Esquema de cableado de sensores fotoeléctricos: sensores de 3 hilos, de 4 hilos y de haz pasante

Si alguna vez te has encontrado delante de una máquina con un sensor fotoeléctrico averiado, con un recambio en la mano que tiene más cables que el antiguo, esta guía es para ti. El cableado de los sensores fotoeléctricos puede resultar intimidante porque los mismos tres o cuatro colores de cable ocultan comportamientos muy diferentes en función de la estructura de detección. Repasaremos el esquema de cableado, desde la conexión más sencilla de tres cables hasta los pares de sensores de haz pasante que suelen confundir a todo el mundo. Además, está la lógica «luz encendida/oscuridad encendida»: es la que determina si tu sensor funciona correctamente o al revés.

Conceptos básicos sobre el cableado de los sensores fotoeléctricos: marrón, azul, negro

Un sensor fotoeléctrico (fotocélula) detecta un objeto sin tocarlo: un emisor envía luz, un receptor la capta y la diferencia indica al sensor si hay algo allí. En un armario de control, esto se traduce en una sencilla conexión de tres hilos en la mayoría de las unidades de corriente continua:

• Brown (BN): alimentación positiva, conectada a +12–24 V CC
• Azul (BU): alimentación negativa, conectada a 0 V (común de CC)
• Negro (BK): salida de conmutación, conectada a la entrada del PLC o a la carga

Esta convención de colores se ajusta a la norma IEC/EN 60947-5-2, la norma utilizada en todos los sensores industriales de corriente continua (Pepperl+Fuchs, base de conocimientos sobre conexiones según la norma EN 60947-5-2). El cable negro es la parte funcional: se trata de la salida de un transistor que o bien suministra +24 V (PNP, “sourcing”) o bien lleva la entrada a 0 V (NPN, “sinking”). Memoria de una línea: El PNP se conecta al polo positivo, y el NPN al negativo. Conecta el sensor a la alimentación, lleva el cable negro a la entrada de tu PLC o a la bobina del relé, y ya tienes el circuito completo.

Una breve aclaración antes de seguir adelante, ya que es algo que confunde a casi todo el mundo que llega a esta página: el fotocélula Un farol que funciona desde el atardecer hasta el amanecer es algo totalmente distinto. Ese dispositivo detecta el nivel de luz ambiental para encender la iluminación de 120/240 V por la noche. No tiene el concepto de “objeto” y su cableado es el de la red eléctrica. Este artículo trata sobre el fotocélula de baja tensión que detecta piezas, paquetes y palés. Es una función diferente, con un cableado diferente.

Tres estructuras de detección: analiza la máquina antes de conectar nada

Antes de tocar ni un solo cable, identifica cuál de las tres estructuras fotoeléctricas estás manejando. El cableado es diferente en cada una de ellas, y pensar que “se parecen” es lo que provoca errores muy costosos.

Existen variantes menos habituales, como los sensores retrorreflectantes polarizados, los difusos con supresión de fondo, los cabezales de fibra óptica, los sensores láser y los de marcas de color. Todos ellos derivan de estas tres estructuras, y las cuestiones relacionadas con el cableado siguen siendo las mismas.

La forma más rápida de clasificar una instalación desconocida es plantear tres preguntas, que deben responderse en la propia máquina:

1. ¿Una cabeza o dos? Dos unidades situadas una frente a otra indican un sistema de haz pasante. Ten en cuenta que el emisor y el receptor están dos números de referencia distintos. Anota las dos cosas.
2. ¿Hay algún reflector? «Sí» significa retrorreflectante. «Sin reflector y con una cabeza» significa difuso.
3. ¿Dónde está el número de referencia? Normalmente está grabado en el cuerpo. En un par de vigas continuas, ambas mitades llevan su propio número, y no siempre coinciden.

Haz estas tres preguntas por teléfono, en el panel de control o en la estantería de recambios, y ya habrás evitado el error más habitual a la hora de realizar pedidos en esta categoría: comprar el recambio equivocado estructura, por ejemplo, una luz difusa que sustituya a una de las dos luces de un par de luces de paso.

Cableado según la estructura: ¿qué unidad transporta la salida?

Barra de paso: el emisor es simplemente una fuente de luz; el receptor es el que realiza la conmutación

Este es el dato que resuelve la mayoría de los problemas de cableado de paso, y el que hay que recordar de todo este artículo:

En un sensor de haz pasante, la salida siempre se encuentra en el receptor: el emisor no es más que una fuente de luz, y las dos mitades tienen números de referencia diferentes.

Conecta primero el emisor: el cable marrón a +V y el azul a 0 V. Normalmente es todo lo que tiene, ya que muchos emisores son dispositivos de dos cables. A continuación, conecta el receptor: el cable marrón a +V, el azul a 0 V y el cable negro (de salida) a la entrada de tu PLC o a la carga (RealPars, cableado y configuración del sensor fotoeléctrico). Si conectas el emisor y el receptor a la corriente pero no recibes ninguna señal, las causas más habituales son: que el cable negro se haya conectado al emisor (donde no hay ningún interruptor), que el par no esté alineado o que el tipo de salida no coincida con tu entrada, algo que veremos en un momento. Ambas unidades necesitan alimentación; solo el receptor se conecta.

Los sensores de un solo cabezal y el cuarto cable: para qué sirve el “blanco”

Los cabezales retrorreflectantes y difusos son unidades individuales, por lo que siguen la sencilla configuración de tres cables descrita anteriormente. Las complicaciones surgen cuando hay un cuarto cable. A continuación, te explicamos las tres formas en que los fabricantes lo utilizan y lo que cada una de ellas significa para ti:

Hay dos advertencias prácticas que hay que tener en cuenta. Primera: cuando se deja un cable del selector de «claro»/«oscuro» sin terminar, el sensor sigue funcionando en el modo predeterminado del fabricante. Los valores predeterminados varían, así que nunca des nada por sentado: consulta la línea de la ficha técnica que dice “diagrama de conexión” y, si el diagrama no está claro (lo cual suele ocurrir), pregunta al proveedor antes de poner en marcha la máquina. Segundo: algunos sensores llevan impreso «NO/NC» en el cuerpo, mientras que la ficha técnica utiliza los términos «light-on/dark-on». La etiqueta impresa se refiere al estado sin alimentación y confunde a más gente de la que ayuda. Fíjate en el diagrama de conexión de la ficha técnica, no en la serigrafía.

Hay otra cosa que conviene comprobar a la hora de sustituir los sensores: los sensores de desconexión rápida (M8/M12). Aunque el conector pueda parecer idéntico, las funciones de los pines las asigna el fabricante. Una unidad en la que “el pin 4 = salida” no funcionará con un cable cableado para que “el pin 2 = salida”. Al pedir un sensor de desconexión rápida, la disposición de los pines debe coincidir con la del cable que ya está instalado en la máquina.

«Light-On» frente a «Dark-On»: ¿qué lógica de salida necesita tu aplicación?

Has conectado todos los cables correctamente, la máquina está encendida y, aun así, el sensor sigue haciendo justo lo contrario de lo que la máquina necesita. El funcionamiento «luz encendida/oscuridad encendida» es el tema más confuso del cableado fotoeléctrico, y aquel en el que incluso los expertos se contradicen entre sí.

Qué significan realmente “light-on” y «dark-on» (y por qué «NO/NC» confunde a la gente)

Las definiciones físicas son sencillas: un luz encendida La salida se activa cuando el receptor detecta suficiente luz; un oscuro sobre La salida se activa cuando se bloquea el haz o cuando el receptor deja de recibir luz (control.com, qué significan «light-on» y «dark-on»). El problema surge cuando la gente traduce esto al lenguaje de “normalmente abierto/normalmente cerrado” propio de los interruptores mecánicos. El blog de un importante fabricante responde a la pregunta “¿”luz encendida” es lo mismo que NO?» con «la respuesta corta es sí», y luego asocia el modo de haz pasante con «normalmente cerrado» y el modo difuso con «normalmente abierto» (Balluff, conceptos básicos sobre los sensores fotoeléctricos: «light-on» o «dark-on»), mientras que la propia guía de Omron define la detección difusa típica de presencia como «luz encendida» (Omron, términos relacionados con los sensores fotoeléctricos). Dos fuentes fiables, dos traducciones diferentes.

Esta es la resolución. NO/NC se define a partir de un estado de reposo, pero el estado de reposo de un fotocélula depende de su estructura. Un receptor de haz pasante permanece iluminado cuando no hay nada en el haz; un receptor difuso permanece a oscuras. Así que olvídate de la traducción y haz, en su lugar, una pregunta: ¿Cuál debe ser el resultado cuando el objeto ESTÁ presente? Entonces, deja que la estructura te indique qué modo lo permite.

Selección por estructura: la tabla de inversión y la dirección a prueba de fallos

Lee esa tabla dos veces, porque ahí es donde se esconden los errores: el mismo requisito de “encenderlo cuando llegue la pieza” significa oscuro sobre en un par de sensores de haz pasante y luz encendida en un cabezal difuso. Si la lógica no es la correcta, la señal de “pieza presente” se convertirá en “pieza ausente”. La máquina dará un error, se producirá un exceso de alimentación o, lo que es peor, se producirán fallos que parezcan problemas de cableado.

Si ya has comprado un sensor de salida seleccionable o complementaria, esto se puede solucionar en el terminal: vuelve a conectar el cable blanco o cambia el cable de señal a la salida complementaria. No hace falta comprar nada nuevo. Y si vas a sustituir un sensor antiguo, observa cómo funciona el antiguo durante un ciclo completo y fíjate si la salida está activada cuando la pieza está presente o ausente. Esa observación vale más que cualquier etiqueta.

Cómo elegir la entrada adecuada para tu PLC y cómo pedir un recambio que funcione a la primera

Los fotocélulas de CC se solicitan como PNP o NPN, y en la mayoría de los casos esa opción viene fijada de fábrica. No hay ningún interruptor de campo, así que comprueba qué tipo de salida requiere tu entrada antes de realizar el pedido. A continuación te indicamos la prueba de campo, que dura treinta segundos:

1. Conecta directamente la entrada del PLC que se está probando a +24 V. Si la entrada se activa, la tarjeta está en modo de salida: necesita una PNP sensor.
2. Si no es así, conecta la entrada a 0 V. Si ahora se enciende, la tarjeta es de tipo «sinking»: necesita un NPN sensor.

Entonces, ten en cuenta lo siguiente: un sensor NPN que controla una entrada de polarización “se puede hacer que funcione” con una resistencia pull-up o un relé intermedio. Los relés sí que funcionan como adaptadores, pero se trata de un apaño improvisado que tiene un coste real: un componente adicional por canal, una respuesta más lenta y un contacto que hay que mantener. Es una medida para poner la línea en marcha, no un diseño. La solución adecuada es pedir la polaridad correcta, por lo que tu pedido debe ser específico. Cuando sustituyas un fotocélula, entrega al proveedor esta lista de comprobación. Cada línea se corresponde con algo que puedes leer en la unidad antigua:

Si la etiqueta de la unidad antigua se ha desgastado, revisa la lista de comprobación al revés con un proveedor que pueda identificar el modelo en función del contexto de la máquina (montaje, rango y funcionamiento), en lugar de tener que adivinar a partir de una foto.

¿El cableado parece correcto, pero el sensor sigue sin funcionar? Solicitud de diagnóstico sobre el terreno

Cuando un fotocélula recién conectada no funcione correctamente, realiza el diagnóstico siguiendo este orden. Te ahorrará horas de buscar fallos imaginarios:

¿Sigue sin funcionar después de probar las tres opciones? Mide la tensión del cable de salida con respecto a 0 V mientras interrumpes el haz: si la tensión no varía, el problema está en el sensor o en su alimentación; si varía pero el PLC no lo detecta, el problema está entre la salida y la entrada. Esa distinción te indica en qué lado del cable está el fallo.

Qué significa la demanda de reposición para los distribuidores y los mayoristas

Todo lo anterior —la identificación de la estructura, la regla del receptor, la tabla de inversión— es lo que distingue a un distribuidor que recibe llamadas telefónicas de uno que recibe pedidos. Tus clientes describen las fotocélulas tal y como las ven: “la que tiene dos cabezales”, “la que tiene el reflector”, “la de un solo cabezal que detecta las botellas”. Esas descripciones se corresponden uno a uno con las tres estructuras de esta guía. Por eso las tres preguntas de identificación sirven también como guion de atención al cliente, y por eso un distribuidor que sea capaz de responderlas en una sola llamada se gana la fidelidad de los clientes.

Esta misma estructura de análisis facilita la gestión de existencias y la elaboración de presupuestos. Almacena los pares de fotocélulas de barrera como un todo, ya que los emisores y receptores suelen fallar y venderse juntos. Opta por unidades con lógica seleccionable o complementaria cuando sea adecuado: así, una sola referencia (SKU) cubrirá tanto la demanda de “luz activada” como la de «oscuridad activada». Presupuesta cada pedido con la lista de comprobación de seis campos: estructura, polaridad, lógica, alimentación/cableado, alcance y entorno. En el caso de los fotocélulas, una polaridad incorrecta o una lógica invertida supone una devolución del tipo «recibido pero no funciona», y las devoluciones son las que acaban con el margen. Nada de esto es complicado: es el esquema de cableado que ya conoces, reinterpretado como política de inventario.

Si vas a sustituir unos sensores fotoeléctricos y quieres que se comprueben las especificaciones antes de tomar una decisión —ya sea en cuanto a la estructura, el tipo de salida, el modo de activación (luz o oscuridad) o la disposición de los pines—, envía los datos de la unidad antigua al equipo de selección de OMCH. Compararemos los datos con los planos y las fichas técnicas de nuestro catálogo de automatización, que abarca más de 30 categorías, y confirmaremos el funcionamiento de las muestras en tu máquina antes de que realices un pedido al por mayor.

Referencias

1. Pepperl+Fuchs. “Sensores inductivos: conexiones eléctricas. Colores de los cables y asignación de los conectores según la norma EN 60947-5-2”.”
2. Omron Industrial Automation. “Sensores fotoeléctricos: explicación de términos (Light-ON / Dark-ON)”.”
3. Balluff. “Conceptos básicos sobre sensores fotoeléctricos: Light-On o Dark-On”. Junio de 2024.
4. RealPars. “Cableado, configuración y resolución de problemas de sensores fotoeléctricos”.”
5. control.com. “¿Qué significan Light-On y Dark-On en los sensores fotoeléctricos?”. Enero de 2025.
6. Interruptores sensoriales OMCH: gama de productos fotoeléctricos y de proximidad
7. Selección de productos OMCH: búsqueda por especificaciones y planos
8. Contacto con OMCH
9. OMCH: componentes de automatización industrial