¿Cómo funcionan varios sensores Arduino?

Una de las mejores cosas de Arduino es la extensibilidad de la plataforma. Hay docenas de sensores diferentes disponibles en el mercado, cada uno con una función única, lo que le permite implementar todas las ideas de proyectos que pueda tener.

Comprender los diferentes sensores disponibles y sus aplicaciones es en realidad una de las áreas más importantes en las que puede concentrarse como aficionado a Arduino.

Si se lo toma en serio, se encontrará con la mayoría de estos sensores mientras realiza algunos experimentos iniciales básicos de todos modos. Pero es bueno saber qué hacen exactamente y cómo se pueden combinar para obtener los mejores resultados.

Conceptos básicos

Una placa Arduino por sí sola no es muy útil. Puede cargar pequeños programas en él y hacer que realicen operaciones básicas, pero el hardware es bastante limitado para cualquier usos computacionales reales (al menos en comparación con ofertas alternativas en el mercado, como los modelos más baratos de Raspberry Pi).

El verdadero poder de la plataforma radica en los diversos sensores y otros módulos que puede conectar a la placa base. Con solo unos pocos cables de puente y algunas líneas de código, puede tener una configuración básica que rastrea una propiedad en particular y genera datos relevantes a través de su Arduino.

Los sensores vienen en diferentes formas y tamaños, y algunos están diseñados para combinarse con otros para lograr un efecto completo. Sin embargo, la mayoría se pueden usar por sí solos y, en algunos casos, es posible que incluso pueda conectarlos en circuitos independientes, sin siquiera necesitar un controlador Arduino.

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Sensores populares explicados

Echemos un vistazo a algunos de los sensores más populares con los que se encontrará y veamos cómo funcionan bajo el capó.

Sensor de luz

Un sensor de luz, como su nombre lo indica, se puede utilizar para detectar cambios en el nivel de luz ambiental. Esto puede resultar útil para controlar la iluminación en varios entornos. Por ejemplo, apagar las luces de su casa cuando oscurece afuera o ajustar la intensidad de las lámparas de calefacción cuando se cultivan plantas.

La mayoría de los sensores de luz Arduino se implementan a través de un sensor de luz LDR (rango dinámico bajo) básico, lo que les da una menor sensibilidad en comparación con módulos más avanzados como fotodiodos y resistencias. Aún así, un sensor de luz LDR básico debería proporcionar suficiente sensibilidad para la mayoría de los proyectos de pasatiempos.

Sensor de temperatura

Los sensores de temperatura se implementan típicamente con un termistor NTC (coeficiente de temperatura negativo) o PCT (coeficiente de temperatura positivo).

La única diferencia desde la perspectiva del usuario es cómo debe interpretar los valores de salida. Algunos sensores pueden tener un convertidor interno que maneja esa parte por usted, intentando estandarizar la salida de la mayoría de los sensores de temperatura en el mercado.

Sensor de humedad

Los sensores de humedad a menudo se encuentran integrados en sensores de temperatura, y los dos se ofrecen como una unidad emparejada. También se pueden encontrar como dispositivos independientes. La mayoría de los sensores de humedad de Arduino son capacitivos, lo que significa que miden los cambios de humedad a través de una tira delgada de un material que cambia su capacitancia en relación con la humedad circundante.

Sensor de movimiento

El nombre de un sensor de movimiento es algo engañoso. En realidad, no detectan ningún movimiento, sino cambios en los niveles de radiación infrarroja ambiental.

La radiación infrarroja es emitida por prácticamente todo y todos, y los humanos son particularmente “calientes” en este sentido debido a su temperatura corporal más alta en relación con el medio ambiente. Debido a esto, cuando un humano entra en el rango de un sensor de movimiento, se detecta su presencia, pero el sensor nunca midió ningún movimiento real en primer lugar.

Sensor de proximidad

La mayoría de los sensores de proximidad para Arduino se basan en el diseño infrarrojo clásico. El sensor emite rayos de luz infrarroja dirigidos directamente hacia adelante, que luego se reflejan en las superficies que golpean.

El sensor detecta los rayos que regresan y mide la diferencia de tiempo entre la emisión y la recepción de un rayo. De esa forma, puede estimar la distancia recorrida por los rayos con gran precisión y sin consumir mucha energía.

Acelerómetro

Los acelerómetros se utilizan para medir cambios en la aceleración, que se pueden utilizar para identificar cambios en la posición y la velocidad. Suelen realizarse mediante un pequeño cristal junto a un objeto de cierta masa, conectado a un resorte ligero muy sensible.

Cualquier movimiento de toda la configuración hace que la masa se mueva, ejerciendo presión sobre el cristal. El cristal puede convertir los cambios de presión en señales eléctricas, lo que indica cuánta aceleración se está aplicando actualmente al cuerpo.

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¿Cuándo tiene sentido una versión más cara?

Algunos sensores tienen contrapartes más caras. Para un proyecto de bricolaje simple, generalmente debería estar bien con una versión más barata de cada sensor que necesita. Esto es especialmente cierto durante la fase de creación de prototipos, en la que normalmente se piratea todo junto con cables de puente y no se preocupa realmente por optimizar el espacio o el consumo de energía.

Pero a medida que se acerca a la finalización de su proyecto, es posible que desee buscar sensores más avanzados y duraderos. Algunos de ellos pueden hacer que su dispositivo sea más eficiente en el consumo de energía (lo que puede marcar una gran diferencia en las configuraciones que funcionan con baterías), mientras que otros pueden aumentar el nivel de precisión de las mediciones que está obteniendo.

Un problema con el que podría encontrarse al cambiar de sensores menos costosos a otros más costosos es que podría invalidar las calibraciones iniciales de su dispositivo. Si realizó todas las calibraciones en un sensor menos preciso, es posible que deba ajustar ciertas cosas al cambiar a versiones más avanzadas. En este caso, podría tener más sentido comenzar con el sensor más preciso en primer lugar.

Cosas a tener en cuenta sobre los proyectos de bricolaje

A veces, puede implementar sus propios sensores con las piezas adecuadas. Pero debe recordar que una parte del precio que paga por uno prefabricado se destina a algo más que los materiales básicos y el esfuerzo de construcción.

También está invirtiendo en algo que ha sido probado y calibrado minuciosamente, y sabrá que puede confiar en las medidas que proporciona (dentro de un cierto rango de precisión). Si bien es posible que pueda garantizar lo mismo para sus propias contrapartes, puede llevar mucho más tiempo y esfuerzo llevarlos a ese punto.

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