Esquema del Sensor de Movimiento

En la búsqueda constante de instalaciones eléctricas más eficientes y automatizadas, el esquema del sensor de movimiento se ha convertido en una solución ampliamente adoptada.

Estos sensores, capaces de detectar la presencia de personas a través de la detección de cambios en la radiación infrarroja, ultrasonidos o microondas, ofrecen un control automatizado de la iluminación y otros sistemas, optimizando el consumo energético y mejorando la seguridad y el confort.

Entre los esquemas eléctricos básicos más instalados en la actualidad, destaca el esquema del sensor de movimiento, cuyo uso ha experimentado un notable crecimiento.

La creciente adopción de estos dispositivos en lugares de pública concurrencia, edificios residenciales e incluso en ascensores modernos, evidencia su importancia en la optimización del consumo energético y la mejora de la experiencia del usuario.

El sensor de movimiento infrarrojo pasivo PIR es el más común. Otras alternativas, como los sensores de movimiento de microondas y ultrasónicos, ofrecen ventajas como un mayor alcance y una menor susceptibilidad a las variaciones de temperatura, pero su precio suele ser superior, lo que limita su uso en comparación con los PIR.

A continuación, nos centraremos en el esquema de funcionamiento de los sensores de movimiento que operan directamente a 230 V AC y controlan cargas de iluminación, analizando sus componentes, conexión, especificaciones técnicas y aplicaciones más comunes.

Imagen de un sensor de movimiento
Contenidos
  1. Elementos del Esquema del Sensor de Movimiento
  2. Funcionamiento de los Sensores de Movimiento
  3. Especificaciones Técnicas de los Sensores de Movimiento
  4. Esquemas Eléctricos del Sensor de Movimiento
  5. Cómo Conectar un Sensor de Movimiento
  6. Esquema del Sensor de Movimiento con Contactor
  7. Aplicaciones Comunes de los Detectores de Movimiento

Elementos del Esquema del Sensor de Movimiento

El esquema básico de un detector de movimiento de 230 V AC, se compone de los siguientes elementos:

Receptores: son principalmente receptores de iluminación, aunque también puede activar otros tipos de receptores. Por ejemplo, extractores de aire en baños o aseos, sistemas de alarma antirrobo, alerta de la presencia de personas en zonas peligrosas o restringidas, etc.

Detector de movimiento: encargado de detectar la presencia de personas. Se compone de:

Sensor de presencia: detecta movimiento o presencia humana en un área determinada. El tipo más común es el sensor PIR (Infrarrojo Pasivo) ideal para detectar movimiento humano basado en el calor corporal. No obstante, son preferibles los de ultrasonidos y microondas en entornos donde el PIR pueda ser menos eficiente.

Circuito electrónico de control: procesa la señal del sensor y activa o desactiva la salida. Incluye un amplificador de señal, un comparador y un temporizador que controla el tiempo que la salida permanece activada después de detectar movimiento. La mayoría de modelos disponen de un sensor de luminosidad para ajustar el umbral a partir del cual se activa la salida.

Elemento de conmutación de potencia: controla el paso de la corriente a la carga. Los más comunes son los de conmutación por relé electromagnético (interruptor accionado por electroimán) o de conmutación por triac (semiconductor que puede controlar grandes corrientes alternas).

Bornes de conexión: permiten la conexión a la red eléctrica (fase y neutro) y a la carga (lámpara u otro dispositivo). Generalmente respetan el código de colores: Marrón (Fase), Azul (Neutro) y Rojo o Negro (Salida).

Reguladores o selectores: pueden disponer de un ajuste de tiempo de encendido, para configurar la duración de la activación de la carga, o de un ajuste de sensibilidad de luz, para que funcione solo en condiciones de baja luminosidad.

Funcionamiento de los Sensores de Movimiento

A continuación, se muestra el funcionamiento detallado del sensor de movimiento:

1º) El detector se alimenta a 230 V AC.

2º) El sensor (generalmente PIR) monitorea constantemente el entorno.

3º) Cuando el sensor detecta una variación en la radiación infrarroja (debido al movimiento de una persona), envía una señal al circuito electrónico de control.

4º) El circuito electrónico procesa la señal y, si supera el umbral preestablecido, activa el elemento de conmutación de potencia (relé o triac).

5º) El elemento de conmutación cierra el circuito, conectando la alimentación de 230 V a la salida.

6º) La salida alimenta la carga (lámparas), encendiéndolas.

7º) El temporizador comienza a contar.

8º) Si no se detecta más movimiento durante el tiempo de temporización ajustado, el temporizador desactiva el elemento de conmutación, interrumpiendo la alimentación a la salida y apagando las luces.

9º) Si se detecta movimiento antes de que termine el tiempo de temporización, el temporizador se reinicia.

El símbolo del detector de movimiento es el siguiente:

Símbolo del sensor de movimiento

Especificaciones Técnicas de los Sensores de Movimiento

A continuación, se detallan las especificaciones más relevantes de los detectores de movimiento:

1º) Tensión de alimentación: típicamente de 230 V AC.

2º) Rango de detección: puede variar desde 3-5 metros para detectores de corto alcance hasta 10-12 metros o más para detectores de largo alcance.

3º) Ángulo de detección: define el campo de visión del sensor. Los ángulos comunes son de 90º, 180º, 360º y otros ángulos intermedios.

4º) Carga máxima: varía según el modelo, desde unos pocos cientos de vatios hasta varios kilovatios. Se especifica en vatios (W) para cargas resistivas y en amperios (A) o voltiamperios (VA) para cargas inductivas. Nunca se debe exceder la carga máxima para evitar daños al detector. Si se va a exceder la carga se debe instalar el sensor de movimiento con contactor.

5º) Temporización: ajustable, generalmente desde unos pocos segundos hasta varios minutos. Por ejemplo, de 5 segundos a 10 minutos.

6º) Sensibilidad lumínica (lux): ajustable en algunos modelos, permitiendo que el detector solo funcione cuando la luz ambiental está por debajo de un umbral preestablecido. El rango típico de ajuste es de 3 a varios cientos de lux.

7º) Tipo de salidas: generalmente es a relé electromagnético. La más habitual suele ser la salida a relé electromagnético de 3 hilos, cuya salida está directamente conectada al circuito de alimentación, comúnmente 230 V. No obstante, también está la salida a relé electromagnético de 4 hilos, cuyo contacto de salida está aislado galvánicamente del circuito de alimentación.

8º) Grado de protección IP: indica el nivel de protección contra la entrada de polvo y agua. El grado de protección IP20 es común para interiores, mientras que IP44 o superior se utiliza para exteriores.

Esquemas Eléctricos del Sensor de Movimiento

Los circuitos eléctricos se representan gráficamente mediante 3 tipos de esquemas: esquemas funcionales, esquemas multifilares y esquemas unifilares. Cada uno de estos esquemas ofrece una perspectiva distinta del circuito, resultando útil para comprender su operación, simplificar su instalación o planificar su diseño.

A continuación, se presenta un circuito con un detector de movimiento y un contacto de salida para el control de un punto de luz, representado mediante los 3 tipos de esquemas y utilizando la simbología eléctrica estándar.

Esquema Funcional del Detector de Movimiento

Un esquema funcional de un detector de movimiento representa de forma simplificada el flujo de la señal y la función principal del dispositivo, sin entrar en detalles de los componentes electrónicos específicos.

A continuación, se muestra un esquema funcional de un detector de movimiento que dispone de un sensor con salida a relé electromagnético de 3 hilos típico que opera a 230 V AC y controla una lámpara.

Esquema funcional del detector de movimiento

Esquema Multifilar del Detector de Movimiento

El esquema multifilar de un detector de movimiento muestra con detalle las conexiones eléctricas entre cada uno de los componentes, utilizando líneas separadas para cada conductor. A diferencia del esquema funcional, que se centra en el flujo de la señal, el esquema multifilar se centra en la conexión física de los elementos.

A continuación, se presenta un esquema multifilar de un detector de movimiento típico constituido por un sensor con salida a relé electromagnético de 3 hilos de 230 V AC que controla una lámpara.

Esquema multifilar del detector de movimiento

Esquema Unifilar del Detector de Movimiento

Un esquema unifilar, a diferencia del multifilar, representa el circuito eléctrico utilizando una única línea para simbolizar varios conductores. Se centra en la representación de las conexiones principales y los componentes, simplificando la representación y facilitando la comprensión general del circuito.

A continuación, se observa un esquema unifilar típico para un detector de movimiento que controla una lámpara:

Esquema unifilar del detector de movimiento

Cómo Conectar un Sensor de Movimiento

El montaje del sensor de movimiento se inicia con la conexión de los conductores activos (fase y neutro) de la alimentación a los terminales de entrada del magnetotérmico.

A continuación, se alimenta el detector de movimiento conectando la fase de salida del magnetotérmico a su borne de entrada (L) y la salida del neutro a su borne de entrada (N).

Por otro lado, la fase de salida (S) del detector de movimiento se conecta a las lámparas (fase temporizada que se activa cuando se detecta movimiento). El neutro (N) de salida del magnetotérmico también se lleva de forma directa a las lámparas. Por último, se realiza la conexión del conductor de protección desde el cuadro eléctrico hasta las lámparas.

Cómo conectar un sensor de movimiento. Esquema de cableado y conexiones

Añadir un interruptor al esquema de un sensor de movimiento, aunque parezca redundante, ofrece varias ventajas y funcionalidades adicionales que pueden ser útiles en diversas situaciones.

Las principales razones para añadir un interruptor al esquema del detector de movimiento son:

Encendido manual: en algunos casos, se puede preferir encender las luces manualmente en lugar de esperar a que el sensor detecte movimiento. Puede ser útil en situaciones donde se necesita luz antes de entrar en la zona de detección del sensor o cuando se quiere evitar que el sensor se active constantemente por movimientos leves.

Anulación del sensor: el interruptor permite anular el funcionamiento automático del sensor de movimiento. Es útil en situaciones donde se desea mantener las luces encendidas de forma continua, independientemente de si hay movimiento o no. Por ejemplo, durante una fiesta, una reunión o trabajos de mantenimiento en la zona iluminada.

Cómo Conectar el Sensor de Movimiento con Interruptor de Encendido Manual

Esta configuración, en la que el interruptor está en paralelo con el sensor de movimiento, permite controlar la iluminación tanto de forma automática (con el sensor de movimiento) como manual (con el interruptor).

El funcionamiento es el siguiente:

Interruptor abierto: el detector de movimiento controla la iluminación de forma automática. Cuando detecta movimiento, cierra el circuito y enciende las luces. Cuando deja de detectar movimiento, las luces se apagan después del tiempo de temporización.

Interruptor cerrado: las luces permanecen encendidas de forma continua, independientemente del estado del detector de movimiento. El interruptor "puentea" la salida del detector.

Ofrece control manual total y la posibilidad de anular el sensor cuando sea necesario. No obstante, no ofrece la posibilidad de apagar las luces manualmente cuando el sensor está activo (si hay movimiento constante, las luces permanecerán encendidas aunque se accione el interruptor).

Cómo conectar el sensor de movimiento con interruptor de encendido manual en paralelo

Cómo Conectar el Sensor de Movimiento con Interruptor de Anulación del Sensor

Esta configuración, en la que el interruptor está en serie con el sensor de movimiento, se centra en anular el sensor de movimiento.

El funcionamiento es el siguiente:

Interruptor cerrado: el detector de movimiento funciona normalmente.

Interruptor abierto: se corta la alimentación al detector de movimiento, anulando su funcionamiento. Las luces se apagan y solo se pueden encender mediante otro interruptor independiente (no mostrado en el siguiente esquema simplificado).

Permite aislar el sensor para mantenimiento o evitar falsas activaciones, pero no ofrece un control manual directo de las luces. Cuando el sensor está anulado sería necesario un segundo interruptor para encender las luces. En este caso se llevaría la fase de salida del magnetotérmico a la entrada de este segundo interruptor, y su salida, a las lámparas.

Cómo conectar el sensor de movimiento con interruptor de encendido manual en serie

Esquema del Sensor de Movimiento con Contactor

Los sensores de movimiento, especialmente los más pequeños y económicos, tienen una capacidad de corriente limitada. Por ello, solo pueden controlar directamente cargas de bajo consumo.

Para cargas de mayor consumo, como circuitos con muchas lámparas o motores, se utiliza un contactor. El sensor activa la bobina del contactor (de bajo consumo), y este último conmuta la carga de alta corriente.

El contactor, además, aísla galvánicamente el circuito de control (sensor) del circuito de potencia (carga), protegiendo al sensor ante posibles fallos en el circuito de potencia y mejorando la seguridad de la instalación.

El esquema multipolar del sensor de movimiento con contactor es el siguiente:

Esquema del sensor de movimiento con contactor

El contactor monofásico consta de una bobina (con bornes A1 y A2) y dos contactos principales (con pares de bornes 1-2 y 3-4).

Primero se alimenta el detector de movimiento conectando la fase de salida del magnetotérmico a su borne de entrada (L) y la salida del neutro a su borne de entrada (N).

La salida temporizada del sensor de movimiento (S) se conecta al borne A1 de la bobina del contactor, mientras que el neutro (N) del magnetotérmico se conecta al borne A2, completando el circuito de alimentación de la bobina.

La fase de la red (L) se conecta al borne de entrada 1 de uno de los contactos principales del contactor, y el neutro (N) a la entrada 3 del otro contacto principal. Las salidas 2 y 4 de los contactos principales del contactor proporcionan, respectivamente, la fase y el neutro a las lámparas.

Cómo conectar un sensor de movimiento con un contactor

Aplicaciones Comunes de los Detectores de Movimiento

Los detectores de movimiento son versátiles y pueden emplearse en diversas situaciones y entornos. Sus aplicaciones más destacadas son las siguientes:

Iluminación automática de pasillos y escaleras: para encender las luces automáticamente cuando alguien pasa y apagarlas después de un tiempo, ahorrando energía.

Iluminación automática de entradas y portales: para iluminar la entrada de un edificio o una vivienda cuando alguien se acerca.

Iluminación automática de aseos públicos: para encender las luces automáticamente cuando se entra al aseo y apagarlas al salir.

Sistema de aviso en tiendas y negocios: activación de timbres o luces para indicar la entrada de clientes.

Sistemas de extracción de aire: activación automática de extractores de aire en baños o aseos, ofreciendo ventajas en términos de confort, higiene y eficiencia energética.

Sistemas de seguridad: para activar luces exteriores para disuadir intrusos, así como activar alarmas o cámaras de vigilancia cuando se detecta movimiento en una zona protegida.

Automatización del hogar (domótica): para controlar la iluminación, la climatización u otros dispositivos en función de la presencia de personas.

Ahorro energético en oficinas y comercios: para optimizar el consumo de energía eléctrica al encender las luces solo cuando es necesario.

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