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Programación para Arduino - Clase 4

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by

Laura Molina

on 15 May 2014

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Transcript of Programación para Arduino - Clase 4

Lectura de valores analógicos - analogRead()
Arduino posee una serie de pines analógicos (los cuales se referencian desde A0 hasta A5) que se utilizan como entrada de tensión, entre 0 y 5 voltios. Están conectados a un conversor analógico/digital de 10 bits, esto significa que convertirá tensiones entre 0 y 5 voltios a un número entero entre 0 y 1023.
Para obtener los valores de entrada de estos pines, utilizamos la función
analogRead()
, que lee el valor de tensión del pin analógico especificado y devuelve un int entre 0 y 1023.

int valor =

analogRead(
pin
)
;

La resolución es de: 5 voltios / 1024 unidades, esto es 4.9 mV por unidad.
La tasa de lectura máxima aproximada es de 10.000 lecturas por segundo.


Escritura de valores analógicos (PWM) - analogWrite()
En Arduino, para poder usar valores analógicos de salida, debemos utilizar el PWM(modulación por ancho de pulso). Como no es posible entregar distintas tensiones de salida más que 0 y 5 voltios, las salidas analógicas se emulan con una salida digital, mediante una onda cuadrada estable.
En la mayoría de las placas Arduino se podrá generar señales PWM en los pines 3, 5, 6, 9, 10, y 11, y no tienen ninguna relación con los pines de entrada analógicos.
El ciclo de trabajo puede tener un rango entre 0 (siempre apagado) y 255 (siempre encendido) o variar la proporción de tiempo entre encendido-apagado. A la duración del tiempo de encendido se le llama Ancho de Pulso
El modo de usar esta funcionalidad es mediante la instrucción
analogWrite()

analogWrite(
analogPin,pulseWidth
)
;
//pulseWidth debe estar en la escala desde 0
// a 255, siendo 255 el 100% de ciclo , 127 será el
// 50% del ciclo y 0 será el 0%

Ejemplo: encendido y apagado gradual de un LED
Pull up - Pull down
Una resistencia pull-up/pull-down está forzando todo el tiempo a que una entrada permanezca en un estado deseado, alto si está como pull-up, o bajo si está como pull-down. Esto es de vital importancia para evitar cambios de estado en los pines de entrada producidos por ruidos eléctricos o variaciones en la fuente de alimentación.

- En el caso de la resistencia Pull-Down, lo que nos asegura es que, cuando el interruptor está abierto, toda posible fluctuación de tensión residual decaiga en la resistencia, consiguiendo a la entrada un valor lógico de 0 (LOW).

- En el caso de la resistencia Pull-Up el comportamiento es justamente al revés, asegurándonos un valor lógico de 1 (HIGH).
Programación para Arduino - Clase 4
Ejemplo: medir el voltaje de una pila AA
Algoritmo:
1 . Leer el pin analógico cero (donde está conectado el positivo de la pila)
2 . Multiplicar la lectura por 0.0049 para crear un valor de tensión .
3 . Si la tensión es mayor que o igual a 1,6 V , encender un LED verde.
4 . Si la tensión es superior a 1,4 V y menos de 1,6 V , encender un LED amarillo.
5 . Si la tensión es inferior a 1,4 V , encender un LED rojo.
Divisor de tensión o divisor resistivo
Un divisor de tensión es una configuración de circuito que reparte la tensión de una fuente entre una o más resistencias conectadas en serie.

De ser así tenemos la siguiente fórmula:







R1 y R2 pueden ser cualquier combinación de resistencias en serie o paralelo.
Sensores
Un sensor es un dispositivo sensible a una magnitud física
—como por ejemplo la intensidad o color de la luz, temperatura, presión, magnetismo, humedad— capaz de transformar esa magnitud en una variable eléctrica.

Las principales magnitudes físicas que podemos medir son:

Luz
Sonido y ultrasonido
Gravedad (inclinación, posición)
Temperatura
Humedad
Presión y/o fuerza
Velocidad
Magnetismo
Ubicación
Proximidad
Distancia
Tipos de sensores
Sensores de luz
LDRs o Fotorresistores
Fotoceldas o celdas fotovoltaicas
Fotodiodos
Fototransistores
Cámaras de vídeo

Sensores de presión y fuerza
Microinterruptores
Sensores de presión
Sensores de fuerza
Sensores de contacto

Sensores de sonido
Micrófonos
Captadores piezoeléctricos

Sensores de distancia
Medidores de distancia ultrasónicos
Medidores de distancia por haz infrarrojo


Sensores de gravedad (posición)
Acelerómetros,
Sensores pendulares (Inclinómetros)
Contactos de mercurio
Giróscopos

Sensores de magnetismo
Efecto Hall
Brújulas electrónicas
Interruptores magnéticos (Reed)

Sensores de temperatura
Termistores
RTDs (Termorresistencias)
Termopares, Termocuplas

Sensores de humedad


Sensores de proximidad

Sensores de contacto
Estos sensores son los interruptores básicos, o bien los finales de carrera, que se emplean para detectar el final del recorrido o la posición límite de componentes mecánicos.
Como estos sensores son fáciles de construir pueden hacerse manualmente en cualquier superficie y de cualquier tamaño
Sensores de sonido
Una cápsula electret es un micrófono que tiene muy buena respuesta en frecuencia, es decir, es muy sensible para captar los sonidos a corta y media distancia. Posee 2 pines, uno negativo y otro positivo. Para que funcione hay que polarizarlo poniendo una resistencia de 10K entre el VCC y el pin positivo. También hay que poner un capacitor electrolítico a la salida como filtro. Lo mas recomendable es usar en conjunto con un preamplificador
LDR
Una LDR (light-dependent resistor) o fotorresistencia varia su resistencia acorde a la intensidad lumínica que reciba en su zona sensitiva. A mayor luz, menor resistencia y a mas oscuridad mayor resistencia. Para su buen funcionamiento es necesario que forme parte de un divisor de tensión.

Fotodiodo
El fotodiodo es un diodo semiconductor, construido
con una unión PN, donde el semiconductor está expuesto a la luz a través de una cobertura cristalina y a veces en forma de lente, y por su diseño y construcción será especialmente sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Todos los semiconductores tienen esta sensibilidad a la luz, aunque en el caso de los fotodiodos, diseñados específicamente para esto, la construcción está orientada a lograr que esta sensibilidad sea máxima.
Sensores de distancia

Los medidores ultrasónicos de distancia son, básicamente, un sistema de sonar. En el módulo de medición, un emisor lanza un tren de pulsos ultrasónicos y espera el rebote, midiendo el tiempo entre la emisión y el retorno, lo que da como resultado la distancia entre el emisor y el objeto donde se produjo el rebote. Se pueden señalar dos estrategias en estos medidores: los que tienen un emisor y un receptor separados y los que alternan la función (por medio del circuito) sobre un mismo emisor/receptor piezoeléctrico.
Digitales
Analógicos
Son los sensores que miden fuerza o presión.
Por ejemplo, los piezoeléctricos, el flexiForce, algunos encapsulados.
Algunas funciones propias de Arduino
Arduino cuenta con muchas funciones propias, algunas son de gran utilidad:

millis()
map()
min()
max()
tone()
pulseIn()
random()
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