Práctica #1: Blinking LED con Arduino

Cómo usar una protoboard:

Sirve para montar prototipos electrónicos; esta generalmente divida en dos sectores, el primer sector esta divide en 4 parte y sirve para alimentación, cada una de las líneas están unidad entre sí coo ser un solo cable donde se puede conectar otro cable de 5 voltios, que es el de la salida del arduino de 5 voltios , entonces conectaremos un cable desde la salida del arduino hasta una de las líneas del protoboard, sis e conecta otra se formara otra línea de  polaridad negativa, las líneas de l otro la do funcionan de la mismo manera.

Las líneas del medio también están unidas entre sí pero en forma perpendicular, es decir una línea que se encuentra en 90 grados. no están unidas en toda la línea puesto que cada línea la separan dos, es decir cada línea funciona como un solo cable.

El LED conectado de esta forma funcionaria correctamente ya que de esta forma se podrá conectar un cable positivo a la línea y uno negativo a la otra.

Debido a que un LED no puede funcionar con 5 voltios, le reduciremos con una resistencia como esta en la imagen.

Vamos a poner uno de los lados de la resistencia, al positivo de 5 voltios y el otro lado a la ranura de positivo del LED, y así es como se enciende el pequeño LED.

Práctica #3: Sensores de humedad

Un sensor de humedad nos ayuda a saber en que nivel de calor o humedad esta una masa, en este caso el sensor DHT11 es el que usaremos para nuestro proyecto ya que este calcula la humedad desde la tierra y transmite esta información al arduino.

La actividad consiste en conectar el sensor de humedad con el arduino para que el sensor pueda enviar información, acerca de la humedad de la tierra, al arduino, y del arduino al relé para que este accione el motor automáticamente y pueda regar la tierra o plantas.

Como se transmite la información al Arduino:

No tenemos que confundirnos entre analógico y digital. Aunque lo conectemos a un pin digital, se trata de un dispositivo analógico. Dentro del propio dispositivo se hace la conversión entre analógico y digital.

Por lo tanto, partimos de una señal analógica que luego es convertida en formato digital y se enviará al microcontrolador. La trama de datos es de 40 bits correspondiente a la información de humedad y temperatura del DHT11.

La trama consta de 40 bits separados en 5 grupos de 8 bits, cada grupo reprsenta lo que dice en a imagen pero el último grupo de bit representa lo que debe dar la suma, es decir la suma de los 4 primeros grupos de 8 bits nos tiene que dar los bits de paridad.

El primer grupo de 8-bit es la parte entera de la humedad y el segundo grupo la parte decimal. Lo mismo ocurre con el tercer y cuarto grupo, la parte entera de la temperatura y la parte decimal. Por último los bits de paridad para confirmar que no hay datos corruptos.

0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0000 = 0100 1101

En este caso como no tenemos photoboard, soldamos las partes de salida de los cables (cables machos) en orden que este conectado con los cables del arduino y pueda transmitirle información mediantes a la programacion que le vamos a aplicar.

https://programarfacil.com/blog/arduino-blog/sensor-dht11-temperatura-humedad-arduino/#Conectando_el_DHT11_a_Arduino

Programación:

Para programas con el código nativo de arduino, vamos a utilizar la librería de Adafruit_Sensor.h. o el programa de Arduino

Lo primero que tendremos que hacer sera importar la librería "DFT.h" y luego definir dos constantes, una donde le diremos donde hemos conectado el DHT11 al pin digital, luego le diremos el tipo de sensor que estamos utilizando, luego vamos a declarar un objeto DHT para pasarle el pin donde hemos conectado el sensor y también el tipo de sensor con el que estamos trabajando.

En la función SETUP lo que vamos a hacer es iniciar la comunicación seri "Serial. begin" con la sentencia "dht.begin" 

En la función loop vamos a medir la temperatura y humedad, algo que recalacr es que las medidas las vamos a tomar cada 5 segundos, si es menos a este tiempo puede ser que las mediciones no sean muy precisas. 

Primero vamos con la humedad, la cual nos la va a dar en cierta magnitud, lo almacenamos en un float.

Luego vamos a leer la temperatura, en mi caso, la vamos a leer en centigrados la cual no es neceario pasar ningún parametro a diferencia de los grados farenheit.

Lo siguiente es comprobar que la infromación este correcta, la cual usaremos una función llamada "isnan" lo que nos va a ayudar esta función es en devolver un valor que no es un número en caso que en los bits de paridad halla algún error.

Por último, lo que hace esta parte es demostrar atraves del monitor serial todos los datos de humedad, temperatura e índice de calor.

Logros y dificultades:

• Tuvimos dificultad al traer el sensor de humedad a tiempo, al igual que el relé y la bateria.
• Logramos realizar la programación con el sensor de humedad y el arduino.
• aprendims para que sirve el sensor de humedad, específicamente el modelo DHT11.

Componentes electrónicos

Relé :

 Es un aparato eléctrico que funciona como un interruptor, abrir y cerrar el paso de la corriente eléctrica, pero accionado eléctricamente. El relé permite abrir o cerrar contactos mediante un electroimán, por eso también se llaman relés electromagnéticos o relevador. Fíjate en la siguiente imagen y vamos a explicar su funcionamiento.

APLICACIONES DE LOS RELEVADORES:

Los relevadores principalmente se usan en sistemas que requieran controlar una carga o usar un interruptor que pueda ser controlado eléctrica o mecánicamente. Una de las aplicaciones originales fue usarlos para diseñar maquinas de estado finito o autómatas. Una de las aplicaciones actuales es el de controlar cargas inductivas o resistivas mediante pulsos de control digital. Los relés también son usados en equipos de pruebas, sistemas de comunicación, seguridad, medición, circuitos de potencia., inversores o sistemas de potencia foto-voltaicos.

Sensor de humedad:

(Un higrómetro de suelo FC-28 es un sensor que mide la humedad del suelo. Son ampliamente empleados en sistemas automáticos de riego para detectar cuando es necesario activar el sistema de bombeo.)

Existen muchos tipos de sensores de humedad, pero en el caso del proyecto sobre el sistema automático de riego, se utilizara un sensor de humedad que detecte o mida la humedad en la tierra, es necesario para que el motor pueda funcionar correctamente y en el tiempo que es.

Ejemplos de códigos:

El código necesario es realmente sencillo. Si estamos empleando la señal analógica A0, leemos el valor mediante la entrada analógica, y usamos el puerto serie para mostrar el valor por pantalla. En un caso real, este valor se emplearía para ejecutar acciones, en lugar de mostrar el valor.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

const int sensorPin = A0;   void setup() {    Serial.begin(9600); }   void loop() {    int humedad = analogRead(sensorPin);    Serial.print(humedad);       if(humedad < 500)    {       Serial.println("Encendido");         //hacer las acciones necesarias    }    delay(1000); }

Si estamos empleando la señal digital, empleamos una entrada digital para leer el estado. En el ejemplo mostramos un mensaje por la pantalla, pero igualmente en un caso real ejecutaríamos las acciones oportunas.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

const int sensorPin = 10;   void setup() {    Serial.begin(9600);    pinMode(sensorPin, INPUT); }   void loop() {    int humedad = digitalRead(sensorPin);      //mandar mensaje a puerto serie en función del valor leido    if (humedad == HIGH)    {       Serial.println("Encendido");         //aquí se ejecutarían las acciones    }    delay(1000); }

 

LDR:

Conceptos básicos

Para entender como funciona este circuito y el programa que corre en la tarjeta Arduino debemos conocer 3 conceptos clave:

• Fotoresistencia LDR: Componente cuya resistencia varía sensiblemente con la cantidad de luz percibida. La relación entre la intensidad lumínica y el valor de la resistencia no es lineal. Se utiliza ampliamente para medir la iluminación en dispositivos electrónicos que requieren un precio agresivo. Su comportamiento es el siguiente:
  • Mas luz = menor resistencia eléctrica
  • Menos luz = mayor resistencia eléctrica
• Divisor de voltaje: Mediante un par de resistencias en serie, es posible repartir la tensión suministrada por la fuente entre las terminales de estas, en nuestro caso, el divisor se utiliza con el LDR para obtener un voltaje variable de acuerdo a la cantidad de luz percibida.
• Conversión Analógico-Digital (ADC): Es el proceso mediante el cual se convierte una magnitud física como un voltaje, corriente, temperatura, etc. en un número binario (o señal digital) con el propósito de facilitar su manejo por circuitos digitales como un CPU. El Arduino realiza este proceso para conocer la cantidad de luz percibida por el LDR y poder procesarla numericamente.

https://www.geekfactory.mx/tutoriales/tutoriales-arduino/tutorial-arduino-con-fotoresistencia-ldr/

Este proceso es generalmente para encender leds, pero se utulizara en el proyecto en forma de sensor para el arduino

Motoreductor:

Un motor reductor consiste básicamente en un motor junto a una caja reductora. La caja reductora es un mecanismo consistente en un sistema de engranajes que permiten variar la fuerza necesaria con el que se consigue mantener la velocidad de salida de un motor aproximado al ideal para realizar una acción

Este se maneja generalmente por un arduino o batería, siendo conectados por cables, en el sistema de riego automático, lo conectaremos con el arduino para que este le señale mediante la programación, cuando tiene que apagarse y prenderse.

Servomotor:

Básicamente un servomotor es un motor de corriente continua con un potenciometro que le permite saber la posición en la que se encuentra y así poder controlarla.
Para controlar el servomotor se le envía pulsos cada 20 ms es decir 50Hz. La anchura del pulso es lo que codifica el angulo de giro , es decir lo que se conoce como PWM, codificación por ancho de pulso. Esta anchura varia según el servomotor pero normalmente va entre 0.5 y 2.5 ms aunque pueden variar.

Dependiendo del tamaño del servo y su consumo es posible que no puedas alimentarlo desde tu placa arduino, en ese caso es necesario una fuente de 5V independiente para poder moverlo,en mi caso uso un microservo por lo que consume poca corriente y se puede alimentar directamente por el Arduino . Sobre el peso que pueden levantar se puede deducir con el par del servo. Normalmente los servos indican el par o torque que pueden realizar para un servo estándar suele ser 5kg/cm es decir puede mover 5kg a 1 cm de distancia. En caso de querer mover lo a 5 cm el servo solo podrá mover 1kg.

Pulsador:

El pulsador tiene cuatro patillas que están conectadas a pares como se ve en el siguiente esquema.

Cuando pulsamos el interruptor se cierra el circuito y dejamos pasar la corriente. Esto nos permite, por ejemplo, controlar un LED, un motor o cualquier otro elemento. La duda surge cuando dejamos la patilla donde está conectado ese elemento al aire es decir, sin estar conectado a nada.                                                                                                                                  

Los pulsadores tambien botones, que permiten en la paso de la corriente eléctrica mediante a su continua pulsación y controlar  la abundancia del agua.

Interruptor:

Un interruptor cambia su estado (abre o cierra el circuito) cuando lo accionamos y se mantiene en este estado hasta que lo volvemos a accionar. Por el contrario, un pulsador solo abre o cierra el circuito mientras lo estamos pulsando, volviendo a su estado inicial cuando lo dejamos de pulsar.

Usaríamos el interruptor para apagar y encender el sistema de riego en un tiempo determinado, aunque en nuestro caso que es automático, simplemente encendemos el arduino programado automático y después lo podemos apagar.