Segunda Sesión Sensores y Motores Taller de electrónica orientada a la Robótica Segunda Sesión Sensores y Motores Rama Universitaria del IEEE de Madrid

Taller de electrónica orientada a la robótica Teora Taller de electrónica orientada a la robótica David Marcos González dmarcosgon@ieee.org Javier Andión Jiménez j.andion@ieee.org 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

 CNY 70: aplicaciones típicas

 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

¡¡ Estaréis tocando vuestro propio Theremin !!  …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 !!