07/07/2021
En el vasto y complejo mundo de la electricidad y la electrónica, la identificación correcta de los conductores es fundamental para garantizar la seguridad, la eficiencia y el correcto funcionamiento de los sistemas. Una de las herramientas más universales y efectivas para lograr esta identificación es el uso de códigos de colores. Estos códigos permiten a técnicos e ingenieros reconocer rápidamente la función o conexión de cada cable sin necesidad de realizar pruebas complejas, facilitando la instalación, el mantenimiento y la resolución de problemas.
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Si bien los principios básicos del código de colores son similares (asociar un color a una función específica), los esquemas varían significativamente dependiendo de la aplicación. Los sistemas eléctricos de un automóvil tienen necesidades diferentes a las redes de telecomunicaciones o a los cables de sensores industriales. A continuación, exploraremos algunos de estos códigos de colores clave en diferentes ámbitos.
Códigos de Colores en Cables Automotrices
Aunque la información específica sobre los códigos de colores estandarizados para cables automotrices no fue proporcionada en el material de referencia, es importante destacar que la industria automotriz sí utiliza códigos de colores para identificar circuitos y funciones dentro de un vehículo. Estos códigos pueden variar entre fabricantes e incluso entre modelos, pero su propósito es el mismo: simplificar el cableado y facilitar las reparaciones.
En general, en el cableado automotriz, se utilizan colores sólidos, franjas de colores o combinaciones de ambos para indicar la fuente de alimentación, el destino de la señal o la función del cable. Por ejemplo, un color podría indicar que un cable lleva energía constante de la batería, otro que es un cable de tierra, y combinaciones de colores podrían identificar circuitos específicos como las luces, el encendido o los sistemas de audio. La ausencia de información detallada en la fuente subraya la necesidad de consultar los diagramas de cableado específicos del fabricante y modelo del vehículo al trabajar en sistemas automotrices.
Códigos de Colores en Cables de Telecomunicaciones (Código de 25 Pares)
El sector de las telecomunicaciones, especialmente con el desarrollo de los cables con conductores aislados de polietileno (PIC) en la década de 1950 por Bell Laboratories, estableció un sistema de codificación de colores muy específico y extendido. Este sistema se basa en la combinación de dos colores para identificar cada conductor individual dentro de un cable multipar.
La identificación se logra mediante la combinación de un color principal (o mayor) y un color secundario (o menor). Estos colores se eligen de dos grupos de cinco colores cada uno, lo que resulta en un total de 25 combinaciones posibles. Los colores se aplican al aislamiento del conductor. Típicamente, un color actúa como color de fondo predominante del aislamiento, y el otro color es un trazador, que consiste en rayas, anillos o puntos aplicados sobre el fondo.
Es interesante notar que el color de fondo de un conductor siempre coincide con el color del trazador de su conductor emparejado, y viceversa. Esto ayuda a identificar los pares trenzados.
Los Grupos de Colores
Los dos grupos de colores utilizados en el código de 25 pares son:
- Grupo Principal (Mayor): Blanco, Rojo, Negro, Amarillo, Violeta. (Una regla mnemotécnica en inglés es "Why Run Backwards, You'll Vomit").
- Grupo Secundario (Menor): Azul, Naranja, Verde, Marrón, Pizarra (Slate). (Una regla mnemotécnica en inglés es "Bell Operators Give Better Service").
Combinando cada color del grupo principal con cada color del grupo secundario, se obtienen las 25 combinaciones que identifican los pares.
La Tabla del Código de 25 Pares
La siguiente tabla muestra la combinación de colores para cada uno de los 25 pares:
| Nº de Par | Color Principal | Color Secundario |
|---|---|---|
| 1 | Blanco | Azul |
| 2 | Blanco | Naranja |
| 3 | Blanco | Verde |
| 4 | Blanco | Marrón |
| 5 | Blanco | Pizarra |
| 6 | Rojo | Azul |
| 7 | Rojo | Naranja |
| 8 | Rojo | Verde |
| 9 | Rojo | Marrón |
| 10 | Rojo | Pizarra |
| 11 | Negro | Azul |
| 12 | Negro | Naranja |
| 13 | Negro | Verde |
| 14 | Negro | Marrón |
| 15 | Negro | Pizarra |
| 16 | Amarillo | Azul |
| 17 | Amarillo | Naranja |
| 18 | Amarillo | Verde |
| 19 | Amarillo | Marrón |
| 20 | Amarillo | Pizarra |
| 21 | Violeta | Azul |
| 22 | Violeta | Naranja |
| 23 | Violeta | Verde |
| 24 | Violeta | Marrón |
| 25 | Violeta | Pizarra |
Los pares se referencian tanto por su número (del 1 al 25) como por la combinación de sus colores. Por ejemplo, el par 9 es conocido como el par rojo-marrón.
Es importante mencionar que el color 'Violeta' es el nombre estándar en la industria de las telecomunicaciones y la electrónica, aunque a veces se le llama púrpura. De manera similar, 'Pizarra' (Slate) se refiere a un tono particular de gris. Los nombres de la mayoría de los colores se derivaron de los colores convencionales del arco iris o espectro óptico, y se utilizan los mismos diez colores en el código de color electrónico, aunque en un orden diferente.
Convención Tip y Ring
Cuando este código se utiliza para el servicio telefónico básico antiguo (POTS - Plain Old Telephone Service), los dos conductores de un par tienen funciones específicas. El primer cable del par (identificado por el color principal y secundario) se conoce como el conductor tip o A-leg (en el Reino Unido). Este conductor se conecta generalmente al lado positivo de un circuito de corriente continua (DC).
El segundo cable del par se conoce como el conductor ring o B-leg (en el Reino Unido). Este se conecta al lado negativo del circuito. Es crucial notar que ninguno de estos lados de la línea tiene una conexión a tierra local. Esta configuración crea un circuito de audio balanceado con rechazo de modo común, también conocido como par diferencial.
La convención tip y ring tiene un origen histórico interesante, basado en los conectores telefónicos TRS de 1/4" (6.5 mm) que se utilizaban en las centrales telefónicas de los siglos XIX y XX. En estos conectores, el contacto de la 'punta' (tip) está separado del contacto del 'anillo' (ring) por un espaciador de aislamiento. La conexión más alejada del cable se conoce como la punta (tip), la conexión central es el anillo (ring), y la conexión (la más grande) más cercana al cable es el 'sleeve' (manguito).
Códigos de Colores en Cables de Sensores Electrónicos
En el ámbito de la automatización industrial y los sistemas de control, los sensores electrónicos, especialmente los utilizados para la protección de matrices o troqueles, suelen ser sensores de corriente continua (DC) de 3 o 4 hilos. Estos sensores también utilizan un código de colores estandarizado para sus conexiones, lo que simplifica enormemente su instalación.
Los sensores de 3 hilos suelen tener una salida normalmente abierta (NO) o normalmente cerrada (NC). Los sensores de 4 hilos tienen salidas complementarias, es decir, tanto una salida normalmente abierta como una normalmente cerrada simultáneamente.
La codificación de colores típica para los cables de estos sensores es la siguiente:
| Color del Cable | Función | Conexión Típica |
|---|---|---|
| Marrón | + Voltaje (Alimentación Positiva) | Lado positivo de la fuente de alimentación DC del sensor. |
| Azul | Común (Alimentación Negativa/Tierra) | Lado común o negativo de la fuente de alimentación DC del sensor. |
| Negro | Salida Principal (Normalmente Abierta o Complementaria) | Conectado al control de protección de matrices o interfaz del sensor. |
| Blanco | Salida Complementaria (Normalmente Cerrada) | Conectado al control de protección de matrices o interfaz del sensor (solo en sensores de 4 hilos). |
Por lo tanto, el cable marrón siempre se conecta al positivo (+Vcc), el cable azul al común o negativo (GND), y los cables negro y/o blanco son los cables de salida que transportan la señal del sensor al sistema de control.
Tipos de Salida de Sensor: NPN y PNP
La función exacta de los cables de salida (negro y blanco) depende del tipo de salida del sensor: NPN o PNP. Cuando un sensor se activa (detecta su objetivo), la salida se establece a un cierto nivel de voltaje, que puede ser alto (cercano al voltaje de alimentación, típicamente 24V DC) o bajo (cercano a 0V DC, usualmente entre 0.75V y 3.5V DC).
- Un sensor PNP tiene una salida que se eleva a un nivel de voltaje alto cuando se activa. A veces se le llama salida 'sourcing' o 'emisor abierto'.
- Un sensor NPN tiene una salida que baja a un nivel de voltaje bajo cuando se activa. A veces se le conoce como salida 'sinking' o 'colector abierto'.
Cuando cualquiera de estos tipos de sensores está *apagado* (no activado), las salidas no cambian al nivel de voltaje opuesto; en cambio, simplemente se apagan o se 'abren', como si el cable estuviera desconectado. En su estado OFF, un sensor NPN o PNP no está ni 'Alto' ni 'Bajo' activamente.
Salidas Push/Pull
Además de NPN y PNP, existe otro tipo de salida de sensor llamada 'Push/Pull'. A diferencia de NPN/PNP, cuya salida se abre cuando no están activados, una salida Push/Pull es impulsada activamente a un nivel alto o bajo dependiendo de si el sensor está detectando su objetivo o no. Una salida Push/Pull actúa como una salida PNP cuando está activada y como una salida NPN cuando no lo está (o viceversa). Con una salida Push/Pull, siempre hay flujo de corriente desde o hacia el sensor, independientemente de su estado.
Interfaces de Sensores
Las interfaces a las que se conectan los sensores (parte del sistema de control o protección de matrices) también tienen tipos de entrada que deben coincidir con el tipo de salida del sensor (NPN o PNP). Las interfaces antiguas solían ser 'sensibles al voltaje' y requerían circuitería interna (resistencias pull-up o pull-down) para detectar el estado OFF de los sensores NPN/PNP.
Las interfaces modernas, como la Wintriss DSI-2 mencionada en la fuente, están diseñadas para ser 'sensibles a la corriente'. Pueden aceptar entradas de sensores NPN o PNP indistintamente porque detectan el flujo de corriente que ocurre cuando un sensor se activa, en lugar de buscar un nivel de voltaje específico. Esto permite una mayor flexibilidad al usar sensores de diferentes tipos.
Al usar sensores con salida Push/Pull con interfaces sensibles a la corriente, se requiere un componente adicional: un diodo. Un diodo actúa como una 'válvula unidireccional' para la corriente. Al colocar un diodo en serie con la salida de un sensor Push/Pull, se bloquea el flujo de corriente hacia la interfaz del sensor cuando el sensor no está activado, permitiendo que funcione correctamente como NPN o PNP dependiendo de la dirección en la que se instale el diodo.
Preguntas Frecuentes sobre Códigos de Colores
Aquí respondemos algunas preguntas comunes relacionadas con los códigos de colores en el cableado:
¿Por qué se utilizan códigos de colores en los cables?
Los códigos de colores se utilizan para identificar rápidamente la función, el origen, el destino o el tipo de señal que transporta un cable. Esto simplifica enormemente la instalación, el mantenimiento, la resolución de problemas y mejora la seguridad al evitar conexiones incorrectas.
¿Son los códigos de colores universales?
No, los códigos de colores varían significativamente entre diferentes aplicaciones (automotriz, telecomunicaciones, electrónica, cableado de edificios) y, a veces, incluso entre fabricantes dentro de la misma aplicación. Es crucial consultar la documentación o los estándares específicos del sistema con el que se está trabajando.
En el código de 25 pares, ¿qué significan Tip y Ring?
En el servicio telefónico básico, Tip y Ring se refieren a los dos conductores de un par trenzado. Tip es generalmente el conductor positivo (A-leg), y Ring es el conductor negativo (B-leg). La terminología proviene de las partes de los conectores telefónicos antiguos de 1/4".
¿Qué significan los colores marrón, azul, negro y blanco en los cables de un sensor DC?
En muchos sensores industriales DC de 3 o 4 hilos, el marrón es el positivo de la alimentación (+V), el azul es el común o negativo de la alimentación (GND), el negro es la salida principal (generalmente NO), y el blanco (si está presente) es la salida complementaria (generalmente NC).
¿Cuál es la diferencia entre una salida de sensor NPN y PNP?
La diferencia radica en cómo la salida cambia de voltaje cuando el sensor se activa. Una salida PNP va a un voltaje alto (cerca de +V) cuando se activa, mientras que una salida NPN va a un voltaje bajo (cerca de GND) cuando se activa.
Comprender y aplicar correctamente los códigos de colores es una habilidad esencial para cualquiera que trabaje con sistemas eléctricos o electrónicos. Aunque los detalles varíen, el principio subyacente de utilizar el color como clave visual para la identificación sigue siendo una práctica invaluable en diversas industrias.
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