Ejemplos - Basics - AnalogReadSerial

Con esta entrada comenzaremos a repasar la serie de ejemplos que el IDE Arduino trae instalado para permitirnos aprender a usar las funciones más básicas de nuestro placa.

En este caso vamos a revisar el primer ejemplo de los considerados básicos, relacionados con la lectura de una señal de tensión analógica.

Para esta práctica vamos a necesitar repasar unas cuantas ideas que vimos anteriormente:

1. ¿Qué es un voltaje?
2. ¿Qué es la ley de Ohm?
3. ¿Qué es un divisor de tensión?
4. ¿Qué es un potenciómetro?
5. ¿Qué es una señal analógica?
6. ¿Qué es un convertidor analógico digital?
7. ¿Cuántos pines tiene nuestro Arduino capaz de leer señales analógicas?

Adicionalmente vamos a necesitar introducir una señal analógica variable por uno de los pines analógicos de nuestra placa.  Para ellos usaremos vamos necesitaremos aplicar lo que hemos aprendido sobre los divisores de tensión.

Sabemos que si colocamos nuestro voltímetro entre dos resistencias conectadas a una diferencia de potencial concreto, el voltaje que mediríamos vendría dado por la formula

Y cómo aplicando la Ley de Ohm al circuito completo sabemos que V= I*(R1+R2), si despejamos I de esta ecuación no quedaría que I= V/(R1+R2), y sustituyéndolo en la ecuación anterior donde V2=I*R2, obtendremos que

Esto que estamos haciendo de forma manual con un polímetro conectado entre los extremos de la resistencia R2, también lo podríamos hacer gracias a los pines analógicos de nuestra placa Arduino.

Por ejemplo, imaginemos que no tenemos un polímetro a mano y queremos conseguir una tensión de 2.5 voltios en nuestra placa, aunque sabemos que los únicas tensiones que suministra son de 5V y de 3.3V. Para ello con lo que hemos aprendido más arriba, podría ser suficiente poner dos resistencias de igual valor (por ejemplo 10K) y coger la tensión en el punto donde se unen ambas. Con ello teóricamente obtendríamos los 2.5voltios, pero para estar seguros de que no nos hemos equivocado, como tenemos una placa Arduino con 6 pines analógicos, conectaremos esa señal a un pin analógico e intentaremos medir el valor con un programita sencillo.

Esto lo podríamos esquematizar de la siguiente manera

Ahora solo nos queda ver cómo podemos ver el valor de voltaje que está midiendo nuestro Arduino. Para ello tendremos que usar una función que se llaman analogRead(), que solo requiere que le pasemos un parámetro (el pin que estemos usando) y te devolverá un valor entero comprendido entre 0  y 1023. El 0 representará a 0 voltios y el 1023 a 5 voltios.

Para entender el porqué de esta traducción de números, es mejor que repaseis el capítulo dedicado a al convertidor analógico digital.

De forma resumida podemos decir que en los pines analógicos de nuestro Arduino UNO, tenemos unos convertidores Analógicos Digitales (ADC) de 10 bits, esto es, que son capaces de trocear los 5 voltios máximos de tensión que son capaces de medir en 2 elevado a 10, o lo que es lo mismo 1024 trocitos.

Ahora solo nos queda escribir un pequeño código para que podamos ver en pantalla, el valor que estamos registrando por el PIN analógico seleccionado (en nuestro ejemplo el A0). Que debería ser algo parecido a 511 (el valor entero más proximo a dividir 1023 entre 2).

Pues bien esto mismo que hemos aprendido aplicándolo a un divisor de tensión, lo podríamos aplicar para medir la tensión de cualquier sensor analógico que tengamos a mano. Solo necesitaríamos que nos suministrara una tensión comprendida entre 0 y 5 voltios, y conectarlo al PIN analógico donde querramos registrar los valores. Algo similar lo podemos simular reemplazando el sensor con un potenciómetro.


Por lo que si ahora conectamos un cable a un pin analógico de nuestra placa Arduino, como pudiera ser cualquiera de los marcados como "Analog In"

podremos leer la señal analógica  a través de un PIN analógico seleccionado.

Y ya sabéis, si tenéis alguna sugerencia o duda, no tenéis más que mandarnos un correo a

e intentaremos responder a vuestra pregunta lo antes que podamos.

Resistencias (3) - La resistencia variable (reostato y potenciómetro)

Cuando se desea poder diseñar un circuito al que le podamos variar la intensidad de la corriente se puede recurrir al reostato, un aparato que es esencialmente un valor de resistencia variable entre dos límites. Es por ello por lo que por error a veces también se le conoce potenciómetro, pero aunque similares no son lo mismo. Más adelante explicaremos la diferencia.

El reostato es un tipo de resistencia variable que suele constar de una bobina de cobre sobre la cual se desplaza un cursor (o flecha) también de cobre que suele ser comandado por  indicador asociado con  un valor de resistencia. La conexión con el circuito se realiza mediante la conexión de un polo al otro devanado y el cursor. Al girar el botón en un sentido u otro, el cursor se mueve variando así la longitud del camino que seguirá la corriente eléctrica y por lo tanto disminuyendo o aumentando la resistencia lineal asociada a este circuito

.

Recordemos que cuando dos resistencias se colocan en serie, la resistencia total del circuito equivalente es la suma de ambas resistencias. De este modo si nos imaginamos que cada mm del cable que está bobinado tiene una resistencia R, si usamos 2 mm tendremos una resistencia de 2R y si usamos 1000 mm pues una resistencia de 1000R.

Ese es el fundamento del reostato. Pero como es un poco lío tener un cable de un metro encima de nuestro circuito, por ello se prefiere bobinarlo todo y que sea un contacto movible, el cursor, el que seleccione cuantos vueltas del bobinado necesitará para conseguir obtener la resistencia que se busca. En este caso en lugar de hablar de resistencia por mm de cable, hablaríamos de resistencia por vuelta.

Pero como también es un poco molesto tener un rollo grande encima de nuestro circuitos, lo que se hace es bobinar la bobina, esto es, hacerla un donuts, así queda mucho más compacta.

O sea, en definitiva el reostato es una resistencia variable que se conecta en serie con el circuito y que nos sirve para modificar la corriente eléctrica que circula por él.

Un comportamiento parecido lo podemos encontrar también en el otro tipo de resistencia variable que vamos a presentar a continuación: el potenciómetro.

En este caso, a diferencia que en el reostato donde dejamos un terminal al aire, en los potenciómetros se conectan los dos terminales y el cursor (o flecha), actuando a todos los efectos como un divisor de tensión. Por lo que podríamos concluir que el potenciómetro es una resistencia variable que se conecta en paralelo al circuito y que nos sirve para modificar lo valores de tensión.

Este componente nos lo podemos encontrar en cualquiera de los aparatos que tenemos en casa. Por ejemplo, al mover el control de volumen de tu radio. También puedes que lo tengas en la lámpara de tu mesilla de noche.

El mismo sistema también se puede ver en el panel de control de los coches para indicar la cantidad de combustible que hay en el depósito.

Si queréis experimentar un poco, con una pila, un poco de papel de aluminio y una pequeña bombilla, podréis reproducir su funcionamiento en gran detalle.

Más adelante haremos uso de este componente en nuestros proyectos con el Arduino. Aunque eso sí, usaremos potenciómetros más pequeñitos.