Transcript Transparencias en ppt - Parte 1


Taller de electrónica orientada a la
Robótica
Segunda Sesión
Sensores y Motores
Rama Universitaria del IEEE de Madrid

Teora
Taller de electrónica orientada a la robótica
David Marcos González
Javier Andión Jiménez
[email protected]
[email protected]
tesorero
Sensores
 En esta clase…
• Aprenderemos qué es un sensor y qué tipos hay
• Veremos qué es una fotorresistencia y como utilizarla
• Nos iniciaremos en el mundo de los sensores
reflexivos, centrándonos en el CNY70
• Daremos un repaso a otros sensores empleados en
robótica: ultrasónicos, acelerómetros...
 ¿Qué es un sensor?
“Un sensor es un dispositivo capaz de medir
magnitudes físicas o químicas -llamadas
variables de instrumentación- y transformarlas
en variables eléctricas.”
No obstante conviene diferenciar entre sensor y transductor,
ya que muchas veces se confunden.
Además, no tienen por qué transformar la variable física en una
variable eléctrica (un termómetro de mercurio es un sensor),
aunque nosotros nos centraremos en los sensores eléctricos
 Clasificación de los sensores
- según la forma de captar la magnitud que miden:
resistivos, capacitivos, inductivos, piezoeléctricos..
- según la magnitud que miden: de temperatura,
de humedad, de luz, de fuerza...
- según el tipo de salida que den: lineales o no
lineales. Muchas veces interesa linealizar la salida.
 Sensores ópticos
Son sensores que miden variables
relacionadas con la luz.
Son de suma importancia en la actualidad, debido en parte
al desarrollo de la tecnología láser
Pueden medir intensidad lumínica, color de la luz, distribución
de potencia, polarización...
En esta clase veremos la fotorresistencia y el fototransistor, la
base de muchos de estos sensores.
 Sensores resistivos
Son sensores cuya variable medida modifica
el valor de una resistencia
Esta variación, la mediremos con una
resistencia más a continuación del sensor
De esta forma, tenemos un divisor
de tensión y mediremos la diferencia
producida en el voltaje del sensor
 Sensores resistivos: fotorresistencias
Su resistencia varía con la luz que incide sobre ellas:
 disminuye al aumentar la luz que reciben
 aumenta al recibir menos luz
 Cómo utilizar una fotorresistencia
Generalmente forman parte
de un divisor de tensión,
cuya salida se inyecta a un
comparador con histéresis
al que se le pone un umbral
También pueden conectarse
varias para detectar cuál
recibe más luz
 Ejemplo en Arduino de fotorresistencia
Conectaremos el divisor
de tensión a una entrada
analógica de Arduino
Fijaremos los umbrales
con un par de variables
Leeremos con analogRead
 Ejemplo en Arduino de fotorresistencia
Los valores de
umbralActivacion
e histeresis
deberán ser
determinados por
vosotros
 Sensores reflectivos
Constan de un emisor y un sensor de luz colocados
juntos, sin línea de visión directa
El sensor detectará la luz reflejada por los objetos próximos
Hay materiales que reflejan más o menos la luz
 Sensores reflectivos: el CNY 70
Es un sensor reflectivo
compacto y económico
Consta de un LED infrarrojo
y un fototransistor NPN
Es de rango corto, siendo
la distancia óptima de
unos 4mm
 CNY 70: cómo utilizarlo
• Deberemos alimentar al diodo con una resistencia
que limite la corriente. El LED tiene un Vf de 1.25V
típicos, y puede alimentarse hasta a 50mA
• Pretendemos saturar el transistor, así que
emplearemos una resistencia de colector
suficientemente grande. La tensión de colector la
inyectaremos a un comparador con histéresis. Esta
dependerá de la luz reflejada
 Ejemplo en Arduino de CNY 70
Como código
emplearemos el
mismo que el del LDR
Habrá que reajustar
los valores de umbral
e histéresis
Observad que el
CNY70 varía más
bruscamente
 CNY 70: aplicaciones típicas
Suele emplearse en robots siguelíneas para
detectar la línea sobre el suelo
También puede empelarse para detectar el
paso de objetos por delante del sensor
Incluso puede utilizarse para transmitir datos
 Otros tipos de sensores
En robótica se emplean
muchos tipos de sensores
Hay sensores de distancia, de
contacto, de color de luz...
También se han popularizado los
acelerómetros y giroscopios
 Otros tipos de sensores: de distancia
Suelen utilizar o bien luz
o bien ultrasonidos
Se basan en el tiempo que
tarda el sonido en recorrer
un espacio o en el ángulo de
reflexión de la luz según la
distancia
 Otros tipos de sensores: acelerómetros, giroscopios
Imprescindibles para robots
voladores
Pueden emplearse para conocer
la posición espacial
Se han popularizado gracias
al desarrollo de la
microelectromecánica
 …y para acabar, ¡¡un Theremin!!
Podéis usar el esquema anterior de
la fotorresistencia, conectando el
buzzer (chicharra) entre el pin9 (+)
y tierra (-)
La luz controlará la frecuencia
del sonido emitido por el buzzer
Id moviendo la mano sobre el LDR y...
¡¡ Estaréis tocando vuestro propio Theremin !!