4.2 Construye tu Sensor
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Actividades de Distancia:
Crear un Sensor de Distancia Ultrasónico
El sensor ultrasónico de distancia HC-SR04 funciona transmitiendo un pulso de sonido y escuchando un eco. El sensor consiste en dos transductores ultrasónicos. El ultrasonido se refiere a la frecuencia, 40 kHz (40 mil ciclos por segundo), que es un tono más alto del que los humanos son capaces de oír. Un transductor actúa como un transmisor que convierte la señal eléctrica en pulsos de sonido cuando la señal es recibida por la clavija del “Trigger”. El receptor escucha el eco de los pulsos de sonido transmitidos. Si los recibe, produce una señal de salida enviada a la clavija de “Eco”. El tiempo entre el envío y la recepción de la señal se utiliza para determinar la distancia que recorrió el pulso de sonido como se explicó anteriormente.
En esta actividad construirás un sensor de distancia usando el HC-SR04 . Puedes hacer esta sección sin una computadora y hacer un sensor portátil, o con una computadora que te permita interactuar más con el sensor a través del código de la computadora. ¡O puedes intentarlo de las dos maneras!
Nota: Para obtener más información sobre el sensor HC-SR04, puedes ver la hoja de datos del sensor.
Construir tu Sensor Ultrasónico de Distancia HC-SR04
- Crea un circuito para leer el sensor HC-SR04 de tu microcontrolador. Comienza conectando la clavija VCC del HC-SR04 a la clavija BAT del microcontrolador conectando primero la clavija BAT del microcontrolador al riel (+) de la breadboard. Luego conecte la clavija VCC del HC-SR04 a cualquier lugar del mismo riel (+) de la breadboard.
- Conecte la clavija GND (cable negro) del HC-SR04 al microcontrolador conectando primero la clavija GND del microcontrolador al riel (-) del breadboard. A continuación, conecte la clavija GND del HC-SR04 a cualquier lugar del mismo riel (-) del breadboard.
- Conecta la clavija TRIG del HC-SR04 a la clavija 12 del microcontrolador.
- Conecta la clavija ECHO del HC-SR04 a la clavija 11 del microcontrolador.
Nota: ayuda a mantener constantes los colores de los cables de los puentes para llevar un registro de sus conexiones. Por ejemplo, todos los cables de tierra deben ser de color negro u oscuro.
Para usar sin una computadora...
Configurar la pantalla LCD y el Botón
4. La pantalla LCD utiliza 4 clavijas que se conectan al microcontrolador. Utilice cables de puente macho-hembra para realizar estas conexiones (consulte la figura 2.5 a continuación):
a. Conecte el “VCC” de la pantalla LCD al “3V3” del microcontrolador.
b. Conecte la “GND” de la pantalla LCD a la “GND” del microcontrolador
c. Conectar “SDA” en el LCD a “SDA” en el microcontrolador
d. Conecte “SCL” en el LCD a “SCL” en el microcontrolador
5. Conecta tu botón. Conecte un lado del botón al riel (+) de la protoboard usando un cable de puente. Conecte el otro lado del botón al Pin “A4” de su microcontrolador usando otro cable de puente.
6. Antes de conectar el microcontrolador a la batería, compruebe que todas sus conexiones coinciden con el diagrama anterior (Figura 2.5).
7. Inserte la batería en el porto de la batería de manera que el lado positivo, indicado por el símbolo “+”, esté en el lado del porto con el cable rojo, y el lado negativo de la batería esté en el lado del porto con el cable negro.
8. Conecte el cable negro del porto de la batería a la clavija “GND” del microcontrolador. También puede hacerlo conectando el cable negro del portabatería al carril “(-)” al que también está conectada la clavija “GND” del microcontrolador.
9. Conecte el cable rojo del portabaterías a la clavija etiquetada “BAT” en el microcontrolador (vea la Figura 2.6 abajo). Una vez conectada la batería, la pantalla LCD debería encenderse y mostrar “¡Hola!”. Para obtener instrucciones sobre cómo cargar la batería, consulte la página Cargar la batería.
10. Puede empezar a tomar medidas una vez que la pantalla LCD cambie y muestre “¡Listo!” después de 5-10 segundos. Para tomar una sola medida de distancia, pulse el botón una vez. En la primera línea de la pantalla LCD aparecerá una medición de la temperatura en grados centígrados.
11. Para dejar de encender el instrumento, retire el cable rojo de la batería de la conexión “BAT”. Para intentar usarlo con una computadora, quite las conexiones de la batería y siga las siguientes instrucciones.
Para usar con una computadora...
12. Antes de conectar el microcontrolador a la computadora, compruebe todas sus conexiones. Si ha completado la sección “Para usar sin una computadora”, desenchufe la pantalla LCD, la batería y el botón y asegúrese de que coincida con el diagrama de la Figura 2.3
13. Conecte el microcontrolador a la computadora con el cable USB.
14.Abre la aplicación Beagle Term de Chrome (para obtener instrucciones adicionales sobre la configuración del Beagle Term, consulte “Conectar a un microcontrolador”) y escriba “import read_dist” y presione enter. Esta biblioteca contiene todas las funciones necesarias para medir la distancia con su sensor HC-SR04
15. Antes de tomar una medida, debemos inicializar el sensor de distancia. Para ello, escriba “sensor = read_dist.read_dist()” y luego presione enter. Ahora podemos usar “sensor” para medir la distancia.
16. En una nueva línea en Beagle Term, escriba “sensor.print_dist()” y presione enter. Beagle Term imprimirá la distancia medida por el sensor. La distancia también aparecerá en la pantalla LCD si la tiene conectada al microcontrolador.
a. También puede tomar medidas de forma continua para N número de medidas escribiendo “sensor.print_dist_start(N)” y pulsando enter. Beagle Term imprimirá la temperatura cada 5 segundos. Por ejemplo, si quiere tomar 100 medidas, escriba “sensor.print_dist_start(100)” y luego presione enter. Puede dejar de tomar medidas en cualquier momento presionando CTRL+C. Las mediciones también aparecerán en la pantalla LCD cada 5 segundos si la tiene conectada al microcontrolador.
Recuerda: Si ocupas desconectar el microcontrolador de tu computadora, no lo desenchufes simplemente. Expulsarlo como si fuera una memoria flash y asegúrate de que está seguro para expulsar.
¿Estás atascado? Revisa la página de “Ayuda de los Sensores” y los “Tutoriales de Vídeo de Introducción a los Sensores” para más ayuda.
Para obtener instrucciones sobre cómo cargar la batería, consulte la página “Cargar la batería.”