
• Ajustes de equipos industriales como inversores

Algunos productos de bajo perfil tienen sólo 1,4 mm de grosor, lo que los hace aún más compactos. Los interruptores deslizantes compactos se utilizan a veces como interruptores DIP integrados en placas de circuitos. Algunos productos tienen un efecto de autolimpieza gracias a un ingenioso mecanismo de contacto.

Principio de los Interruptores Deslizantes

Los interruptores deslizantes están compuestos por terminales, pomos/casquillos y contactos. Los terminales son los puntos de conexión para el cableado externo, y pueden ser clavijas o terminales para soldar. Se suelen utilizar aleaciones de cobre, aunque en cargas de corriente bajas pueden utilizarse contactos más costosos de oro o plata.

El pomo o casquillo es la parte móvil que se acciona manualmente, mientras que la carcasa proporciona soporte y aislamiento a las demás piezas. Se prefieren materiales aislantes resistentes, como resinas sintéticas duras. Debajo del pomo se encuentra la sección móvil del punto de contacto, que se puede conmutar al accionar el pomo.

El punto de contacto es la vía eléctrica y consta de una parte móvil y otra fija. Los interruptores con un mecanismo de contacto de dos puntos son más confiables que aquellos con un único punto de contacto entre las capas móvil y fija. Además, los sistemas de contacto deslizante tipo clip pueden tener un efecto de autolimpieza.

¿Cómo Seleccionar un Interruptor Deslizante

La selección de interruptores deslizantes se realiza considerando diversos aspectos, como el número de circuitos y terminales requeridos, así como otros factores relevantes. Algunos de los aspectos clave a tener en cuenta durante la selección son los siguientes:

1. Corriente Admisible y Tensión Admisible

La corriente admisible es la cantidad de corriente que el interruptor deslizante puede activar. Cuanto mayor es la corriente admisible, mayor es la corriente que puede fluir, pero cuanto menor es el tamaño, menor tiende a ser la corriente admisible. Existen productos de varias decenas de A a varios cientos de mA, generalmente de 0,1 a 1 A.

La tensión admisible (tensión soportada) es la cantidad de tensión que puede soportar un producto; los productos destinados a utilizarse a 100 VCA suelen describirse como productos con una tensión admisible de 125 VCA. En el caso de los productos para montaje en placa, la tensión admisible suele rondar los 30 V CC. 

2. Método de Montaje

El método de montaje consiste en instalar el interruptor deslizante. Está estrechamente relacionado con la forma del terminal y está disponible para montaje en superficie de placa, inserción en orificio de placa, etc. También existen diversas formas, como productos con los interruptores dispuestos vertical u horizontalmente en relación con la superficie de montaje.

3. Funcionamiento

La operación funcional de los interruptores deslizantes incluye el polo, el tiro y el tipo de contacto. A menudo se combinan y se expresan como, por ejemplo, bipolar, doble efecto.

Los polos de un interruptor son el número de circuitos que pueden abrirse y cerrarse realizando una sola operación. Se refiere a cuántos puntos de conmutación de contactos simultáneos en un circuito eléctrico se pueden realizar deslizando el interruptor. Los productos más pequeños suelen ser unipolares, mientras que existen productos de dos a cuatro polos.

El tipo de contacto se refiere al tipo de contacto que se activa al conmutar, por ejemplo, contacto a o contacto b. Los interruptores deslizantes suelen utilizar contactos c, que tienen terminales normalmente abiertos y normalmente cerrados y un terminal común. El tiro de un interruptor también indica el número de operaciones que realiza el interruptor. Los interruptores deslizantes suelen ser del tipo de doble acción, en el que la acción del interruptor significa dos contactos.

4. Método de Conmutación

El método de conmutación es la acción de los contactos al conmutar. Los hay con cortocircuito y sin cortocircuito.

El cortocircuito es un método en el que dos o más contactos conducen simultáneamente al conmutar los contactos, mientras que el no cortocircuito es un método en el que el circuito se desconecta una vez en el momento de conmutar los contactos. Por lo general, la mayoría de los productos son no cortocircuitadores.

¿Qué es un Interruptor DIP?

Los interruptores DIP son pequeños interruptores que se utilizan en placas de circuitos impresos. Los interruptores de doble encapsulado en línea se abrevian como interruptores DIP.

Son muy pequeños, con una distancia de unos 3 mm entre terminales y una altura de unos 3 mm, y se conmutan con un destornillador de precisión o similar. Se utilizan como interruptores de ajuste y se emplean cuando la frecuencia de funcionamiento es baja.

Los métodos de funcionamiento incluyen interruptores deslizantes, interruptores de bloqueo por pulsación e interruptores giratorios. También hay tipos que se insertan en orificios de la placa o se montan. También hay varios tipos disponibles en cuanto a número de polos y rendimiento de sellado.

Usos de los Interruptores DIP

Los interruptores DIP se incorporan a una amplia gama de productos, como electrodomésticos, equipos de comunicaciones y equipos de audio. En aplicaciones industriales, se utilizan en controladores de temperatura y servocontroladores.

También se utilizan en equipos ofimáticos, por ejemplo, en ordenadores personales y tarjetas de almacenamiento. Se utilizan principalmente para ajustes básicos en equipos electrónicos. Para soportar diversas condiciones de funcionamiento, existen varios tipos, incluidas versiones resistentes al calor y de bajo perfil que pueden soportar altas temperaturas de uso.

Principios de los Interruptores DIP

Al igual que un interruptor normal, un interruptor DIP se utiliza para encender y apagar para conducir o desconectar un circuito. Un mando llamado percutor y un elemento deslizante están enclavados, y el circuito se conmuta cuando el elemento deslizante y el punto de contacto hacen contacto o se abren. El percutor también actúa como peso para que los contactos entren en contacto con la corredera.

Los contactos y los terminales se moldean en una sola pieza con la resina base. La resina base es de plástico muy resistente al calor, ya que está sometida a altas temperaturas durante la soldadura. Al moldear los componentes en una sola pieza, éstos son más pequeños y ligeros. La resina base también sirve para proteger los terminales.

Los terminales de contacto pueden ser de dos tipos: insertados en los orificios de la placa o montados en superficie. Como los interruptores suelen estar desatendidos durante largos periodos de tiempo, se puede aplicar un baño de oro a los contactos para evitar la oxidación. Algunos productos tienen un mecanismo de autolimpieza que limpia los contactos durante el deslizamiento para eliminar cuerpos extraños y óxidos.

Los interruptores dip son muy pequeños y requieren un destornillador de punta fina o unas pinzas para accionarlos.

Tipos de Interruptores e Interruptores DIP

Existen distintos tipos de interruptores en función de su aplicación. Los siguientes tipos de interruptores se utilizan en diversas aplicaciones industriales y de consumo

Tipos de Interruptores

• Interruptores Pulsadores
  Como su nombre indica, son interruptores que se accionan pulsando un botón.
• Interruptores de Palanca
  Son interruptores que se conmutan moviendo la palanca arriba y abajo o a izquierda y derecha.
• Interruptor Basculante
  Interruptores que se accionan pulsando los dos extremos del botón.
• Interruptor Deslizante
  Como su nombre indica, estos interruptores se conmutan deslizando el botón.
• Interruptor Giratorio
  Interruptores que se conmutan girando un mando en la sección del interruptor.
• Microinterruptor
  Interruptores que se conmutan ejerciendo una ligera fuerza.
• Interruptor DIP
  Interruptores montados en una placa de circuito impreso que se utilizan para realizar diversos ajustes en equipos electrónicos.
• Interruptor Táctil
  Son pequeños interruptores montados en una placa de circuito impreso que se utilizan para activar un circuito eléctrico cuando una persona presiona el interruptor.

Tipos de Interruptores DIP

• Tipo Deslizante
  Los interruptores se conmutan deslizando el actuador. El actuador puede ser plano o convexo.
• Tipo Piano
  Los interruptores se accionan empujando el actuador hacia abajo. Disponible con palanca corta o larga.
• Tipo Giratorio
  El valor se ajusta girando el actuador. El actuador puede accionarse desde una superficie superior vertical al tablero u horizontalmente.

Existen varios tipos de interruptores además del actuador, en función del método de montaje, el número de polos y otras características.

Estructura de los Interruptores DIP

La estructura de un interruptor DIP consta de cuatro partes: cubierta, percutor, corredera y base. La tapa es un componente de plástico moldeado por inyección que cubre la superficie superior del interruptor. Se acopla a la base para proteger el mecanismo interno.

El percutor es el accionador del interruptor. Transmite la fuerza al elemento deslizante y acciona los contactos. El percutor es un contacto móvil formado por una placa metálica mecanizada o similar. La base integra los terminales y contactos metálicos mediante moldeo por inyección de resina y está fabricada con material de resina resistente al calor.

¿Qué es un Comparador?

Un comparador es un elemento que compara dos señales de entrada y produce diferentes salidas en función de los resultados. Generalmente, se utilizan dos entradas: la entrada de la señal que se desea medir y una señal de referencia.

Esto permite realizar bifurcaciones condicionales en el circuito, por ejemplo, realizar una operación específica cuando se introduce una señal (corriente o tensión) que supera el valor de referencia.

Las entradas de los comparadores son analógicas, pero las señales de salida son digitales

La entrada de un comparador es analógica, pero la señal de salida es digital. Por tanto, los comparadores pueden utilizarse como interfaz entre circuitos analógicos y digitales.

Usos de los comparadores

Los comparadores pueden utilizarse para construir circuitos lógicos que realicen comparaciones entre las señales de entrada (corriente y tensión) y las señales de referencia. Por ejemplo, pueden controlar subidas o bajadas excesivas de tensión y alertar cuando están fuera de rango, o controlar el funcionamiento de equipos.

También pueden utilizarse otras ramas condicionales si/entonces, como ajustar automáticamente la temperatura de un frigorífico o un aire acondicionado, o limitar el rendimiento de un teléfono móvil o un PC cuando la batería se está agotando.

Principio del comparador

Los comparadores tienen cinco terminales, que comprenden un terminal de alimentación positivo y otro negativo, dos entradas y un terminal de salida. Su configuración es prácticamente idéntica a la de un amplificador operacional, con la única diferencia de si se realiza o no una amplificación inversora. Los amplificadores operacionales tienen originalmente la propiedad de emitir la tensión de la fuente de alimentación cuando hay una diferencia en la tensión de entrada, y los comparadores aprovechan esta propiedad.

Por el contrario, si se construye un circuito para aplicar realimentación desde el terminal de salida del comparador al terminal negativo de entrada, se puede utilizar como un amplificador operacional. Como los comparadores no tienen un mecanismo para invertir la amplificación, no proporcionan compensación de fase para evitar la oscilación como hacen los amplificadores operacionales.

Por lo tanto, la principal característica de los comparadores es que tienen una respuesta superior en comparación con los amplificadores operacionales. Si se utilizan varios comparadores y el valor de referencia se ajusta por pasos, pueden utilizarse como convertidores AD. Los convertidores AD con una estructura de este tipo pueden realizar conversiones de alta velocidad.

Más Información sobre Comparadores

Comparadores de Histéresis

Si el comparador tiene un único umbral de comparación, un ruido externo inesperado superpuesto a la señal analógica hará que el comparador repita Alto/Bajo en respuesta al ruido. Esto provoca un mal funcionamiento en lugar de conmutar con el valor de entrada original, por lo que se inventó un comparador llamado comparador de histéresis.

Los comparadores de histéresis se caracterizan por tener dos valores umbral en función del estado de la salida. En cuanto la salida conmuta, lo hace a otro valor umbral distinto del anterior, evitando así fallos inesperados inducidos por el ruido.

La configuración del circuito de un comparador de histéresis aplica una realimentación positiva desde el terminal de salida de un Comparador convencional al terminal de entrada a través de una resistencia o similar. Por cierto, este circuito se denomina disparador Schmitt por el nombre del inventor (Otto Schmitt).

Los disparadores Schmitt se suelen utilizar en combinación con elementos activos como diodos Zener para evitar fluctuaciones en la tensión de alimentación, lo que hace que el circuito sea más versátil. Los umbrales del comparador de histéresis pueden ajustarse simétricamente en más o en menos con referencia a 0 V o asimétricamente, pero lo importante aquí es que la anchura de la histéresis no sea demasiado grande.

Esto se debe a que, aunque el aumento de la anchura de histéresis mejora la inmunidad al ruido externo, la sensibilidad al valor de entrada que se va a juzgar originalmente se degrada. Por lo tanto, se debe tener cuidado de no aumentar el ancho de histéresis más de lo necesario por encima del valor de ruido real. Para un diseño más equilibrado, también debe tenerse en cuenta la relación entre la tensión de umbral y la tensión de alimentación del comparador.

¿Qué es un Sensor de Caudal?

Los sensores de caudal son dispositivos de medición utilizados para determinar el flujo de fluidos, tanto líquidos como gases. También se les conoce como caudalímetros. El caudal se refiere al volumen o peso de fluido que pasa a través de una sección transversal en un periodo de tiempo específico.

Existen diferentes tipos de sensores de caudal, como los sensores analógicos, que se emplean para monitorear el flujo de fluido en un sistema en busca de anomalías, y los sensores digitales, que se conectan a un mecanismo de control para ajustar el suministro de gas a un volumen predefinido, por ejemplo.

Usos de los Sensores de Caudal

Los sensores de caudal se utilizan en los siguientes campos de aplicación:

1. Hidráulica, Industria Farmacéutica/Química y Alimentaria

Se utilizan principalmente para controlar la entrada de materias primas en el proceso de fabricación. En estos sectores se utilizan sensores de caudal volumétrico.

2. Medición de Gases Industriales, Gases Combustibles y Gases de Escape

Se utilizan para controlar el uso de gases industriales, gases combustibles y gases de escape utilizados en las fábricas. Los sensores de caudal másicos térmicos, también conocidos como caudalímetros másicos térmicos, son los más comunes.

3. Agua Potable, Salsas y Fluidos Inflamables/Explosivos

Los fluidos relacionados con la alimentación y altamente peligrosos requieren una medición sin contacto que no toque el fluido, para lo que se utilizan sensores de caudal electromagnéticos.

4. Instalaciones Industriales e Instalaciones de Tratamiento de Aguas

En las instalaciones industriales y en las instalaciones de tratamiento de aguas, se utilizan para el control del caudal. Se utilizan sensores ultrasónicos, especialmente cuando se añaden sensores de caudal a vías ya existentes.

5. Plantas de GNL, Industria Automovilística, Química y Farmacéutica

Los sensores de caudal se utilizan en diversos lugares de fabricación. El tipo de sensor de caudal más utilizado es el tipo Coriolis.

6. Industria Química y Farmacéutica

Los sensores de caudal de vórtice Kalman se utilizan ampliamente en plantas que manipulan gas natural y vapor de agua.

Principio de los Sensores de Caudal

Los sensores de caudal utilizan diferentes métodos de medición, según el tipo de fluido y el propósito de la medición. En el caso de los sensores de caudal de presión diferencial, se basan en el principio del teorema de Bernoulli y son adecuados para medir fluidos como el aire y el agua.

Estos sensores de caudal de presión diferencial generan una diferencia de presión al estrechar intencionalmente el paso del flujo de fluido. Esta diferencia de presión se aplica a la ley de Bernoulli para calcular la velocidad del flujo.

Existen diferentes tipos de sensores de caudal de presión diferencial, como los de orificio y los de tobera, que utilizan la diferencia de presión entre el fluido antes y después del estrechamiento para medir el caudal.

¿Cómo Seleccionar un Sensor de Caudal?

Es crucial seleccionar el sensor de caudal adecuado según el tipo de fluido a medir. Utilizar un sensor incorrecto para gases o líquidos puede resultar en mediciones incorrectas y, en casos extremos, puede representar un riesgo grave si se trata de una sustancia peligrosa o inflamable. Por lo tanto, es fundamental examinar cuidadosamente la naturaleza del fluido antes de elegir el sensor adecuado.

Además, los sensores de caudal tienen limitaciones en cuanto a su rango de medición. Si el caudal esperado ya está determinado, se recomienda seleccionar un sensor de caudal altamente preciso para ese rango específico. Esto garantizará una medición más precisa y confiable.

Más Información sobre los Sensores de Caudal

1. Acerca de los Sensores de Caudal Clamp-on

El término “clamp-on” significa que el instrumento está montado fuera de la tubería por la que circula el fluido que se va a medir. Entre los sensores de caudal con pinza se incluyen los sensores de caudal ultrasónicos y los sensores de caudal ultrasónicos.

Pueden utilizarse como instrumentos de medición si el objeto a medir es un fluido, por ejemplo, que pueda medirse con ondas ultrasónicas. Los sensores de caudal ultrasónicos incluyen el método de diferencia de tiempo de propagación y el método de medición de frecuencia mediante el método Doppler. La ventaja de los sensores de caudal ultrasónicos es que pueden instalarse sin necesidad de retirar o cortar tuberías, lo que reduce el coste de la instalación.

Otra ventaja es que el mantenimiento después de la instalación mejora considerablemente y se eliminan las pérdidas de presión en las tuberías. Por el contrario, las desventajas incluyen la necesidad de una sección de tubería larga y recta, ya que se instala en el exterior de la tubería, el diámetro de la tubería también es relevante, y la medición no es posible si el fluido a medir contiene muchos sólidos o burbujas.

2. Sensores de Caudal de Aire

Los sensores de caudal de aire incluyen sensores de caudal de abrazadera y sensores de caudal de conexión roscada. El tipo de conexión roscada elimina la necesidad de una pieza intuitiva y el dispositivo de medición es compacto y ocupa poco espacio.

Los sensores de caudal de aire convencionales han sido sensores de caudal másicos térmicos si el gas a medir es un fluido compresible. Existen varios métodos de medición para los sensores de caudal másicos térmicos: en el tipo capilar, se instala un elemento de caudal con un valor de resistencia en el interior del tubo y se enrolla un calentador alrededor del exterior del tubo, con sensores de temperatura a ambos lados del calentador que miden el equilibrio del caudal.

Sin embargo, los sensores de caudal másicos térmicos son vulnerables a la contaminación y no son buenos en entornos de baja presión, por lo que no son adecuados para instalaciones con mucha neblina de aceite. Actualmente, el tipo de sensor de caudal másico térmico más común es el de sensor de caudal.

Este tipo consiste en un sensor de caudal semiconductor y puede utilizarse en entornos de baja presión con un amplio rango de medición y sin preocuparse por la contaminación.

¿Qué es un Escáner Láser?

Un escáner láser es un dispositivo de medición que adquiere información posicional sobre un objeto en tres dimensiones.

Un rayo láser emitido por el escáner se dirige al objeto y la luz reflejada se utiliza para medir información posicional como la distancia y el ángulo. La medición sin contacto y sin prismas es una característica de este sistema, que permite una medición segura.

También puede adquirir información tridimensional en forma de una gran cantidad de datos de nubes de puntos. Existen cuatro tipos principales de escáneres láser: láseres 3D terrestres, láseres UAV, láseres aéreos y (sistemas cartográficos móviles).

Usos de los Escáneres Láser

Las principales aplicaciones de los escáneres láser son la topografía en el diseño de equipos, el mantenimiento de plantas y las obras de construcción. También son útiles para documentar planos de construcción y crear modelos CAD.

Otros usos son la medición topográfica, la medición de desplazamientos en túneles y estructuras existentes en ingeniería civil y mantenimiento y reparación, así como el registro preciso de escenas de accidentes y crímenes en investigaciones criminales.

Además, también se utilizan para medir perfiles de superficie proyectados en cartografía de proyección 3D y pueden emplearse en una gran variedad de situaciones.

Principios de los Escáneres Láser

Los escáneres láser miden la información de posición irradiando un haz láser sobre un objeto y detectando la luz reflejada. La información de posición puede medirse sin tocar directamente el objeto.

Los dos métodos de medición principales son los siguientes

1. Método de Tiempo de Vuelo

El haz láser se irradia sobre el objeto y se mide el tiempo que tarda en regresar el haz láser reflejado y el ángulo de irradiación del láser. La distancia se calcula a partir del tiempo de medición, y la posición de coordenadas se calcula utilizando el ángulo de medición y las coordenadas XYZ.

Esto permite la adquisición de datos de coordenadas tridimensionales, así como una gran cantidad de información para cada punto, como coordenadas de color RGB, intensidad de reflexión, índice de reflexión e incluso información de ángulo.

El método de tiempo de vuelo requiere un mayor tiempo de medición para obtener más información, pero permite realizar mediciones de gran precisión.

2. Método de Desplazamiento de Fase

Se irradian múltiples haces láser modulados sobre el objeto y la distancia al objeto se determina midiendo la diferencia de fase entre la luz reflejada por el objeto y la luz emitida. En comparación con el método de tiempo de vuelo, el método de desplazamiento de fase es más propenso al ruido en la medición y tiene una distancia de medición más corta. Sin embargo, el tiempo de medición es considerablemente menor.

El método de tiempo de vuelo es adecuado para mediciones de alta precisión, mientras que el método de desplazamiento de fase es adecuado si el tiempo de medición es una prioridad. Los datos adquiridos por el escáner láser se leen mediante un software especial.

Los datos de coordenadas se representan en la pantalla como puntos y, a partir de esta información, se reproducen en el PC las condiciones locales medidas. Los datos dentro del campo de detección se adquieren de forma exhaustiva, por lo que se puede reproducir la situación.

Más Información sobre Escáneres Láser

Automóviles y Escáneres Láser

Los vehículos modernos están equipados con funciones de apoyo a la conducción segura, conocidas como ADAS (sistemas avanzados de asistencia al conductor), que consisten en sensores como cámaras, sensores ultrasónicos y radares de ondas milimétricas.

En los últimos años, los avances en la tecnología de conducción automatizada han llevado a la incorporación de nuevos sensores basados en escáneres láser llamados LIDAR (Light Detection And Ranging), que pueden detectar objetos a corta distancia con mayor precisión que los radares convencionales.

Se utiliza en la conducción automatizada, donde la distancia a un objeto debe medirse con mayor precisión. Sin embargo, los escáneres láser no pueden sustituir a los radares de ondas milimétricas ni a otros sensores. Cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes y se utilizan de forma complementaria.

Los escáneres láser son excelentes para detectar objetos a corta distancia con gran precisión, pero su rendimiento de detección se ve fácilmente afectado por las malas condiciones meteorológicas, como la lluvia y la niebla. En cambio, el radar de ondas milimétricas se ve menos afectado por las condiciones meteorológicas y su rendimiento de detección de objetos distantes es mejor que el de los escáneres láser. Sin embargo, su rendimiento de detección de objetos a corta distancia y objetos con escasa reflectividad radioeléctrica es inferior al de los escáneres láser.