Hola y bienvenidos al módulo 4, el último módulo de este [inaudible], periféricos. Vamos a comenzar con la primera lección de este módulo, sensores y actuadores. Estos son los contenidos de esta lección y poco de recordatorio aquà está el esquema con el que habÃamos terminado la lección del módulo 1, ¿cierto? donde está nuestro procesador que ahora ya sabemos qué es un [inaudible] microcontrolador y tenemos todos los sistemas de amplificación, filtro y conversión de datos para comunicar sensor Arduino y luego respuesta Arduino al actuador, fuente de alimentación y comunicaciones. Entonces, ¿cómo funcionan los sensores o qué son? y la verdad es que hay tanta variedad de sensores que es súper difÃcil de responder esta pregunta de manera precisa. En la práctica, cada sensor opera bajo algún alguna forma diferente, alguna fÃsica diferente y por lo general usan algún transductor. Un transductor convierte entre dos tipos de energÃa diferente, por ejemplo, puede convertir de energÃa térmica a energÃa eléctrica o de energÃa lumÃnica a energÃa eléctrica o de energÃa mecánica a energÃa eléctrica y asà tenemos diferentes tipos. Aquà hay varios ejemplos, termómetro electrónico, sensor de presión, infrarrojo, sensor de fuerza, ultrasónico, de aceleración etcétera. Existen muchas, muchas opciones. ¿Qué salida me entrega un transductor? Generalmente, como un transductor es un dispositivo que convierte entre tipos de energÃas, la salida suele ser analógica y generalmente pequeña, limitada en voltaje y limitada en ancho de banda y muchas veces ese voltaje no es ni siquiera proporcional a la variable que queremos medir. Eso es tÃpico. Y suele además tener bastante ruido. Entonces, lo que hace es utilizar circuitos que acondicionan la señal antes de conectarlo al microcontrolador. Esos circuitos incluyen amplificadores, filtros y conversores de datos. ¿Cómo conectamos entonces un sensor cualquiera a un Arduino? Hay diferentes opciones dependiendo del tipo de salida [inaudible] del sensor, por ejemplo los sensores que tienen salida analógica van conectados, pueden ser conectados directamente al Arduino, o a través de algún circuito de almacenamiento de señales. Hay sensores que tienen salidas digital de un bit. Por ejemplo, entregan un bit de información. Y eso puede ir directo al Arduino. Y hay otros sensores que ya tienen dentro electrónica y entregan una salida codificada. Vamos a ver uno de estos ejemplos de acuerdo a una de estas 3 formas de conectar Arduino. El primer caso es pin de entrada analógica. El segundo caso es pin digital y el tercer caso es de acuerdo a algún estándar que vamos a revisar muy por encima en este módulo. ¿Cómo es la conexión analógica? Empleamos un pin de entrada analógica en el Arduino, cierto que el Arduino tiene varios pines que pueden leer voltaje o entradas analógicas, usamos uno de esos pines. Hay que asegurarse la compatibilidad de voltajes e impedancias. Y puede que requiramos en algún momento, algún sistema de acondicionamiento de señal. Y podemos usar, por supuesto, el ADC interno de Arduino o usamos un ADC externo si es que la conversión no es suficiente o si es que la tasa de conversión no es la adecuada. Este es el esquema más general que podemos pensar en este caso. Un transductor, un acondicionador de señales, un conversor y el Arduino. El conversor puede incluso ser parte del Arduino. Y el acondicionador de señales puede ser algo muy sencillo. Por ejemplo, vamos a ver un sensor infrarrojo. Este sensor existe en la práctica, uno lo puede comprar, pero lo tÃpico es que uno compra un fotodiodo. Y lo conecta a tierra a través de algún receptor de algún tamaño Y es curioso el fotodiodo está al revés, bueno, es necesario para que aquà no haya conducción de corriente al menos que llegue luz. Y cuando llega luz aparece una corriente inversa en el fotodiodo y esa corriente inversa produce una caÃda de tensión en esta resistencia que eleva este voltaje. Entonces este voltaje de alguna forma va a ser más o menos proporcional a la cantidad de luz. Esto mismo puede ir conectado a Arduino. compartiendo la tierra. Puede ir a una entrada analógica o puede pasar por algún circuito de acondicionamiento de señal. Por ejemplo, un amplificador y luego al Arduino. Y basta con eso. Existe también la conexión digital directa, ya que muchos sensores presentan una salida digital codificada en un sólo pin, por ejemplo, para detectar un obstáculo. Si me dice hay obstáculo o no hay obstáculo, y eso es un bit y ese bit se puede usar para un robot. o la detección infrarroja, lo mismo, la detección infrarroja me dice si hay algo delante o no hay algo delante. También me puede decir a qué distancia está si es que es analógico, pero si lo utilizamos como digital basta con eso. Podemos usar encoder, podemos usar un detector de eventos en general. En estos casos conectamos directamente a la entrada general del Arduino. Este es un ejemplo, muy sencillo, que ya lo vimos en el módulo dos que es de un botón. Este botón, por ejemplo, puede estar accionado por una antena de un robot. Esa antena puede activar el botón cuando choca con un obstáculo, entonces la antena activa al botón, el botón hace que este voltaje cambie, de cero Volts, cuando no hay botón conectado a Vdd. cuando hay un botón conectado. Entonces cuando eso ocurre el Arduino detecta un uno, y este uno puede ir por ejemplo a una interrupción del Arduino que le diga, oye, mi robot chocó con algo, tienes que dejar de hacer lo que estabas haciendo y luego retroceder y dar la vuelta. Aquà hay otro, detector infrarrojo de distancia. Este es un emisor infrarrojo que emite luz en una dirección este tiene un emisor infrarrojo aquà que está emitiendo luz, y hay un receptor infrarrojo que detecta luz, entonces esa luz rebota y dependiendo, por ejemplo, del ángulo, o dependiendo de la intensidad este circuito tiene una placa aquà que puede estimar con cierto nivel de precisión, o imprecisión la distancia a la que se encuentra el objeto. La verdad es que funcionan bastante bien, funcionan incluso con superficies de diferentes colores y eso lo hace bastante confiable para un pequeño experimento con un robot, por ejemplo. Entonces la intensidad de luz, por ejemplo, del ángulo permite detectar la distancia. Y en este caso, algunos de estos sensores, tienen fijo un umbral que dice, mira, hay un objeto a menos de 30 centÃmetros. Y hay otros que entregan una señal analógica. Estamos viendo los primeros, los que tienen fijo un umbral y emiten una señal que dice, mira a menos de 30 centÃmetros hay un objeto. Y esa señal al Arduino le indica que hay algo delante, por lo tanto puede tomar una acción al respecto. Bueno, vamos con el ejemplo entonces. Lo que estamos haciendo aquà es conectar, de acuerdo con el esquemático que aparece en la pantalla, nuestro Arduino a un proto y del proto vamos al sensor infrarrojo de distancia, que es un sensor sharp que vamos a mostrar a continuación. Hay que tener mucho ojo, mucho cuidado al conectar este sensor porque no es obvio qué cable significa qué nivel de voltaje. Entonces aquà aparece la conexión en la pantalla. Vemos que simplemente va conectado a una de las entradas del Arduino. Y eso es todo, esto es una entrada analógica. Este sensor opera de manera analógica y entrega un voltaje que tiene que ver con la distancia, de acuerdo a una fórmula. Entonces, viendo el código de la pantalla, sensorPin igual cero significa que vamos a usar la entrada analógica cero Luego sensorRead=0 es la señal que estamos leyendo y distancia es lo que vamos a calcular por distancia. Comenzamos con el monitor serial, entonces transmitimos al monitor serial y luego leemos lo que está leemos la entrada analógica que está en SensorPin que ya lo habÃamos visto antes, corresponde a la entrada analógica 0 Y esto es lo que leemos del sensor. Luego, usamos una fórmula para calcular la distancia con cierto nivel de precisión luego imprimimos esa distancia en el monitor serial, esperamos un segundo y volvemos a ejecutar lo que está en el loop. Entonces aquà vemos el Arduino conectado al computador a través del cable de USB que ya le está enviando información serial. Vemos aquà la conexión entre el Arduino y el sensor infrarrojo de distancia, y vemos que la conexión es simplemente a través de un voltaje de 5 Volts, tierra y la entrada analógica 0. Y ahora vamos a ver cómo en el monitor serial, en la pantalla, es capaz de mostrarnos una distancia. Entonces vemos aquà voy apuntando, debe haber 20 centÃmetros, perfecto. Y asà a medida que me acerco empieza a bajar, empieza a bajar llega a un lÃmite. Va a tener un lÃmite razonable para medir que es más o menos por ahÃ. Y el lÃmite máximo será de unos 80 centÃmetros. Vemos que ahora estoy apuntando a mi mano y efectivamente está midiendo 60, ahà ya ahà está empezando a tener algunos problemas, pero funciona bastante bien en este rango, digamos entre 15 y 40 centÃmetros y eso lo hace muy adecuado, por ejemplo, si con este sensor quisiéramos hacer un robot. Este perfectamente podrÃa ser, por ejemplo, un ojo de un robot que se acerca a algo y luego eso detecta un objeto y lo esquiva. Una idea interesante. Gracias por ver este video.
