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Arduino y Componentes Electrónicos
ARDUINO
MICROCONTROLADOR
Un microcontrolador es un circuito integrado programable que contiene todos los componentes esenciales de una computadora.
Las funciones principales de un microcontrolador son controlar y automatizar tareas, procesar datos y comunicarse con otros dispositivos.
PLACAS ARDUINO Y SUS DIFERENCIAS
Arduino Uno
El más básico y popular: Es el punto de partida ideal para quienes se inician en el mundo de Arduino.
Características: Fácil de usar, gran comunidad, compatible con la mayoría de los shields.
Ideal para: Proyectos sencillos, prototipado rápido, aprendizaje de los fundamentos.
Arduino Mega
Más potencia: Ofrece más pines de entrada/salida, más memoria y mayor capacidad de procesamiento.
Características: Ideal para proyectos más complejos que requieren más recursos.
Ideal para: Proyectos de robótica, control de motores, adquisición de datos a gran escala.
Ideal para: Proyectos pequeños, integraciones en dispositivos más grandes.
Características: Perfecto para proyectos con espacio limitado, ideal para wearables o drones.
Versión miniaturizada: Similar al Uno, pero más pequeño y portátil.
Arduino Nano
Arduino Leonardo
Comunicación USB nativa: Se comporta como un teclado o mouse, lo que permite una interacción más directa con el ordenador.
Características: Ideal para proyectos que requieran control de dispositivos USB.
Ideal para: Interfaz de usuario personalizada, control de instrumentos musicales.
EJEMPLO DE PROYECTOS COMUNES UTILIZANDO ARDUINO
Control de luces LED: Crea patrones de luz, efectos de desvanecimiento y sincronización con música.
Sensor de temperatura y humedad: Construye un termómetro y un higrómetro para monitorear las condiciones ambientales.
Cubo de Rubik automático: Desafía tus habilidades de programación y crea un cubo que se resuelva solo.
Seguidor de línea: Diseña un robot que pueda seguir una línea negra sobre una superficie blanca.
Mini estación meteorológica: Mide temperatura, humedad, presión atmosférica y muestra los datos en una pantalla.
SENSORES
SENSORES DE DISTANCIA
¿Cómo funciona?
Paso a paso:
Emisión del pulso: El sensor emite un pulso de sonido de alta frecuencia, inaudible para el oído humano.
Propagación del sonido: El pulso viaja a través del aire hasta encontrar un objeto.
Reflexión del sonido: Al encontrar un objeto, el sonido rebota y regresa al sensor como un eco.
Recepción del eco: El sensor detecta el eco y mide el tiempo que ha transcurrido desde que emitió el pulso original.
Cálculo de la distancia: Conociendo la velocidad del sonido en el aire y el tiempo transcurrido, el sensor puede calcular la distancia al objeto utilizando una sencilla fórmula.
PRINCIPIO FISICO DETRAS DE LA MEDICION SIN CONTACTO
La medición sin contacto, también conocida como no invasiva, se basa en una variedad de principios físicos que permiten obtener información sobre un objeto o sistema sin necesidad de entrar en contacto directo con él. Estos principios aprovechan diferentes tipos de radiación o campos para interactuar con el objeto de estudio y extraer datos relevantes.
APLICACIONES PRACTICAS EN SISTEMA DE NAVEGACION Y SEGURIDAD.
Vehículos autónomos:
Detección de obstáculos: Los sensores de distancia, especialmente los LIDAR y los radar, permiten a los vehículos autónomos detectar objetos en su entorno en tiempo real, evitando colisiones y tomando decisiones de navegación.
Estimación de distancia: La medición precisa de la distancia a otros vehículos, señales de tráfico y elementos del entorno es fundamental para la planificación de rutas y la maniobrabilidad autónoma.
Vigilancia:
Cámaras de seguridad: Los sensores de distancia pueden activar cámaras de seguridad cuando detectan movimiento en un área determinada.
Sistemas de vigilancia perimetral: Se utilizan para monitorear grandes áreas, como puertos o aeropuertos, y detectar actividades sospechosas.
Evitar colisiones: Los robots pueden detectar obstáculos en su entorno y ajustar sus movimientos para evitar colisiones con personas o equipos.
Manipulación de objetos: Los sensores de distancia permiten a los robots industriales determinar la posición precisa de los objetos que manipulan, asegurando una operación segura y eficiente.
Robótica industrial:
ACTUADORES
Motores DC (Corriente Continua)
Principio de funcionamiento: Funcionan aplicando una corriente eléctrica continua a sus bobinas, generando un campo magnético que interactúa con un campo magnético permanente, produciendo un movimiento de rotación.
Características:
Velocidad variable: Su velocidad se puede controlar variando el voltaje aplicado.
Simple control: Requieren circuitos de control relativamente sencillos.
Alto par de arranque: Proporcionan un alto par de arranque, lo que los hace adecuados para cargas pesadas.
Motores Paso a Paso
Principio de funcionamiento: Se dividen en bobinas que se energizan secuencialmente, haciendo que el rotor gire en incrementos angulares discretos (pasos).
Características:
Movimiento preciso: Permiten un control de posición muy preciso.
Alta resolución: Pueden realizar movimientos muy pequeños.
Sin retroalimentación: Generalmente no requieren sensores de posición.
Servomotores
Principio de funcionamiento: Combinan un motor DC con un codificador (sensor de posición) y un circuito de control de retroalimentación.
Características:
Alta precisión: Ofrecen una alta precisión de posicionamiento y seguimiento de trayectorias.
Velocidad variable: Su velocidad se puede controlar con gran precisión.
Alto par: Pueden generar un par elevado en relación a su tamaño.
¿Cómo se conecta un actuador a Arduino?
La conexión básica de un actuador a Arduino implica:
Fuente de alimentación: El actuador necesitará una fuente de alimentación adecuada. A menudo, se utiliza una fuente de alimentación externa para proporcionar la corriente necesaria, especialmente para motores de mayor potencia.
Driver: En muchos casos, se requiere un driver para controlar el actuador. Un driver actúa como un puente entre el Arduino (que proporciona señales digitales de bajo voltaje) y el actuador (que puede requerir voltajes y corrientes más altas).
Conexiones: Los pines de control del driver se conectan a los pines digitales de Arduino. Estos pines digitales se utilizan para enviar señales que indican al driver cómo controlar el actuador (por ejemplo, encender, apagar, cambiar de dirección, variar la velocidad).
Brazo robótico: Un clásico de la robótica. Utilizando servomotores para controlar cada articulación, puedes crear un brazo robótico capaz de agarrar y mover objetos.
Vehículo teledirigido: Con motores DC o servomotores, puedes construir un vehículo que se mueva en diferentes direcciones siguiendo tus comandos.
Máquina expendedora simple: Utilizando servomotores, puedes crear una máquina que dispense pequeños objetos al presionar un botón.
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