Câbler les entrées/sorties d’un automate : capteurs inductifs 3 fils PNP/NPN

Un capteur inductif 3 fils se câble toujours de la même façon : marron au +24 V, bleu au 0 V, et noir (le signal) sur une entrée de l’automate. Un capteur PNP envoie le +24 V sur l’entrée quand il détecte du métal, ce qui convient aux entrées classiques des automates ; un capteur NPN, lui, relie le signal au 0 V, et il faut donc une entrée prévue pour ça ou une résistance de tirage.

Sur une machine, presque tout commence par un capteur qui dit « la pièce est là » et une sortie qui répond « je démarre le vérin ». Bien câbler ces entrées/sorties, c’est éviter les heures de dépannage avec un automate qui « ne voit rien ». Dans ce guide, on reprend les bases simplement : les trois fils, la différence entre PNP et NPN, le câblage sur un automate en 24 V, et même la lecture d’un capteur industriel avec un Arduino.

Entrées et sorties d’un automate : le rappel en deux minutes

Un automate programmable (PLC) lit des entrées (capteurs, boutons, fins de course) et commande des sorties (voyants, relais, électrovannes, contacteurs). En industrie, la tension de commande la plus courante est le 24 V continu, fourni par une alimentation sur rail DIN.

• Entrée TOR (tout ou rien) : elle ne connaît que deux états, présence ou absence de tension. C’est le cas des capteurs inductifs dont on parle ici.
• Entrée analogique : elle mesure une valeur continue, par exemple un signal 0–10 V ou 4–20 mA. Voyez notre guide capteurs industriels 4–20 mA.
• Sortie transistor : rapide et silencieuse, pour des charges en 24 V continu.
• Sortie relais : un contact sec, qui peut commuter du continu ou du 230 V alternatif.

Le capteur inductif 3 fils : à quoi sert chaque fil ?

Un capteur inductif détecte le métal sans le toucher : une tige qui passe, une came, une vis, une pièce sur un convoyeur. Il ne s’use pas, ne craint pas la poussière et fonctionne même un peu sale, d’où son succès sur les machines. La plupart sont des cylindres filetés (8, 12, 18 ou 30 mm de diamètre) avec un petit voyant qui s’allume quand ils détectent.

Les couleurs des fils sont normalisées et presque toujours les mêmes :

Fil	Rôle	Où le brancher
Marron (BN)	Alimentation +	+24 V de l’alimentation
Bleu (BU)	Alimentation −	0 V de l’alimentation
Noir (BK)	Signal de sortie	Entrée de l’automate (I0, I1…)

Il existe aussi des capteurs 2 fils (montés en série avec l’entrée, comme un interrupteur) et des capteurs 4 fils avec une sortie NO et une sortie NC. Mais le 3 fils reste le plus répandu, et c’est lui qui pose la fameuse question : PNP ou NPN ?

PNP ou NPN : la vraie différence

Le capteur contient un petit transistor qui joue le rôle d’interrupteur sur le fil noir. Tout dépend de ce qu’il relie :

	Capteur PNP	Capteur NPN
Quand il détecte, le fil noir est relié au…	+24 V	0 V
On dit aussi	« source » (il fournit le courant)	« puits » (il absorbe le courant)
L’autre bout de la charge (entrée) va au…	0 V	+24 V
Usage le plus courant	Automates européens, la majorité des armoires	Certains automates asiatiques, cartes électroniques

Petit moyen mnémotechnique : PNP = Positif sur le fil noir, NPN = Négatif. Et à ne pas confondre avec NO / NC : NO (normalement ouvert) veut dire que la sortie s’active quand le métal est là, NC (normalement fermé) qu’elle est active au repos et se coupe à la détection. Un capteur peut donc être « PNP NO », « NPN NC », etc. Tout est écrit sur son étiquette ou dans sa référence.

Attention au vocabulaire des automates. Selon les fabricants, une entrée « sink » ou « source » ne désigne pas toujours la même chose : chez certains, une entrée « sink » attend un capteur PNP. Plutôt que de se fier au mot, regardez le schéma de câblage de la notice : si le commun des entrées (souvent noté COM, M ou 0 V) va au 0 V, il faut un capteur PNP ; s’il va au +24 V, il faut un capteur NPN.

Câbler un capteur PNP sur un automate 24 V

C’est le cas le plus simple et le plus courant.

1. Coupez l’alimentation 24 V avant de câbler.
2. Reliez le fil marron au +24 V et le fil bleu au 0 V, de préférence sur des borniers plutôt que directement sur l’alimentation.
3. Reliez le fil noir à une entrée de l’automate, par exemple I0.
4. Vérifiez que le commun des entrées de l’automate est bien au 0 V (et que le 0 V de l’alimentation des capteurs est le même que celui de l’automate).
5. Remettez sous tension et approchez une pièce métallique : le voyant du capteur s’allume, puis le voyant de l’entrée I0 sur l’automate.

Si le voyant du capteur s’allume mais pas celui de l’entrée, le problème est entre les deux : fil noir mal serré, mauvais commun, ou capteur NPN branché sur une entrée prévue pour du PNP.

Câbler un capteur NPN : deux solutions

Prenons l’exemple du capteur inductif LJ18A3-8-Z/BX : c’est un capteur de 18 mm, NPN, normalement ouvert, non blindé. Quand il détecte, son fil noir est relié au 0 V. Il est généralement donné pour une alimentation de 6 à 36 V continu, mais vérifiez l’étiquette de votre capteur.

Solution 1 : un automate dont les entrées acceptent le NPN

Beaucoup d’automates permettent de choisir : on relie le commun des entrées au +24 V au lieu du 0 V, et l’entrée s’active quand le capteur tire le fil noir vers le 0 V. C’est la solution propre quand votre automate le permet : la notice l’indique dans le schéma de câblage des entrées.

Solution 2 : une résistance de tirage vers le +24 V

Si l’automate n’accepte que des capteurs PNP (entrées qui s’activent quand on leur envoie une tension), on peut ajouter une résistance entre le fil noir et le +24 V, de quelques kilo-ohms (par exemple 2,2 à 4,7 kΩ, 1/4 W suffit : avec 4,7 kΩ sous 24 V, il passe environ 5 mA). Mais la logique est alors inversée : l’entrée est active quand il n’y a pas de métal, et retombe à la détection. On corrige ça dans le programme. Vérifiez au multimètre que la tension sur l’entrée au repos est assez haute pour être vue comme un « 1 » par l’automate.

C’est le cas avec le CONTROLLINO MINI, un automate compatible Arduino qui se monte sur rail DIN et s’alimente en 12 ou 24 V : ses entrées sont lues par rapport au 0 V, donc un capteur PNP s’y branche directement, et un capteur NPN demande la résistance de tirage. Pour un nouveau projet sur ce type d’automate, le plus simple est de choisir directement un capteur PNP.

Et avec un Arduino ou un ESP32 ?

Un capteur industriel alimenté en 12 ou 24 V ne doit jamais envoyer cette tension sur une broche d’Arduino (5 V) ou d’ESP32 (3,3 V). Un capteur NPN à sortie « collecteur ouvert » est pratique ici : il ne fait que relier son fil noir au 0 V, sans jamais y mettre de tension. On peut donc :

• alimenter le capteur en 12 V (marron au +12 V, bleu au 0 V) ;
• relier le 0 V de l’alimentation 12 V au GND de l’Arduino ;
• relier le fil noir à une broche de l’Arduino configurée en INPUT_PULLUP : elle lit HIGH au repos et LOW quand le métal est détecté.

const int PIN_CAPTEUR = 2;

void setup() {
  pinMode(PIN_CAPTEUR, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  bool metal = (digitalRead(PIN_CAPTEUR) == LOW); // NPN : LOW = métal détecté
  Serial.println(metal ? "Métal détecté" : "Rien");
  delay(200);
}

Le piège à éviter : certains capteurs NPN ont déjà une résistance de tirage interne vers leur alimentation. Leur fil noir est alors à 12 V au repos, ce qui peut détruire la broche. Avant de brancher, mesurez au multimètre la tension entre le fil noir (non relié) et le 0 V : si vous lisez une tension proche de l’alimentation, passez par un optocoupleur ou un pont diviseur. Pour un capteur PNP, la sortie monte à la tension d’alimentation : un optocoupleur ou un pont diviseur est obligatoire. Le calculateur loi d’Ohm vous aide à dimensionner les résistances.

Câbler les sorties : voyants, relais et électrovannes

Les sorties transistor (24 V continu)

La plupart des automates européens ont des sorties qui fournissent le +24 V quand elles sont actives (sorties de type PNP, ou « high side »). On branche donc la charge entre la sortie et le 0 V : sortie Q0 vers la borne + du voyant ou de la bobine, et l’autre borne au 0 V. Sur le CONTROLLINO MINI, les sorties numériques sont protégées contre les surcharges et les courts-circuits, mais restez toujours sous le courant maximal indiqué par la fiche technique.

Pour une bobine en continu (relais, électrovanne), une diode de roue libre aux bornes de la bobine protège la sortie contre la pointe de tension à la coupure, si la bobine n’en a pas déjà une intégrée.

Commander une charge en 230 V : le relais d’interface

Une sortie transistor ne commute pas du 230 V. On passe alors par un relais d’interface : la sortie 24 V de l’automate alimente la bobine, et le contact du relais commute la charge. Par exemple, le relais Phoenix Contact REL-MR-24DC/21HC se monte sur le socle RIF-1-BPT/2X21 clipsé sur le rail DIN. C’est aussi une protection : si la charge fait un court-circuit, c’est un relais à quelques dizaines de dirhams qu’on change, pas l’automate.

Le CONTROLLINO MINI possède en plus 6 sorties relais (6 A sous 250 V alternatif ou 30 V continu), isolées de l’électronique, mais le fabricant demande un fusible externe sur ces sorties. Pour tout ce qui touche au 230 V, on câble hors tension et on fait valider par un électricien en cas de doute. Le principe du relais est détaillé dans notre article module relais et Arduino.

Les bonnes pratiques dans l’armoire

• Une alimentation 24 V bien dimensionnée, par exemple la MEAN WELL NDR-240-24 (24 V, 10 A) : additionnez la consommation des capteurs, des sorties et des bobines, et gardez de la marge. Notre guide alimentation 24 V sur rail DIN détaille le calcul.
• Un fusible par groupe (capteurs, sorties, automate) : un court-circuit sur un câble de capteur ne coupe alors pas toute la machine. La borne porte-fusible Phoenix Contact UT 4-HESILED 24 allume une LED quand son fusible a fondu, pratique pour dépanner.
• Des embouts de câblage sur les fils souples (par exemple les embouts isolés 1 mm²) : pas de brin qui s’échappe ni de faux contact. Pour choisir la section, utilisez le convertisseur AWG / mm².
• Un repérage clair : chaque fil porte le nom de son entrée ou de sa sortie (I0, Q3…), et le même repère figure sur le schéma. Voyez câbler une armoire électrique : borniers et repérage.
• Séparer les câbles capteurs des câbles de puissance (moteurs, variateurs, 230 V) dans des goulottes différentes, pour éviter les parasites et les détections fantômes.

Dépannage rapide : le capteur ne « marche » pas

Ce que vous voyez	Cause probable
Aucun voyant sur le capteur, même avec du métal	Pas d’alimentation : vérifier marron/bleu, le fusible, ou une pièce trop loin (la distance de détection est courte, quelques millimètres)
Voyant du capteur allumé, entrée automate éteinte	Capteur NPN sur entrée PNP (ou l’inverse), commun des entrées mal relié, fil noir desserré
Entrée toujours active, même sans métal	Logique inversée par une résistance de tirage, capteur NC au lieu de NO, ou métal du support trop proche (capteur non blindé)
Détections au hasard	Câble capteur le long d’un câble de puissance, 0 V commun mal relié, alimentation sous-dimensionnée

Un capteur non blindé, comme le LJ18A3-8-Z/BX, détecte plus loin mais aussi sur les côtés : il ne faut pas l’encastrer complètement dans une pièce métallique. Un capteur blindé peut être monté à fleur, avec une portée plus courte.

Les produits cités, prix chez Djenni

Prix affichés sur djenni.ma au 2 novembre 2026 (ils peuvent évoluer, la fiche produit fait foi). D’autres modèles sont dans les catégories Capteurs et Borniers industriels.

Produit	Usage	Prix
Capteur inductif LJ18A3-8-Z/BX (NPN, NO, 18 mm)	Détecter une pièce métallique	200 Dhs
Automate CONTROLLINO MINI	Automate compact compatible Arduino	2 500 Dhs
Alimentation MEAN WELL NDR-240-24	24 V / 10 A pour capteurs et sorties	966 Dhs
Relais Phoenix Contact REL-MR-24DC/21HC	Relais d’interface 24 V	55 Dhs
Socle Phoenix Contact RIF-1-BPT/2X21	Montage du relais sur rail DIN	70 Dhs
Porte-fusible Phoenix Contact UT 4-HESILED 24	Protéger un groupe de capteurs	195 Dhs
Embouts isolés 1 mm²	Fils souples propres sur borniers	0,90 Dhs

Pour équiper une machine, un atelier ou une école en quantité, faites une demande de devis ou découvrez l’Espace Pro. Et pour choisir entre automate et carte de développement, lisez PLC ou Arduino en milieu industriel.

Questions fréquentes