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3.1. Detectando y actuando

 

Glosario

Acrónimo

La imagen muestra el pictograma de un diccionario

Definición

Sigla que permite su pronunciación como una palabra.

Ejemplo

La palabra ESO es el acrónimo de Educación Secundaria Obligatoria.

Actuador

La imagen muestra el pictograma de un músculo humano

Definición

Componente que realiza una acción dentro de un sistema de control.

Ejemplo

Los brazos robóticos son actuadores.

Alimentación [de un circuito eléctrico]

La imagen muestra el dibujo de un cable

Definición

Llamamos alimentación al cable que irá conectado al positivo del circuito eléctrico. Habitualmente se escoge el color rojo para este cable . 

Ejemplo

El cable rojo hay que conectarlo a la alimentación.

Circuito eléctrico

La imagen muestra el dibujo de un circuito eléctrico

Definición

Conexión en un recorrido cerrado  de diferentes componentes:  generadores, conductores, receptores y elementos de control. En un circuito puramente eléctrico no tenemos componentes que contengan materiales semicondutores.

Ejemplo

El circuito de la imagen tiene pila, interruptor, cables y lámparas.

Circuito electrónico

La imagen muestra el dibujo de un circuito electrónico

Definición

Similar al circuito eléctrico pero con componentes fabricados con materiales semicondutores. 

Ejemplo

El circuito electrónico tenía varios LED.

Datos [cable de]

La imagen muestra el pictograma de un cable

Definición

El cable de datos es lo que transmitirá las órdenes de la placa controladora. Se evita tanto el color rojo, reservado a la alimentación, como el color negro, reservado a GND.

Ejemplo

El cable de datos transporta información.

GND

La imagen muestra el pictograma de un cable

Definición

Llamamos GND (del inglés ground = tierra) al cable que conecta al negativo del circuito. Habitualmente se escoge el color negro para este cable . 

Ejemplo

El cable negro debe ir conectado al negativo de la pila o GND.

Infrarrojo

La imagen muestra el pictograma de un mando a distancia de un televisor

Definición

La radiación infrarroja es un tipo de luz que no podemos ver con nuestros ojos, pero que está presente en nuestro alrededor. También hay aparatos electrónicos que la emplean en su funcionamiento como los mandos a distancia.

Ejemplo

El mando a distancia del televisor funciona emitiendo radiación infrarroja.

LED

La imagen muestra el pictograma de un LED

Definición

Componente que transforma la energía eléctrica que recibe en luz.. 

Ejemplo

Visitamos Vigo en Navidad para ver la iluminación LED.

Sensor

La imagen muestra los pictograma de los cinco sentidos humanos

Definición

Dispositivo que registra las variaciones de una magnitud física.

Ejemplo

Un sensor de rayos infrarrojos. Los sensores detectaron un fallo en el sistema de refrigeración.

Señal eléctrica

La imagen muestra una señal eléctrica variable

Definición

Las señales eléctricas son variaciones de tensión o de intensidad de corriente en un circuito eléctrico. Sirven para transmitir información.

Ejemplo

Un sonido puede convertirse en una señal eléctrica.

Tensión [eléctrica]

La imagen muestra el dibujo de una pila

Definición

Tensión o Voltaje es la "fuerza" que impulsa la corriente eléctrica en el circuito y se debe a la diferencia de energía eléctrica entre dos puntos.  Es suministrada por la pila o por la fuente de alimentación.

Ejemplo

Una pila de las pequeñas tiene una tensión de 1,5 Voltios.

Ultravioleta

La imagen muestra el  pictograma de un rayo de Sol

Definición

La  radiación ultravioleta es un tipo de luz que no podemos ver con los ojos. La luz del sol contiene radiación ultravioleta necesaria en pequeñas cantidades para nuestra salud pero es perjudicial en exceso, por lo que debemos protegernos.

Ejemplo

Esa crema solar tiene bajo índice de protección frente a la radiación ultravioleta.

La placa controladora: sensores y actuadores

Vuestra placa controladora, encargada de ayudaros en el control, necesita interactuar con las condiciones de trabajo en el aula mediante sensores que detecten las distintas situaciones y emplear actuadores que os ayuden a mejorar estas condiciones.

Lectura facilitada

Vuestra placa controladora os ayuda en el control.

La placa controladora precisa relacionarse con las condiciones de trabajo en el aula

Los sensores detectan las distintas condiciones.

Los actuadores ayudan a mejorar las condiciones.

Sensores

Sensores de Sonido

Un sensor de sonido es un elemento que convierte las ondas acústicas en una señal eléctrica con variaciones proporcionales a las de las vibraciones del sonido. Posteriormente, esta señal eléctrica se convierte en datos binarios para su tratamiento digital.

La imagen muestra una campana que emite ondas de sonido y un sensor representado por un micrófono que traduce el sonido a señales eléctricas y a código binario de ceros y unos

Lectura facilitada

Sensores de Sonido

Un  sensor de sonido convierte las ondas acústicas en una señal eléctrica.

Las variaciones de la señal eléctrica son proporcionales a las variaciones de las vibraciones del sonido.

Posteriormente, esta señal eléctrica se convierte en datos binarios.

Los datos binarios se utilizan para el tratamiento digital.La imagen muestra una campana que emite ondas de sonido y un sensor representado por un micrófono que traduce el sonido a señales eléctricas y a código binario de ceros y unos

Sensores de luz

Un sensor de luz es un elemento que detecta y mide el nivel de luminosidad, mediante un dispositivo fotosensible. Posteriormente, el nivel de luz se transforma en una señal eléctrica que luego se convierte en datos binarios para que puedan ser procesados por el microcontrolador.

La imagen muestra: un sol que emite radiación luminosa, un sensor de luz, una señal eléctrica y código binario de ceros y unos.

Lectura facilitada

Sensores de luz

Un sensor de luz detecta y mide el nivel de luminosidad.

El sensor de luz funciona mediante un dispositivo fotosensible.

El nivel de luz detectado se transforma en una señal eléctrica.

La señal eléctrica se convierte en datos binarios.

Estos datos binarios pueden ser procesados por el microcontrolador.

La imagen muestra: un sol que emite radiación luminosa, un sensor de luz, una señal eléctrica y código binario de ceros y unos.

Una pista

Placa Mbot Auriga

La placa Auriga incluye dos sensores de luz (rotulados en la placa como “light sensor 1 y 2"), que miden la intensidad de la luz que detectan. Proporcionan datos numéricos con una medida que varía entre 0 y 1023. Estos valores son útiles para emplearlos cuando trabajéis con los bloques en programación.

Imagen de la placa Mbot Auriga  y sus  sensores Luz

Placa Micro:bit

En la placa Micro:bit también hay un sensor de luz integrado en los LED de su parte frontal que podéis usar para medir la luminosidad:

Imagen de sensores  de la placa Microbit

Lectura facilitada

Placa Mbot Auriga

La placa Auriga incluye dos sensores de luz.

Los dos sensores de luz están rotulados en la placa como  light sensor 1 y light sensor 2.

Estos sensores de luz miden la intensidad de la luz.

Los sensores de luz proporcionan datos numéricos variables entre 0 a 1023.

Estos valores son útiles para emplearlos en la programación por bloques.

Mbot Auriga  sensores Luz

Placa Microbit

La placa micro:bit tiene un  sensor de luz integrado en los leds de su parte frontal.

El sensor de luz frontal puede emplearse para medir la luminosidad:

Microbit sensores

Sensores de temperatura 

Un sensor de temperatura es un dispositivo de entrada que mide y transforma los valores de temperatura en una señal eléctrica. Para eso, cuenta con un tipo de resistencia eléctrica que reduce su valor cuando aumenta la temperatura. 

La imagen muestra una fuente de calor o vaso caliente, un termómetro que recoge la información, una señal eléctrica y la conversión en datos en forma de ceros y unos

Lectura facilitada

Sensores de temperatura 

Un sensor de temperatura mide los valores de temperatura.

Estos valores de la temperatura se transforman en una señal eléctrica.

El sensor de temperatura cuenta con un tipo de resistencia eléctrica para la medición.

Esta resistencia eléctrica baja su valor cuando aumenta la temperatura. 

La imagen muestra una fuente de calor o vaso caliente, un termómetro que recoge la información, una señal eléctrica y la conversión en datos en forma de ceros y unos

Actuadores

Los actuadores son los encargados de realizar una acción al recibir una orden del sistema de control. Conoce algunos de los actuadores más comunes que podéis conectar a vuestra placa controladora.

Lectura facilitada

Los actuadores reciben las órdenes del sistema de control.

Nosotros veremos los actuadores más comunes a continuación.

Los LED

Imagen que muestra los terminales de un LED La imagen es una fotografía de LED de colores

.

Un LED es un actuador que convierte la energía eléctrica que recibe en luz. Los LED son muy eficientes desde el punto de vista energético e iluminan cuando están sometidos a tensiones muy pequeñas. Existen LED de muchos colores e incluso algunos que emiten radiación invisible para el ojo humano, como por ejemplo la ultravioleta o la infrarroja. Un buen ejemplo de este último tipo de radiación es el caso del mando a distancia del televisor.

Los LED tienen dos terminales que deben estar conectados correctamente en el circuito si queremos que ilumine. Se llama ánodo al terminal que debe estar conectado al positivo del generador y cátodo al que se conecta al negativo de este. 

 

Ilustración de un LED RGB

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Hay LED de muchos tipos, ¡incluso para coser a la ropa! También se pueden meter varios colores en un mismo LED, de forma que podéis crear muchos colores con ellos. Este tipo de LED se llaman LED RGB y cuentan con los colores rojo, verde y azul.

 

Imagen del interior de un árbol de navidad de LED

Por otra parte, existen las tiras de LED. Una tira de LED contiene una gran cantidad de LED conectados entre sí. Es habitual ver estas tiras adornando nuestras ciudades durante las fiestas navideñas. Dentro de las tiras LED tienen especial interés las que cuentan con LED RGB programables, ya que es posible encender y cambiar el color de cada LED, independientemente de todos los demás. Para poder trabajar con ellas solamente tendréis que conectar 3 cables: alimentación, GND y datos.

Dibujo de una tira de LED Neopixel y los cables de conexión

Lectura facilitada

Los LED

Imagen que muestra los terminales de un LED

Un LED es un actuador que convierte la energía eléctrica recibida en luz.

Los LED son muy eficientes a nivel energético.

Los LED iluminan cuando están sometidos a tensiones muy pequeñas.

Hay LED de muchos colores.

Los LED tienen dos terminales.

Esto terminales deben conectarse correctamente para que ilumine.

El ánodo se conecta al terminal positivo.

El cátodo se conecta al terminal negativo.

Los LED RGB tienen tres colores: rojo, verde y azul. 

Se pueden crear otros colores mezclando estos tres colores.

Existen tiras LED también.

Una tira de LED contiene LED conectados entre sí.

Es fácil ver tiras LED en la iluminación navideña.

En las tiras LED hay que conectar 3 cables: alimentación, GND y datos.

¿Dónde he visto esos LEDs ?

¡Pues claro! Vuestras placas controladoras tienen LED incorporados. ¡Los podéis emplear para vuestros proyectos!

Los servomotores

Un servomotor es un dispositivo mecánico que se utiliza para controlar el movimiento de diferentes componentes, como brazos robóticos, entre otros. 

Su ventaja es que puede girar con precisión el ángulo que le especifiquéis dentro de un intervalo de operación. El servomotor es capaz de hacer esto gracias a su capacidad para recibir y seguir señales de control enviadas por un microcontrolador a través del pin de datos.

Su conexión de cables es sencilla, pues solamente contáis con un cable de alimentación, otro de datos y el tercero que retorna a GND. Los servomotores más habituales en los talleres de tecnología permiten el giro desde 0º a 180º, es decir, permiten especificar su ángulo de giro dentro de un intervalo de media vuelta.

La imagen muestra una imagen en la que se ve un servomotor, su arco de giro de 180º y sus tres cables de conexión  GND, alimentación y datos

Lectura facilitada

Los servomotores

Un servomotor es un actuador que produce movimiento de giro.

Un ejemplo de uso de los servomotores son los brazos robóticos. 

La ventaja del servomotor es que puede girar con precisión el ángulo que le indiquemos.

La conexión de cables del servomotor es sencilla.

El servomotor tiene un cable de alimentación, otro de datos y otro que retorna a GND.

Los servomotores comunes en el taller giran un ángulo de media vuelta, es decir, de 0 a 180º.

La imagen muestra una imagen en la que se ve un servomotor, su arco de giro de 180º y sus tres cables de conexión  GND, alimentación y datos

Los motores de corriente continua

Un motor de corriente continua no es más que un actuador que convierte en energía cinética, es decir, movimiento, la energía eléctrica que le llega. Dependiendo del controlador de vuestro proyecto, existen diferentes formas de conexión. El motor de corriente continua o CC tiene dos conexiones: alimentación tierra o GND.

A diferencia de los LED, los motores de corriente continua funcionan independientemente de cómo les conectéis el positivo y el negativo a sus terminales. La variación se encuentra en que, si cambiáis la posición del positivo, cambia el sentido de giro de este. En cuanto a la velocidad de giro de la salida del motor, dependerá de la magnitud de la energía que le llegue al motor.

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La imagen muestra el dibujo de un motor de corriente contínua con sus terminales de conexiónLa imagen muestra una fotografía con distintos motores de corriente contínua

Lectura facilitada

Los motores de corriente continua

Un motor de corriente continua es un actuador.

El motor de corriente continua convierte la energía eléctrica en movimiento.

El motor de corriente continua o CC tiene dos conexiones: alimentación y GND.

Los motores de corriente continua no precisan una forma concreta de conexión para funcionar.

El intercambio de posición de los cables positivo y negativo en las conexiones cambia el sentido de giro del motor.

La  velocidad de giro del motor depende de la cantidad de energía recibida.

La imagen muestra el dibujo de un motor de corriente contínua con sus terminales de conexiónLa imagen muestra una fotografía con distintos motores de corriente contínua

Otros actuadores

La imagen muestra el icono de un altavoz

Los altavoces, por ejemplo, son actuadores que convierten las señales eléctricas en sonidos. Vuestras placas tienen altavoces incorporados que os permiten reproducir sonidos e, ¡incluso hacer música!

Lectura facilitada

Los altavoces son actuadores.

Los altavoces convierten las señales eléctricas en sonidos. 

Nuestras placas cuentan con altavoces integrados.

Completa el esquema

En equipo, debéis elaborar un esquema simple con los sensores y actuadores. Podéis emplear aplicaciones informáticas como FreeMind o similares.

Recuerda que FreeMind es una aplicación de software libre que está preinstalada en la maqueta Abalar.

Lectura facilitada

Elaborad un esquema simple con los sensores y actuadores.

Un ejemplo de aplicación informática para hacer esquemas es FreeMind.

FreeMind es una aplicación de software libre de la maqueta Abalar.

¿Cómo puede quedar?

Imagen con esquema de sistema de control incluyendo sensores y actuadores

Creado con eXeLearning (Ventana nueva)