lunes, 10 de marzo de 2014

Soy lo mismito que un cerdo

Sensores para solucionar problemas de detección de sujetos heterogéneos

Quiero dejar claro que el título lo he utilizado en sentido figurado. En cualquier caso no haré una encuesta de opinión entre los que me conocen no vaya a ser que me lleve una desagradable sorpresa.
Lo que quería expresar es que el hombre, al igual que el cerdo, presenta una gran diversidad entre los diferentes integrantes de su especie. Por un lado la diversidad propia del sujeto (tamaño, color de piel...) y por otro, las particularidades de como un sujeto se presenta. Suciedad, marcas grabadas en la piel o cantidad de vello son variables para cerdo... y para hombre también. Para este último además, ropa de lo más variada.
En realidad, esta variabilidad de características la encontraremos de forma generalizada en la mayoría de animales. Esto hace que los sensores fotoeléctricos convencionales de reflexión directa se vean en dificultades para realizar una detección fiable.
Repasemos primero brevemente su principio de funcionamiento. Un sensor de reflexión directa emite mediante un diodo led o láser un haz de luz que será típicamente roja o infrarroja. Esta luz, en presencia de nuestro objetivo (humano o porcino) será reflejada y recibida de vuelta por el sensor. En ausencia de sujeto, la luz no retornará o lo hará con una menor intensidad. Habitualmente encontraremos en el sensor algún mecanismo de ajuste (potenciómetro o equivalente) para definir el umbral de la cantidad de luz recibida necesaria para determinar si hay gorrino (o bambino) frente al fotosensor.
Esto es bastante efectivo en productos homogéneos como los producidos en serie, donde la superficie de reflexión es siempre igual independiente del elemento que estemos mirando. No obstante, en presencia de grandes variaciones en la superficie de reflexión es más que probable que acabemos teniendo problemas. Por ejemplo, en el caso de personas, detectar a alguien vestido de negro será muy complejo ya que su ropa reflejará muy poca luz y ajustar el sensor a estos niveles podría por ejemplo hacer que detectásemos el fondo (pared o suelo) en lugar del objeto. En las granjas por su parte, no abundarán los cerdos disfrazados de Batman, pero un elevado nivel de suciedad tendría un efecto similar.
Para aplicaciones en las que nos veamos en tesituras similares lo mejor será optar por sensores trigonométricos, también conocidos como supresores de fondo o no afectados por el color (aunque en realidad ninguna de las tres nomenclaturas es totalmente equivalente).
Estas fotocélulas trigonométricas, a diferencia de las convencionales, no evalúan la cantidad de luz recibida en un sensor único sino la diferencia presente entre un par de sensores adyacentes. Diferencia que estará relacionada con la distancia en la que el haz de luz fue reflejado.
Lo veremos mejor con un gráfico.


El haz se emite con una cierta inclinación y la distancia del objeto en el que se refleje determinará el área de llegada y la cantidad de luz recibida por cada receptor. Pura y elegante trigonometría.
No importará la cantidad de luz reflejada (siempre que llegue algo) sino la proporción de su distribución entre los dos receptores y por tanto aceptará una gran variación en las características del objeto a detectar. El potenciómetro (o similar) seguirá presente, pero será para definir la distancia a partir de la cual queramos dar una señal de detección.
Por suerte, hay bastante gama de este tipo de sensores en el mercado para adaptarse a nuestras necesidades y a continuación os indicaré algunos de Panasonic y sus aplicaciones típicas.


Sensor compacto IP67 con una distancia de detección máxima de 2 metros utilizado habitualmente en aplicaciones de detección de personas en puertas automáticas, paquetes voluminosos y niveles en silos.

Existe una versión (EQ34W) con dos salidas vinculadas a dos distancias de detección diferentes que permitiría la localización del objeto dentro de un rango de distancias.


Similar al anterior, pero con posibilidad de alimentación en continua y alterna, salida a relé y temporizador integrado. La distancia ajustable sube hasta los 2,5 metros. Utilizado típicamente, además de en las aplicaciones de la EQ30, en detección de equipajes y vehículos 



Con distancias de detección más contenidas (hasta 300mm) pero mismo principio de funcionamiento, están pensados para detección fiable de productos en maquinaria y lineas de proceso. Este rango de detección menor también lo convierte en ideal para detectar gnomos, pitufos y obreros de Fraggle Rock, que digo yo que puede que sea una aplicación que tengáis que hacer en el futuro.



Concluyendo, independientemente de que tengas que detectar a gorrinos disfrazados de superhéroe o personas con camuflaje anti-predator existe una tipología de sensores que te permitirá hacerlo sin problemas.


Saludos y hasta la semana que viene.

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