PNP vs. NPN: o que torna essas saídas diferentes?
No mundo industrial, há muitos tipos diferentes de saídas do sensor . Alguns são simples, como saídas discretas, e outros são complexos, como Ethernet ou saídas analógicas. Independentemente do nível de complexidade, todos eles começam com um sensor que recebe um sinal físico, como luz ou som, e responde com um sinal elétrico, ou saída. Ambos os tipos de saídas têm seus usos. Mas ao discutir saídas discretas, há alguns aspectos que você deve saber.
Entendendo as saídas discretas
Há dois tipos principais de saídas discretas: saídas de relé eletromecânico (EM) e saídas de estado sólido. Ambos são discretos, que comunicam que algo está em um estado ou outro, como ligado e desligado, verdadeiro ou falso.
As saídas de relé eletromecânico usam uma chave mecânica para alterar o estado do fluxo de sinal. Quando um eletroímã é ligado em uma saída de relé EM, o eletroímã puxa uma armadura para baixo para fechar um contato. Isso completa um circuito e permite que a corrente flua. Quando o eletroímã é desligado, uma mola puxa a armadura para trás, abrindo o contato e interrompendo o fluxo de corrente. Essas chaves são melhores para comutar cargas elétricas elevadas do que as saídas de estado sólido, mas as peças móveis limitam sua vida útil e têm uma velocidade de resposta um pouco mais lenta em comparação com as saídas de estado sólido.
As saídas discretas mais comuns são de estado sólido. Eles são acionados por transistor, uma chave eletrônica que liga ou desliga a corrente. Você pode pensar nas saídas de estado sólido como sendo um relé EM, mas sem partes móveis. Eles oferecem velocidades de comutação rápidas e são tolerantes a choques e vibrações. A Banner oferece sensores com saídas de estado sólido CA e CC. Entretanto, as saídas de estado sólido PNP ou NPN estão disponíveis somente em dispositivos CC.
Então, qual é a diferença entre PNP e NPN?
Embora seja comum que as pessoas se refiram aos sensores como PNP ou NPN, as abreviações na verdade se referem ao tipo de transistor usado no dispositivo. A diferença entre PNP e NPN é a construção do material semicondutor encontrado no interior do transistor. Em um transistor PNP, o material semicondutor é feito de três camadas: uma camada negativa (N) entre duas camadas positivas (P): Positivo-Negativo-Positivo, ou PNP. Da mesma forma, um transistor NPN tem uma camada positiva intercalada entre duas camadas negativas: Negativo-Positivo-Negativo, ou NPN. Apesar de sua construção diferente, ambas as formas têm cabos de alimentação positivos e negativos e são conectadas a um dispositivo chamado load, como uma luz indicadora anexa, um hub ou um IO-Link master, um PLC, etc.
Saídas PNP
Também chamada de sourcing output, uma saída PNP fornece a corrente para a carga conectada. A carga elétrica é conectada entre a saída do sensor e o lado negativo (comum) da fonte de alimentação. A tensão de saída é a mesma que a tensão de alimentação.
Saídas NPN
Como elas fornecem o aterramento para o circuito, as saídas NPN também são conhecidas como sinking outputs. Nesse caso, a carga elétrica é conectada entre a saída do sensor e o lado positivo da fonte de alimentação. A tensão de saída é um sinal de terra. Nas saídas NPN, a corrente flui de forma oposta à das saídas PNP.
Os diferentes tipos de saída do sensor
Sensores diferentes terão tipos diferentes de saídas. Os sensores bipolares contêm transistores PNP e NPN em uma configuração de saída dupla. Se você não tiver certeza de qual tipo de saída precisa, poderá conectar um ou outro. Entretanto, apenas uma saída é normalmente conectada ao PLC.
Os sensores com saídas complementares serão PNP ou NPN. Esses dispositivos têm dois fios de saída, sendo um aberto e o outro fechado.
Uma saída push-pull contém transistores de saída PNP e NPN no mesmo circuito. Se o circuito estiver ligado e enviando um sinal PNP, ele enviará um sinal NPN quando for desligado (e vice-versa). Os sensores com saída push-pull têm uma configuração de polaridade que permite ao usuário escolher qual saída estará ativa quando o sensor for acionado.
Quando usar PNP e NPN
Dependendo da parte do mundo em que você se encontra, muitas vezes isso determina o tipo de saída discreta que você usará. Na Ásia, cerca de 90% das saídas usam NPN. Na Europa, cerca de 90% das saídas são PNP. Nos Estados Unidos, há uma divisão de cerca de 60/40 entre NPN e PNP.
Um CLP procurará um sinal PNP ou NPN, portanto, certifique-se de que esteja usando a saída correta do sensor para corresponder ao sinal específico que o CLP exige para a sua aplicação específica. Essas informações estarão na documentação do PLC e nos diagramas de fiação.
Ao trabalhar em sua próxima aplicação, entre em contato com os especialistas da Banner Engineering para obter ajuda na determinação de suas necessidades específicas de saída PNP ou NPN.
