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“La esenciadela grandezaradicaenlasraíces”
PRACTICA 2: Simulación de sistema de un sensor
:
DOMINGUEZ ROSALES ELIAN ARATH
TLAHUAC, CDMX, ABRIL, 2023
INTRODUCCION
Para poder detectar una señal de un sensor es muy importante saber las
condiciones o especificaciones que tiene cuyo sensor.
Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas,
llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas.
En esta práctica se utilizó el sensor de ruido el cual es capaz de detectar ondas
mecánicas, ondas que dependen del medio de propagación, dentro de una
frecuencia específica, es decir, capta las ondas del medio que se encuentran
dentro de un espectro de frecuencias audibles por el ser humano, su función
es detectar medidas de presión de los sonidos la sensibilidad del sensor es
adaptada a la sensibilidad del oído humano.
OBJETIVO
El principal objetivo de esta práctica es realizar una simulación mediantes
programación con el arduino uno, el cual nos permita activar un código desde
un pc y de este mande la señal al arduino y con componentes electrónicos
realizar una simulación de cómo es que funciona el señor de ruido.
OJETIVOS ESPECIFICOS
Saber utilizar el arduino uno
Programar mediante el software arduino
Utilizar las librerías vistas en clase
Crear un circuito que nos permita visualizar la simulación
Medir las variaciones de nuestro sensor
Simular digitalmente nuestro circuito
JUSTIFICACION
El sensor de sonido es un circuito capaz de reducir el consumo de electricidad
y dar nuevas innovaciones al mundo de la tecnología ayudando a personas
con discapacidades que no le permitan realizar diversos tipos de actividades,
ya que este se ha configurado al fácil manejo de poder apagar y encender luces
mediante aplausos, también este interruptor está diseñado para dar un toque
de diferencia al lugar donde se instala debido a que no posee un interruptor
mecánico para encender las luces sino que el encendido se hace con un
interruptor óptico incorporado con el sensor sónico, por lo cual no es necesario
entrar en contacto con el interruptor para lograr encender la luz.
MARCO TEORICO
LM393 Módulo sensor de sonido
El sensor de sonido es una tarjeta de pequeña dimensiones para aplicaciones
donde se necesite sensor la intensidad del sonido o ejecutar alguna instrucción
posterior a detectar un ruido.
El módulo cuenta con ganancia ajustable para el micrófono para así tener una
mejor lectura además cuenta con tres pines para conectarlo con tu Arduino,
micro controlador o cualquier tarjeta de desarrollo.
Voltaje de operación: 3.3v-5v
Tamaño: 44mm/16mm/9mm
3 pines de operación: Vcc, Gnd y
Señal.
Qué es Arduino
Arduino es una plataforma de creación
de electrónica de código abierto, la cual
está basada en hardware y software
libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores y desarrolladores. Esta
plataforma permite crear diferentes tipos de microordenadores de una sola
placa a los que la comunidad de creadores puede darles diferentes tipos de
uso.
Para poder entender este concepto, primero vas a tener que entender los
conceptos de hardware libre y el software libre. El hardware libre son los
dispositivos cuyas especificaciones y diagramas son de acceso público, de
manera que cualquiera puede replicarlos. Esto quiere decir que Arduino ofrece
las bases para que cualquier otra persona o empresa pueda crear sus propias
placas, pudiendo ser diferentes entre ellas pero igualmente funcionales al partir
de la misma base.
Cómo funciona Arduino
El Arduino es una placa basada en un micro controlador ATMEL. Los micros
controladores son circuitos integrados en los que se pueden grabar
instrucciones, las cuales las escribes con el lenguaje de programación que
puedes utilizar en el entorno Arduino IDE. Estas instrucciones permiten crear
programas que interactúan con los circuitos de la placa.
El micro controlador de Arduino posee lo que se llama una interfaz de entrada,
que es una conexión en la que podemos conectar en la placa diferentes tipos
de periféricos.
La información de estos periféricos que conectes se trasladará al micro
controlador, el cual se encargará de procesar los datos que le lleguen a través
de ellos.
El tipo de periféricos que puedas utilizar para enviar datos al micro controlador
depende en gran medida de qué uso le estés pensando dar. Pueden ser
cámaras para obtener imágenes, teclados para introducir datos, o diferentes
tipos de sensores.
También cuenta con una interfaz de salida, que es la que se encarga de llevar
la información que se ha procesado en el Arduino a otros periféricos. Estos
periféricos pueden ser pantallas o altavoces en los que reproducir los datos
procesados, pero también pueden ser otras placas o controladores.
Programación Arduino
La programación de Arduino es
la programación de un micro
controlador. Esto era algo más
de los ingenieros electrónicos,
pero Arduino lo ha extendido a
todo el público. Arduino ha
socializado la tecnología.
Programar Arduino consiste en traducir a líneas de código las tareas
automatizadas que queremos hacer leyendo de los sensores y en función de
las condiciones del entorno programar la interacción con el mundo exterior
mediante unos actuadores.
Arduino proporciona un entorno de programación sencillo y potente para
programar, pero además incluye las herramientas necesarias para compilar el
programa y “quemar” el programa ya compilado en la memoria flash del micro
controlador. Además el IDE nos ofrece un sistema de gestión de librerías y
placas muy práctico. Como IDE es un software sencillo que carece de
funciones avanzadas típicas
de otros IDEs, pero suficiente
para programar.
Estructura de un Sketch
Un programa de Arduino se
denomina sketch o proyecto y tiene la extensión .ino. Importante: para que
funcione el sketch, el nombre del fichero debe estar en un directorio con el
mismo nombre que el sketch.
Setup() es la parte encargada de recoger la configuración y loop() es la que
contiene el programa que se ejecuta cíclicamente (de ahí el término loop –
bucle-). Ambas funciones son necesarias para que el programa trabaje.
Lenguaje de Programación Arduino
El lenguaje de programación de Arduino es C++. No es un C++ puro sino que
es una adaptación que proveniente de avr-libc que provee de una librería de C
de alta calidad para usar con GCC (compilador de C y C++) en los micros
controladores AVR de Atmel y muchas utilidades específicas para las MCU
AVR de Atmel como avrdude.
Encender un LED
El LED (Light Emitting Diode) o diodo de luz de estado sólido, constituye un
tipo especial de semiconductor, cuya característica principal es convertir en luz
la corriente eléctrica de bajo voltaje que atraviesa que pasa por él.
En sus inicios el principal uso del primer diodo LED de luz visible de color rojo
que se comercializó estuvo limitado a indicar solamente si un equipo o aparato
eléctrico o electrónico se encontraba conectado a la fuente de suministro de
corriente eléctrica, o en funcionamiento. Posteriormente se le ha dado muchas
más funcionalidades como luz de ambiente o para paneles informativos.
Partes de un LED
1.- Lente que forma parte de la cápsula
del LED.
2.- Cápsula de
resina e-poxy
(transparente o del mismo color de la
luz que emite el LED).
3.- Diodo semiconductor emisor de luz.
4.- Copa reflectora.
5.- Yunque.
6.- Base.
7.- Marca plana que identifica el terminal correspondiente al. Cátodo del chip
(–).
8.- Terminal de conexión externa negativo (–). Correspondiente al cátodo (de
tamaño más corto que el conectado al ánodo).
9.- Terminal de conexión externa positivo (+) correspondiente al ánodo.
10.- Alambre de oro muy fino conectado al ánodo del chip y al terminal. Positivo
de conexión externa.
¿Qué es un protoboard?
Protoboard es una herramienta simple que se usa en proyectos de robótica
que permite conectar fácilmente componentes electrónicos entre sí, sin
necesidad de realizar una soldadura. Puede llamarse también breadboard o
placa de pruebas…
Casi todos los productos electrónicos necesitan un circuito que conecte cada
uno de los componentes. Las protoboards permiten montar y desmontar
circuitos electrónicos con mucha rapidez. Los componentes y cables se
conectan a la protoboard simplemente con un poco de presión y no quedan
fijados para siempre, se pueden desconectar fácilmente tirando de cada uno
de ellos.
Las protoboards se usan para diseñar y hacer pruebas de estos circuitos
electrónicos, gracias a su flexibilidad al montar el circuito. Normalmente, para
productos electrónicos, cuando el circuito ya es el correcto, este se envía a
fabricar, es decir, se imprime en una placa PCB (Placa de circuito impreso),
donde componentes quedan soldados entre sí. Las protoboards son ideales
para proyectos de robótica ya que son muy fáciles de usar, permiten modificar
el circuito si te equivocas y se pueden reutilizar para otros proyectos.
¿Cómo funciona?
Una protoboard es una placa con orificios dónde se conectan cada uno de los
componentes. Estos orificios están luego internamente conectados siguiendo
un patrón horizontal o vertical. En una protoboard de tamaño medio, como la
que usamos para la versión de vöbu para el crowdfunding, se pueden distinguir
dos zonas:
1. Una zona central donde se colocan los componentes. Aquí los orificios están
conectados horizontalmente.
2. Los laterales, de “zona de alimentación”. Los orificios están conectados
verticalmente.
Significado de resistencia
La resistencia es un componente imprescindible en un circuito eléctrico. Está
fabricada por carbón u otros materiales resistentes a la electricidad que actúan
como obstáculo cuando pasa la corriente eléctrica. Es decir, se opone al paso
de la corriente para que el sistema eléctrico no sufra sobrecargas.
Cada resistencia tiene una corriente máxima que puede soportar. Su potencia
máxima dependerá del material de su cuerpo y sus propiedades. La magnitud
de cada resistencia debe estar escrita por lo que se puede observar de manera
visual en su cuerpo. Normalmente los valores más usados en las resistencias
suelen ser de 0.25, 0,5 o 1 vatios (W)
Clasificación de resistencia
Dependiendo de su valor y sus características, podemos agrupar las
resistencias en tres grandes grupos
Resistencias lineales fijas:
Son las resistencias más utilizadas. Su valor nominal no presenta ningún
cambio y suele estar predeterminado por el propio fabricante. Podemos
encontrar resistencias lineales fijas de diferentes materiales como: carbón,
metálicas, aglomeradas, bobinadas, de capa, etc.
Resistencias variables:
Este tipo de resistencias, como su propio nombre indica, pueden varían su
valor, pero es el fabricante el que establece los rangos de valor y siempre
funcionarán dentro de él. Estos componentes tienen una estructura con tres
terminales y un cursor móvil el cual se encarga de subir o bajar la resistencia
eléctrica en cada momento. Podemos destacar tres tipos diferentes:
potenciómetros, reóstatos y trimmers.
No lineales o especiales:
Las resistencias no lineales tienen valores variables,
pero estos no se producen de forma lineal. La
variación de este tipo de resistencias está
influenciada por otros elementos externos también
llamados estimulaciones como pueden ser la
temperatura, luz u otros campos magnéticos. Las
resistencias no lineales se pueden considerar
sensores.
DESARROLLO
En esta práctica se planea ver el funcionamiento del sensor de sonido pero para
ello necesitamos el siguiente material.
Material:
Arduimo uno
Resistencia de 220 ohm
Jompers
Led
Laptop con el software de arduino
Protoboard
Sensor de sonido
Pasos:
Comenzamos con abrir el software del arduino y abrir un nuevo archivo.
Proseguimos con conectar el arduino al puerto al que se le va a conectar a la pc.
A continuación declaramos las variables que se van a utilizar para los pines en el
arduino, para esto no se necesitaron librerías especiales.
Seguimos en la programación ahora vamos a declarar cuales van a ser las
entradas y salidas en nuestro circuito que se realizará.
Ahora vamos a declarar las lecturas que debe hacer el programa, en este caso
va a ser el sensor y el led.
Y la condición para ver cuándo debe encender y apagar el led.
Para finalizar con la programación lo copilamos y si está bien lo guardamos y
subimos al arduino.
Una vez terminada la programación proseguimos con armar el circuito en el
protoboard mediante las especificaciones del sensor.
Una vez que se terminó el circuito se vuelve a subir el programa al arduino y
debería funcionar correctamente.
Cada vez que el sensor detectaba un sonido fuerte como un aplauso o silbido se
encendía y para esto capturamos los parámetros mediante l mismo software del
arduino.
CODIGO DEL ARDUINO
int MIC = A2; //declaramos la variable al pin analógico 2
int LED = 3; //declaramos la variable para el pin digital 3
int micVal; //declaramos la variable para el voltaje a el sensor
void setup(){
pinMode (MIC, INPUT); //establece el pin A2 como entrada
pinMode (LED, OUTPUT); //establece el pin digital 3 como salida
Serial.begin(9600); //inicio del puerto serial a cual velocidad
}
void loop(){
micVal = analogRead(MIC); //lectura del sensor
Serial.println(micVal); //el contador de intensidad
if (micVal >=70){ // valor que debe superar para encender el led
digitalWrite(LED, HIGH); // led encendido
}
else{
digitalWrite(LED,LOW); //led apagado
}
}
CIRCUITO EN SIMULACION
AVANCE 1 Y 2
CONCLUSIONES
Lima Bonifacio Jesus Alberto:
En esta práctica nos sirvió mucho ya que nos ayudó a tener un panorama mucho
más claro sobre lo que es el arduino y no solo eso sino también de como de debe
programar para poder realizar simulaciones con apoyo de circuitos eléctricos y así
juntar ambos y poder realizar algún proyecto importante.
Domínguez Rosales Elián Arath:
Fue muy importante esta práctica ya que se realizó una simulación en el arduino
uno y mediante esto obtuvimos nuevos conocimientos de programación que no
teníamos y además pudimos realizar un circuito que detectara el sonido y
mediante una salida que era el led nos avisaba cuando esta señal era lo
suficientemente grande para activarla.
OBSERVACIONES GENERALES
Esta práctica es de suma importancia para nosotros como estudiantes ya que
implica saber programar en lenguaje c, saber cómo armar un circuito y también
como utilizar un software.
Pero también como simularlo ya que también se simulo en otro software para poder
ejemplificarlo de manera más simple y vistosa.
Por esto esta práctica necesita un conocimiento previo visto a lo largo de las
clases.
BIBLIOGRAFIAS
https://electrocrea.com/products/sensor-desonido#:~:text=El%20sensor%20de%20sonido%20es,posterior%20a%20de
tectar%20un%20ruido
https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedeshacer-uno
https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2017/01/23/programacionarduino-5/
https://www.flexbot.es/montaje-de-primeros-circuitos-con-arduino/
https://www.vobusvoice.com/es/blog/protoboard
NOTA:
Esta práctica realizada en parejas fue dada bajo la observación de un profesor el
cual apoyo cuando se le requería y así esta práctica funciono de manera correcta.
