Circuitos Digitales.
Laboratorio N°3:
Sensores y actuadores digitales.
1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN:
- Conocer el funcionamiento de los Sensores digitales.
- Conocer el funcionamiento de los Actuadores digitales.
- Diseñar un sistema de Automatización.
2. MARCO TEÓRICO:
2.1. Sensores y Actuadores Digitales:
2.1.1. Sensor de Agua:
2.1. Sensores y Actuadores Digitales:
2.1.1. Sensor de Agua:
Por diferentes razones, no es raro necesitar detectar si hay presencia de agua en un lugar. Puede ser porque queremos saber si ha habido un escape de agua, o para saber si hay condensación en una cierta zona, y muy frecuentemente nos viene bien conocer el nivel de un líquido en un depósito
En el mundo Arduino se comercializan unos detectores de agua muy baratos y simpáticos, que nos pueden servir para todas estas cosas, siempre y cuando seáis conscientes de que la calidad de estos detectores baratos es limitada.
2.1.2. Sensor de Flama:
Un sensor de llama óptico es un dispositivo que permite detectar la existencia de combustión por la luz emitida por la misma. Esta luz puede ser detectada por un sensor óptico, y ser capturado por las entradas digitales y las entradas analógicas de Arduino.
La llama es un fenómeno de emisión de luz asociado a los procesos de combustión.
Este sensor se encuentra muy frecuentemente encapsulado con un soporte y un potenciómetro para ajustar la sensibilidad, por poco dinero. Incluso se vende en formato múltiple, con varias cabezas apuntando en distintas direcciones
2.1.3. Sensor de sonido:
El sensor de sonido KY-038,es un tipo de sensor tiene montura Keyes para facilitarnos el montaje.
Estos sensores son electroquímicos y varían su resistencia cuando se exponen a determinados gases, internamente posee un calentador encargado de aumentar la temperatura interna y con esto el sensor pueda reaccionar con los gases provocando un cambio en el valor de la resistencia. El calentador dependiendo del modelo puede necesitar un voltaje entre 5 y 2 voltios, el sensor se comporta como una resistencia y necesita una resistencia de carga (RL) para cerrar el circuito y con este hacer un divisor de tensión y poder leerlo desde un microcontrolador.
2.1.6. Sensor Magnético:
Un sensor magnético, en este caso uno de apertura, es un sensor con un encapsulado con un reed switch adentro, y con un imán en otro encapsulado separado.
Un reed switch es un elemento que consta de una capsula de vidrio conteniendo un par de contactos metálicos en su interior y un par de terminales que permiten acceder a conectar dichos contactos. Estos contactos normalmente están eléctricamente aislados el uno del otro. Cuando un campo magnético de la magnitud adecuada se acerca, estos contactos se cierran. Existen reed switches NA, NC y combinado (C, NA y NC).
2.1.7. Módulo Relay:
Un relé es un interruptor que podemos activar mediante una señal eléctrica. En su versión más simple es un pequeño electro-imán que cuando lo excitamos mueve la posición de un contacto eléctrico de conectado a desconectado o viceversa.
3. PROBLEMA PROPUESTO:
Se pasó a analizar el siguiente circuito propuesto en el laboratorio.
Entonces se paso a analizar la tabla de verdad de la compuerta NAND.
Se vio que si las dos entradas estaban conectadas (tenian el mismo valor) se podia deducir que se comportaba como una compuerta NOT.
Por lo que se armo la siguiente tabla de verdad.
Entonces, por lo que se puede ver, el resultado final se comporta como si fuera una sola compuerta AND.
A continuación en la EVIDENCIA DEL LABORATORIO, al final del video se puede ver el circuito funcionando de manera real.
2.1.2. Sensor de Flama:
Un sensor de llama óptico es un dispositivo que permite detectar la existencia de combustión por la luz emitida por la misma. Esta luz puede ser detectada por un sensor óptico, y ser capturado por las entradas digitales y las entradas analógicas de Arduino.
La llama es un fenómeno de emisión de luz asociado a los procesos de combustión.
Este sensor se encuentra muy frecuentemente encapsulado con un soporte y un potenciómetro para ajustar la sensibilidad, por poco dinero. Incluso se vende en formato múltiple, con varias cabezas apuntando en distintas direcciones
2.1.3. Sensor de sonido:
El sensor de sonido KY-038,es un tipo de sensor tiene montura Keyes para facilitarnos el montaje.
- En el centro tenemos la conexión a 5V y a GND (+ y G).
- D0 es una salida digital que actúa a modo de comparador. Si el sonido captado por el micrófono supera un determinado nivel se pone a HIGH.
- A0 es una salida analógica que nos da un valor entre 0 y 1023 en función del volumen del sonido.
Además tenemos dos LEDs, uno que nos indica si hay alimentación en el sensor y otro que se ilumina si D0 está a HIGH.
2.1.4. Sensor de proximidad:
Un detector de obstáculos infrarrojo es un dispositivo que detecta la presencia de un objeto mediante la reflexión que produce en la luz. El uso de luz infrarroja (IR) es simplemente para que esta no sea visible para los humanos.
Los detectores de obstáculo suelen proporcionarse con una placa de medición estándar con el comparador LM393, que permite obtener la lectura como un valor digital cuando se supera un cierto umbral, que se regula a través de un potenciómetro ubicado en la placa.
2.1.5. Sensor de gas:
Los sensores de gas de la serie MQ son sensores analógicos por lo que son fáciles de implementar con cualquier microcontrolador.
2.1.5. Sensor de gas:
Estos sensores son electroquímicos y varían su resistencia cuando se exponen a determinados gases, internamente posee un calentador encargado de aumentar la temperatura interna y con esto el sensor pueda reaccionar con los gases provocando un cambio en el valor de la resistencia. El calentador dependiendo del modelo puede necesitar un voltaje entre 5 y 2 voltios, el sensor se comporta como una resistencia y necesita una resistencia de carga (RL) para cerrar el circuito y con este hacer un divisor de tensión y poder leerlo desde un microcontrolador.
Un sensor magnético, en este caso uno de apertura, es un sensor con un encapsulado con un reed switch adentro, y con un imán en otro encapsulado separado.
Un reed switch es un elemento que consta de una capsula de vidrio conteniendo un par de contactos metálicos en su interior y un par de terminales que permiten acceder a conectar dichos contactos. Estos contactos normalmente están eléctricamente aislados el uno del otro. Cuando un campo magnético de la magnitud adecuada se acerca, estos contactos se cierran. Existen reed switches NA, NC y combinado (C, NA y NC).
2.1.7. Módulo Relay:
Un relé es un interruptor que podemos activar mediante una señal eléctrica. En su versión más simple es un pequeño electro-imán que cuando lo excitamos mueve la posición de un contacto eléctrico de conectado a desconectado o viceversa.
Por lo general los reles necesitan de baja potencia para excitar la bobina, pero un microcontrolador o una compuerta lógica se quedarían cortos, por lo que se usa el siguiente diagrama para apoyarlos.
3. PROBLEMA PROPUESTO:
Se pasó a analizar el siguiente circuito propuesto en el laboratorio.
Se vio que si las dos entradas estaban conectadas (tenian el mismo valor) se podia deducir que se comportaba como una compuerta NOT.
Por lo que se armo la siguiente tabla de verdad.
A continuación en la EVIDENCIA DEL LABORATORIO, al final del video se puede ver el circuito funcionando de manera real.
4. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:
Editado en Camtasia versión 9.1.
5. OBSERVACIONES:
1. Algunos cables pin a pin empleados en el laboratorio no entraban de manera correcta en las tomas de tensión del módulo, por lo que se procedió a ubicarlos de manera que no se salgan a la hora de mover los sensores, pero que tampoco dañase las tomas de los módulos.
2. El sensor de gas parecía estar alterado, ya que en ocasiones funcionaba pero su salida reaccionaba de manera muy retardada.
3. Se procedió a realizar las conexiones de todos los sensores de manera cautelosa, para evitar una polarización inversa o un corto a sus salidas.
1. Algunos cables pin a pin empleados en el laboratorio no entraban de manera correcta en las tomas de tensión del módulo, por lo que se procedió a ubicarlos de manera que no se salgan a la hora de mover los sensores, pero que tampoco dañase las tomas de los módulos.
2. El sensor de gas parecía estar alterado, ya que en ocasiones funcionaba pero su salida reaccionaba de manera muy retardada.
3. Se procedió a realizar las conexiones de todos los sensores de manera cautelosa, para evitar una polarización inversa o un corto a sus salidas.
6. CONCLUSIONES:
1. Al terminar la sesión, Se logro conocer acerca de diversos tipos de sensores digitales, su funcionamiento y el como emplearlos en el ámbito laboral o cotidiano.
2. Reconocimos los diversos tipos de modelos que un sensor puede llegar a tener, investigamos sus conexiones y sus principios de funcionamiento, por ejemplo, el modulo relé, que tiene modelos con mas salidas y con entradas que permiten separar la alimentación del circuito de control y el del mismo relé.
3. Se logro realizar el ejercicio propuesto del laboratorio, entendiendo el como es que funciona una compuerta NAND y como podríamos usarla como una compuerta NOT.
1. Al terminar la sesión, Se logro conocer acerca de diversos tipos de sensores digitales, su funcionamiento y el como emplearlos en el ámbito laboral o cotidiano.
2. Reconocimos los diversos tipos de modelos que un sensor puede llegar a tener, investigamos sus conexiones y sus principios de funcionamiento, por ejemplo, el modulo relé, que tiene modelos con mas salidas y con entradas que permiten separar la alimentación del circuito de control y el del mismo relé.
3. Se logro realizar el ejercicio propuesto del laboratorio, entendiendo el como es que funciona una compuerta NAND y como podríamos usarla como una compuerta NOT.
7. FOTO GRUPAL:
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