La luz 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.
Reflexión de la luz
Definición:
La reflexión ocurre cuando un rayo de luz choca contra una superficie y rebota, cambiando de dirección.
Ejemplo:
Cuando te miras en un espejo y ves tu cara, es porque la luz se refleja en el espejo hacia tus ojos.
Ultrasonidos
Definición:
Los ultrasonidos son sonidos muy agudos que el oído humano no puede oír, ya que tienen una frecuencia mayor a 20.000 Hz.
Ejemplo:
Los murciélagos emplean ultrasonidos para detectar su entorno en la oscuridad.
Nuevos horizontes
Ya conoces el uso de sensores básicos como luz, temperatura y sonido. Con ellos puedes capturar datos del entorno y utilizarlos en proyectos prácticos.
Pero quieres ampliar las posibilidades de vuestro robot, por lo que es necesario conocer nuevos sensores comunes en los equipos exploradores.
Lectura facilitada
Ya sabes usar sensores básicos como:
Sensor de luz
Sensor de temperatura
Sensor de sonido
Estos sensores sirven para recoger datos del entorno.
Puedes usarlos en proyectos sencillos y prácticos.
Pero ahora... ¡vamos un paso más allá!
Si queréis que vuestro robot haga más cosas, necesitáis conocer sensores nuevos.
Estos sensores se usan mucho en robots que exploran lugares desconocidos.
Con ellos, vuestro robot podrá:
Detectar mejor lo que hay a su alrededor.
Tomar decisiones más inteligentes.
Adaptarse a nuevos retos.
Sensor de ultrasonidos
El sensor de ultrasonidos es un dispositivo que utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para medir la distancia a un objeto o detectar su presencia.
Es muy común en aplicaciones de robótica, vehículos autónomos y sistemas de seguridad, debido a su precisión y capacidad de funcionar en condiciones donde otros sensores fallan, como en la oscuridad o ambientes polvorientos.
Aplicaciones
Medición de distancias:
Determina la distancia a un objeto calculando el tiempo que tarda el sonido en ir y volver.
Detección de obstáculos:
Muy útil en robots móviles para evitar colisiones.
Sensores de aparcamiento en coches:
Detectan objetos cercanos al vehículo al maniobrar.
Control de nivel de líquidos:
Mide la distancia al líquido desde el sensor en depósitos.
Lectura facilitada
El sensor de ultrasonidos es un dispositivo especial.
Funciona con ondas de sonido muy agudas (de alta frecuencia).
Estas ondas no se pueden oír.
Este sensor sirve para:
Medir la distancia hasta un objeto.
Saber si hay algo delante.
¿Dónde se usa?
Es muy útil en:
Robots.
Coches que se conducen solos.
Sistemas de seguridad.
¿Por qué es tan útil?
Porque funciona muy bien, incluso cuando:
Está oscuro.
Hay polvo en el aire.
Otros sensores no pueden trabajar bien.
Usos
Medir distancias:
El sensor mide la distancia hasta un objeto.
Lo hace calculando el tiempo que tarda el sonido en salir, chocar con algo y volver.
Detectar obstáculos:
Muy útil en robots que se mueven.
Les ayuda a no chocar con cosas.
Sensores de aparcamiento:
Se usan en los coches.
Detectan si hay algo cerca cuando el coche está aparcando.
Medir el nivel de líquidos:
Sirve para saber cuánta distancia hay entre el sensor y el líquido en un depósito.
Así se puede saber si el depósito está lleno o vacío.
¿Cómo funciona?
El sensor emite un pulso de ultrasonido (sonido a una frecuencia superior al rango audible por el ser humano).
Este pulso viaja hasta que choca con un objeto y se refleja de vuelta al sensor.
El dispositivo mide el tiempo que tarda el eco en volver y calcula la distancia al objeto.
Es ideal para situaciones donde se necesitan mediciones precisas y rápidas, especialmente en entornos donde otros sensores, como los ópticos, pueden fallar. Este sensor imita al sónar que emplean animales como los murciélagos.
Lectura facilitada
El sensor envía un sonido especial.
Este sonido se llama ultrasonido.
Es tan agudo que las personas no lo pueden oír.
El sonido viaja por el aire hasta que choca con un objeto.
Luego, el sonido rebota y vuelve al sensor (esto se llama “eco”).
El sensor mide el tiempo que tarda ese eco en volver.
Con ese tiempo, calcula la distancia hasta el objeto.
¿Por qué es tan útil el sensor de ultrasonidos?
Este sensor es muy preciso y rápido al medir.
Es ideal cuando se necesita saber exactamente a qué distancia está un objeto.
Funciona muy bien en lugares donde otros sensores fallan, como:
En la oscuridad.
Cuando hay polvo o humo.
Imita a los murciélagos
Este sensor trabaja de forma parecida al sónar de los murciélagos.
Ellos usan sonidos para "ver" en la oscuridad.
Así, saben dónde están los objetos aunque no puedan ver.
Sensor de infrarrojos y sigue líneas
De manera similar al sensor de ultrasonidos, en el que se emplean sonidos inaudibles por personas, también es posible emplear luz fuera del espectro visible por el ser humano.
Por ejemplo, es habitual utilizar luz infrarroja para enviar y detectar la luz reflejada en una superficie.
Al combinar un emisor de luz infrarroja (como un LED emisor de infrarrojos) y un receptor que capte esa misma luz, obtenemos un dispositivo capaz de detectar cambios en la reflexión de la luz en distintas superficies.
Este principio se utiliza en el sensor sigue líneas, un dispositivo diseñado para que los robots puedan detectar y seguir caminos marcados en el suelo, generalmente líneas negras sobre fondos claros o al contrario. La diferencia en la cantidad de luz reflejada permite al robot identificar el camino correcto y mantenerse en la trayectoria.
Aplicaciones
Robots sigue líneas, vehículos autónomos en almacenes y sistemas industriales:
Permite que el robot siga trayectorias marcadas en el suelo de manera autónoma.
Robótica educativa:
Para aprender sobre navegación y control de movimiento.
Lectura facilitada
Los robots pueden usar luces que las personas no ven, igual que algunos sensores usan sonidos que no oímos (como los de ultrasonidos).
Una de esas luces invisibles es la luz infrarroja.
Se usa para enviar y recibir luz reflejada en el suelo.
Para eso, el sensor tiene:
Un emisor de luz infrarroja (como un LED)
Un receptor de luz infrarroja (capta si la luz vuelve o no)
¿Qué detecta el sensor?
El sensor nota si la luz se refleja mucho o poco.
Esto cambia según el color del suelo:
En superficies claras (como blanco): la luz rebota más.
En superficies oscuras (como negro): la luz rebota menos o nada.
Este sistema se usa en el sensor sigue líneas.
El robot puede así ver dónde está la línea (normalmente negra) y seguirla sin salirse del camino.
Usos
Robots sigue-líneas, vehiculos autónomos en almacenes y sistemas industriales:
Permite que el robot siga trayectorias marcadas en el suelo de manera autónoma.
Robótica educativa:
Para aprender sobre navegación y control de movimiento.
¿Cómo funciona?
El sensor sigue líneas está compuesto por un emisor y un receptor de luz infrarroja. El emisor proyecta un haz de luz infrarroja hacia el suelo, y el receptor capta la luz reflejada.
Superficie clara (blanca): refleja gran parte de la luz infrarroja hacia el receptor.
Superficie oscura (negra): absorbe la luz infrarroja, reflejando muy poca o ninguna hacia el receptor.
El sensor detecta la diferencia en la cantidad de luz reflejada para distinguir entre la línea oscura y el fondo claro. Así, el robot puede determinar si está sobre la línea o se ha desviado de ella.
Para seguir el camino correctamente, el robot cuenta con varios de estos sensores dispuestos en fila. Cuando uno de los sensores detecta la línea, el robot corrige su trayectoria para mantenerse sobre ella. Esto le permite seguir rutas incluso cuando hay curvas o bifurcaciones.
Lectura facilitada
El sensor sigue líneas ayuda al robot a seguir un camino pintado en el suelo.
Este sensor tiene dos partes:
Emisor: Envía una luz especial que no podemos ver.
Receptor: Recibe la luz que se refleja en el suelo.
¿Qué pasa con los colores del suelo?
Color blanco o claro: Refleja bien la luz. El receptor la ve.
Color negro u oscuro: No refleja la luz. El receptor no la ve.
¿Qué hace el robot con esta información?
Si la luz se refleja, el robot sabe que está fuera de la línea.
Si no se refleja, el robot sabe que está encima de la línea negra.
Así puede moverse y seguir la línea pintada en el suelo.
Para hacerlo bien, el robot usa varios sensores colocados en fila.
Si uno detecta la línea, el robot gira un poco para volver al camino.
Gracias a eso, puede seguir rutas con curvas o cruces.
Acelerómetro y Giroscopio
Son dos sensores presentes en muchos dispositivos electrónicos y sirven para detectar movimientos y giros.
Acelerómetro
Un acelerómetro es un sensor que mide la aceleración de un objeto. Esta aceleración puede ser causada por la gravedad, el movimiento o las vibraciones.
Un acelerómetro puede medir el cambio de velocidad, como cuando estás en un coche y este arranca rápidamente y sientes que te empujan hacia atrás en el asiento.
Un acelerómetro detecta el movimiento lineal como, por ejemplo, avanzar, caer o moverse hacia un lado.
Con este sensor, los dispositivos digitales pueden contar los pasos que das cada día o saber si tu teléfono está en vertical u horizontal (ya que detecta hacia dónde va el movimiento provocado por la fuerza de la gravedad).
Giroscopio
Un giroscopio es un sensor que mide la velocidad angular, es decir, mide cómo de rápido y en qué dirección gira un objeto.
Un giroscopio detecta el movimiento de rotación, es decir, girar, inclinarse o dar vueltas.
Con este sensor, por ejemplo, tu teléfono detecta si está girando en el aire, el mando de una consola sabe si está rotando o un dron conoce su inclinación, entre otras aplicaciones.
Lectura facilitada
Sirven para detectar movimientos y giros.
Acelerómetro
El acelerómetro sirve para detectar movimientos y giros.
¿Qué mide un acelerómetro?
Mide la aceleración, es decir, cómo cambia la velocidad.
Esto puede pasar cuando:
Algo se mueve
Algo vibra
Algo cae
Actúa la gravedad
Ejemplo fácil: Cuando un coche acelera rápido, sientes que te empujan hacia atrás.
Eso es aceleración, y el sensor puede detectarla.
También detecta si te mueves hacia adelante, hacia los lados o si te caes.
¿Para qué sirve en los dispositivos?
Para contar tus pasos al caminar.
Para saber si el móvil está en vertical o en horizontal.
Para ayudar a los robots a saber si se mueven o se inclinan.
Giroscopio
Un giroscopio es un sensor que sirve para medir giros.
Detecta cuánto gira y en qué dirección se mueve un objeto.
¿Qué mide el giroscopio?
Mide cómo de rápido gira algo.
Detecta movimientos como:
Girar
Inclinarse
Dar vueltas
¿Dónde se usa?
El móvil detecta si está girando en el aire.
Un mando de consola sabe si lo rotas o inclinas.
Un dron puede saber cómo se está inclinando.
Este sensor es muy útil para que los dispositivos sepan su posición y movimiento en el espacio.
Aplicaciones
Smartphones, tablets y videoconsolas
El acelerómetro detecta si el dispositivo está en vertical u horizontal y cuenta pasos. El giroscopio detecta si estás girando el móvil, por ejemplo, al jugar.
Wearables
Como, por ejemplo, una pulsera de actividad o un reloj inteligente, el acelerómetro mide los pasos que das cada día y el giroscopio mejora la detección de movimiento cuando giras la muñeca.
Automoción
El acelerómetro se usa para activar el airbag en caso de impacto. El giroscopio ayuda a detectar derrapes o cambios bruscos de dirección.
Industria
El acelerómetro se usa para detectar vibraciones en las máquinas. Esto ayuda a prevenir fallos. En algunos sistemas, el giroscopio también aporta estabilidad y control.
Drones y aviación
En drones, el acelerómetro mide el movimiento lineal y el giroscopio mantiene el equilibrio detectando giros e inclinaciones.
En aviación, ambos sensores se usan para detectar turbulencias y conocer la orientación del avión durante el vuelo.
Realidad virtual
Ambos sensores trabajan juntos: el acelerómetro detecta desplazamientos y el giroscopio detecta hacia dónde giras la cabeza.
Lectura facilitada
Usos
Smartphones, tablets y videoconsolas
El acelerómetro detecta si el dispositivo está en vertical u horizontal y cuenta pasos.
El giroscopio detecta si estás girando el móvil, por ejemplo, al jugar.
Wearables
El acelerómetro mide los pasos que das cada día.
El giroscopio sabe cuando giras la muñeca.
Automoción
El acelerómetro se usa para activar el airbag en caso de impacto.
El giroscopio ayuda a detectar derrapes o cambios bruscos de dirección.
Industria
El acelerómetro se usa para detectar vibraciones en las máquinas.
El giroscopio también aporta estabilidad y control.
Drones y aviación
En drones:
El acelerómetro mide el movimiento lineal.
El giroscopio mantiene el equilibrio.
En aviación: se usan para detectar turbulencias y conocer la orientación del avión durante el vuelo.
Realidad virtual
El acelerómetro detecta desplazamientos.
El giroscopio detecta hacia dónde giras la cabeza.
¿Cómo funcionan?
Ambos sensores tienen una cosa en común: un pequeño objeto llamado masa de prueba dentro del sensor, suspendido con unos resortes microscópicos, que se mueve cuando el dispositivo se acelera o gira. Al detectar cómo se mueve esa masa, se puede saber qué está haciendo el objeto.
El acelerómetro detecta movimientos lineales en la pequeña masa de prueba, convirtiendo el movimiento en señales eléctricas que indican cuánta aceleración ha habido y en qué dirección (ejes X, Y y Z).
En el giroscopio, la masa de prueba vibra, sujeta por resortes o muelles. Cuando el dispositivo gira, la vibración cambia, y el sensor traduce esa diferencia en una señal que indica cómo y cuánto ha girado el objeto.
Lectura facilitada
Tanto el acelerómetro como el giroscopio tienen una parte muy importante:
Una masa de prueba muy pequeña, sujeta por resortes diminutos.
Esta masa se mueve cuando el dispositivo se acelera o gira.
El sensor detecta esos movimientos y los convierte en señales para saber qué está pasando.
¿Qué hace el acelerómetro?
Mide si el dispositivo acelera o se mueve en línea recta.
La masa se mueve hacia un lado u otro cuando el aparato se mueve o vibra.
Esa información se convierte en una señal que dice cuánta aceleración hay y en qué dirección (X, Y o Z).
¿Qué hace el giroscopio?
Mide si el dispositivo gira o se inclina.
La masa de prueba vibra todo el tiempo.
Cuando el aparato gira, esa vibración cambia.
El sensor nota ese cambio y dice cuánto ha girado y en qué sentido.
Ambos sensores usan una masa muy pequeña que se mueve.
Gracias a eso, el dispositivo sabe si está acelerando, moviéndose o girando.
Servomotor 360º
Un servomotor es un actuador que consiste en un motor que se puede controlar con mucha precisión. Se utiliza para mover cosas con exactitud, como los brazos de un robot, coches teledirigidos o mecanismos que necesitan moverse de forma controlada.
Existen dos tipos principales de servomotores:
Servomotor clásico (hasta 180°):
Solo puede girar hasta cierto ángulo, como un brazo que sube y baja. Es útil cuando necesitas mover algo hasta una posición exacta.
Servomotor de 360°:
Puede girar sin parar en cualquier dirección, como una rueda. En este caso no puedes controlar en qué posición se detiene, pero sí puedes decidir a qué velocidad gira y en qué sentido.
Aplicaciones
Robótica educativa
Los servos de 360° se usan como ruedas motorizadas para que los robots puedan avanzar, girar y moverse en distintas direcciones.
Los servos clásicos se utilizan para mover brazos, levantar barreras o abrir compuertas con precisión.
Sistemas automáticos
Los servomotores de 360° permiten movimientos suaves y continuos en puertas automáticas, mecanismos giratorios o cámaras que siguen un objeto.
Los servos clásicos controlan partes que solo deben moverse hasta un punto concreto, como una válvula o una compuerta.
Lectura facilitada
Un servomotor es un tipo de motor que se puede controlar con mucha precisión.
Sirve para mover cosas con exactitud, como:
Los brazos de un robot.
Un coche teledirigido.
Un mecanismo que se abre o cierra.
¿Qué hace un servomotor?
Gira solo hasta el ángulo que tú le digas.
Se detiene exactamente donde debe.
Es muy útil cuando necesitas que algo se mueva hasta una posición exacta.
Servomotor clásico (hasta 180°):
Solo gira hasta cierto punto (por ejemplo, hasta 180 grados).
Es como un brazo que sube o baja.
Ideal para cosas que no deben dar vueltas completas, como una compuerta o una palanca.
Servomotor de 360°:
Puede girar sin parar en cualquier dirección, como una rueda.
No puedes controlar en qué posición se detiene.
Puedes decidir a qué velocidad gira y en qué sentido.
Usos de los servomotores
Robótica educativa
Los servos de 360° se usan como ruedas motorizadas.
Para que los robots puedan avanzar, girar y moverse en distintas direcciones.
Los servos clásicos se utilizan para mover brazos, levantar barreras o abrir compuertas con precisión.
Sistemas automáticos
Los servomotores de 360° permiten movimientos suaves y continuos en puertas automáticas, mecanismos giratorios o cámaras que siguen un objeto.
Los servos clásicos controlan partes que solo deben moverse hasta un punto concreto, como una válvula o una compuerta.
¿Cómo funciona?
Los servomotores son motores que se pueden controlar desde fuera con señales eléctricas. Tienen tres cables: uno para la alimentación, otro para la masa (tierra), y otro para la señal que les dice qué hacer.
Los servomotores tienen:
Un motor eléctrico.
Unos engranajes que reducen la velocidad y aumentan la fuerza.
Un circuito de control que interpreta las órdenes.
(Opcional) Un sensor que puede ayudar a medir la posición o velocidad.
Servomotor 360°
Este servo puede girar continuamente hacia la derecha o hacia la izquierda, como una rueda. No puede ir a una posición exacta, pero sí puede cambiar la dirección y la velocidad de giro.
Se usa para mover robots o mecanismos que necesitan girar sin parar.
Servomotor 180°
Este servo solo puede girar hasta un cierto ángulo (por ejemplo, de 0° a 180°). Se usa cuando queremos que algo se mueva hasta una posición exacta, como abrir una compuerta o levantar un brazo robótico.
El circuito sabe en qué posición está el eje y lo lleva justo al lugar indicado por la señal.
Lectura facilitada
Los servomotores son motores.
Se pueden controlar desde fuera con señales eléctricas.
Tienen tres cables.
Un motor eléctrico.
Unos engranajes.
Un circuito de control que interpreta las órdenes.
(Opcional) Un sensor que puede ayudar a medir la posición o velocidad.
Servomotor 360°
Se usa para mover robots o mecanismos que necesitan girar sin parar.
Servomotor 180°
Se usa cuando queremos que algo se mueva hasta una posición exacta, como abrir una compuerta o levantar un brazo robótico.
El circuito sabe en qué posición está el eje.
Lo lleva justo al lugar indicado por la señal.
¿Qué sensor/actuador utilizar?
A continuación, se presentan una serie de situaciones a las que se puede enfrentar el robot que vas a entrenar. Contesta con la opción correcta.