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4 - EJEMPLO 1: SENSOR DE MOVIMIENTO - Contenido educativo

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Subido el 8 de mayo de 2020 por Rafael M.

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Explicación del montaje y programación de un sensor de movimiento PIR con Arduino para 3ºESO con Tinkercad Circuits

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Bien, buenos días a todos. Voy a explicaros, voy a hacernos una demostración de una aplicación final que podríamos hacer con este último tema, 00:00:18
un tema muy importante de control programado. Y para ello yo lo que voy a hacer es un ejercicio en el que vamos a simular 00:00:28
cómo sería un proyecto en el aula-taller en el que podríamos controlar, gracias a una tarjeta de control, como por ejemplo la tarjeta famosa, 00:00:35
tarjeta de ruido como podríamos controlar un sensor o varios sensores y en función de la 00:00:43
programación que le pongamos que las salidas se activasen es decir pudiéramos controlar los 00:00:48
actuadores correspondientes en este caso concreto lo que vamos a hacer es simular una alarma de 00:00:53
movimiento entonces tendremos un sensor de movimiento que es cuando se active porque 00:00:59
alguien se coloca delante de este sensor pues se activará una alarma que en este caso será 00:01:04
un altavoz bici eléctrico, ¿vale? Todo ello 00:01:11
evidentemente gobernado con una tarjeta de control 00:01:13
en la que incluiremos el programa 00:01:15
de programa. ¿De acuerdo? 00:01:17
Bien, pues para ello vamos entonces 00:01:19
a realizar nuestro 00:01:21
programa, vamos a utilizar 00:01:22
nuestro programa de simulación, el famoso TinkerCard 00:01:25
Circuits y vamos a utilizar 00:01:27
todos los elementos que necesitamos. En primer 00:01:29
lugar necesitaremos, como no, 00:01:31
una tarjeta de Arduino 00:01:33
necesitaremos 00:01:35
también 00:01:37
nuestro sensor que va a detectar el movimiento, en este caso estos sensores se llaman sensores PIR 00:01:38
y estos sensores, voy a darle la vuelta para que podamos hacer bien la conexión 00:01:46
y podamos ver luego la simulación sin tener que mover mucho los elementos 00:01:52
este sensor PIR es un sensor de movimiento que en realidad lo que detecta es el cambio de posición 00:01:56
de un objeto caliente, normalmente a la temperatura del cuerpo humano y de los animales 00:02:02
desde un punto 00:02:06
correspondiente a otro punto 00:02:08
entonces cuando se mueve ese cambio de temperatura 00:02:10
ese movimiento del calor 00:02:13
de un sitio a otro, este sensor lo detecta 00:02:14
¿de acuerdo? se le llama también 00:02:16
sensor volumétrico y se encuentra 00:02:18
en muchas aplicaciones, desde las famosas puertas 00:02:20
que se abren cuando te acercas 00:02:22
hasta el alumbrado de un portal de una 00:02:24
vivienda, cuando tú entras en el portal 00:02:26
el sensor detecta que hay alguien y se encienden las luces 00:02:28
bueno 00:02:30
y como hemos dicho, pues vamos 00:02:31
como es un sensor de movimiento, una alarma, cuando alguien pase por delante se va a sonar, 00:02:34
es decir, imaginaros que es un lugar cerrado donde nadie tiene que estar, pues activamos 00:02:39
nuestra alarma y si algún intruso se acerca en las inmediaciones de este sensor volumétrico 00:02:45
automáticamente la alarma sonará. Bueno, pues ya tenemos aquí los tres elementos 00:02:51
que nos interesan, el sensor, el sistema de control y el actuador. Bueno, pues vamos 00:02:54
a conectarlos. En primer lugar este es muy sencillito porque como veis aquí el altavoz 00:03:01
piezoeléctrico pues simplemente hay que conectar el correspondiente negativo a negativo, bueno 00:03:09
pues la tarjeta Arduino tiene aquí negativo y tiene también aquí negativos y luego el 00:03:14
positivo lo vamos a conectar de este altavoz piezoeléctrico. Bueno pues para generar tonos 00:03:22
Nos interesa utilizar cualquiera de las famosas señales o pines que tienen PWM 00:03:27
¿Qué significa PWM? Pues que la señal que va a salir aquí es una señal pulsatoria 00:03:33
Con lo cual yo puedo generar sonidos 00:03:37
Y solamente puedo utilizar el 11, el 10, el 9, el 6, el 5 y el 3 00:03:38
Que son los que tienen esta particularidad de estos pines 00:03:44
Después el sensor de movimiento que tiene 00:03:46
Pues mira, tiene el polo negativo 00:03:50
que en este caso nos vamos a ir directamente hacia abajo, por lo negativo lo vamos a llevar directamente aquí 00:03:54
lo de los cables es muy importante en los colores, sobre todo cuando es negativo negro, cuando es positivo rojo 00:04:00
y así que para no equivocarme voy a ir colocando más o menos colores en los cables para que no haya ningún problema 00:04:07
este sería en este caso el pin correspondiente cable de alimentación del sensor 00:04:14
y por lo tanto lo alimentamos también a 5 voltios 00:04:23
ya sabéis que Arduino tiene esos 5 voltios conectados exactamente aquí 00:04:28
los tienen este pin de aquí 00:04:33
y finalmente lo que nos interesa 00:04:35
el pin que cuando alguien se mueva aquí 00:04:37
este pin, este sensor que no tiene ahora corriente eléctrica 00:04:39
si alguien se mueve y lo tenemos alimentado 00:04:43
aquí sale corriente eléctrica 00:04:45
bueno pues entonces vamos a llevarnos esa corriente eléctrica 00:04:47
pues en este caso a un pin de entrada 00:04:50
como puede ser por ejemplo el pin 2 directamente más o menos es por aquí ahora lo colocamos en su 00:04:52
sitio para que quede más o menos ordenado y este lo vamos a poner en color azul bueno ya tenemos 00:05:04
por como quien dice nuestro montaje hecho tenemos un sensor tenemos un actuador y controlado por el 00:05:10
sistema de control como lo programaría bueno pues tenemos dos posibilidades utilizando texto 00:05:18
utilizando bloques gráficos vamos a utilizar los famosos bloques gráficos para poder entenderlo 00:05:24
más rápidamente y luego si acaso da tiempo pues veremos si lo queda muy largo el vídeo veremos 00:05:31
un poquito que parte la parte textual la parte del código bueno lo primero es un típico programa 00:05:36
condicional, si el sensor 00:05:42
se activa, se activa el actuador 00:05:44
si el sensor no se activa 00:05:46
el actuador no tiene que funcionar 00:05:48
así que como es un programa 00:05:50
condicional, pues vamos a utilizar 00:05:52
efectivamente este bloque 00:05:54
de condiciones, que dice, si ocurre algo 00:05:56
entonces queremos que se active 00:05:58
sonido, en este caso 00:06:01
¿cuáles son las 00:06:04
instrucciones para los sonidos? 00:06:06
bueno, pues entramos en los bloques de salida 00:06:08
y fijaros que aquí pone 00:06:09
diferentes instrucciones 00:06:11
y hay una en concreto que dice 00:06:13
reproducir altavoz en el, bueno, lo de 00:06:15
pasador, ya lo dije el año pasado, pasador 00:06:17
en realidad le voy a poner aquí pin, no sé 00:06:19
quién tradujo lo de pin por 00:06:21
pasador, pero bueno, en realidad hace referencia 00:06:23
al número del pin en el que está conectado 00:06:25
el altavoz, así que si eso ocurre 00:06:27
pues yo quiero que se 00:06:29
si se cumple la condición, todo lo que 00:06:30
está aquí dentro se va a ejecutar y por 00:06:33
lo tanto en el pin 11 yo 00:06:35
quiero que aparezca un sonido, pues 00:06:37
en este caso durante 0.5 segundos pues aparecerá un tono de valor 60 esto lo haremos que se ejecute 00:06:39
por ejemplo si queréis un segundito y luego se ejecute otra vez bueno podemos dejarlo así 00:06:54
no podemos poner otro tono diferente 00:07:02
vamos a poner otro tono diferente, lo duplicamos 00:07:06
ponemos otro tono diferente 00:07:08
en este caso, perdón, ahí dentro 00:07:10
este tono tendría 00:07:12
que ser de otro diferente 00:07:14
también del mismo tipo, y para escuchar los dos 00:07:16
pues lógicamente tendremos que esperar 00:07:18
un tiempo, porque si no 00:07:20
no podremos escuchar los dos 00:07:22
como queremos que se haga una cosa así rápida 00:07:24
pues 100 milisegundos 00:07:26
vuelvo a duplicar 00:07:27
ese, perdón 00:07:29
vuelvo a duplicar otra vez ese tiempo para que se escuchen los dos sonidos en 00:07:31
un intervalo de 100 milisegundos y si no ocurre nada bueno pues en principio si 00:07:38
no se cumple no si el sensor no se activa no tiene que ocurrir nada así que 00:07:43
de momento aquí no vamos a ver nada pero vamos con lo que nos interesa en la 00:07:47
condición que significa que se cumple la condición pues significa que el sensor 00:07:49
ha detectado algo y por lo tanto en el pin 2 no existe en el pintor existe 00:07:55
corriente eléctrica así que lo que le vamos a decir es en realidad que si existe en este caso 00:08:01
un valor alto de el pin correspondiente en este caso vamos a ver el pin donde estás que no te 00:08:10
veo allá leer estamos aquí en leer pasado sería aquí estamos en leer pasado número 2 y si ese 00:08:21
que lo del pasado ya digo que es leer pin 2 si ese de pin 2 está a nivel alto por lo tanto nos 00:08:35
tendremos que ir aquí ya tendríamos aquí nuestro programa a grandes rasgos si el pin número 2 está 00:08:41
a nivel alto, entonces es que alguien 00:08:52
se ha movido aquí y por lo tanto se ejecuta 00:08:54
todo esto que está aquí que no es más que una simple 00:08:56
alarma y si no ocurre nada 00:08:58
pues simplemente lo podemos dejar 00:09:00
como si no ocurriese absolutamente nada 00:09:02
vamos a ejecutarlo tal cual 00:09:04
y vamos a ver como suena 00:09:05
y si lo ejecutamos efectivamente 00:09:07
cuando yo enciendo 00:09:10
este sensor, si yo ahora me muevo 00:09:12
pues yo creo que ya lo habéis 00:09:14
escuchado porque he apretado por todos los lados 00:09:21
como veis entonces la alarma 00:09:22
suena. Podemos adornar esto un poquito más y dejarlo un poquito más elegante de la siguiente 00:09:25
manera. Podemos poner, por ejemplo, una lucecita. Vamos a colocar un diodo LED que indique el estado 00:09:31
del sistema, es decir, podemos colocar un diodo LED aquí de color verde, indicando que su correspondiente 00:09:40
resistencia, acordaros, los diodos LED siempre se protegen. Bueno, pues entonces, por ejemplo, 00:09:47
en el, vamos a colocarnos 00:09:51
esto al, como es el 00:09:53
cátodo, acordaros es un diodo LED, lo vamos a poner 00:09:55
en el AGND y podemos 00:09:57
utilizar también este mismo 00:09:59
este mismo pin, esto 00:10:01
luego en la realidad esto no lo podríamos hacer 00:10:03
porque cada cable ocuparía solamente 00:10:05
un hueco, aquí lo podemos hacer porque es un 00:10:07
simulador y como es un cable 00:10:09
que va a negativo, pues yo lo pongo en color 00:10:11
negro y luego como digo 00:10:13
vamos a poner por ejemplo en el pin 3 00:10:15
por ejemplo, vamos a poner 00:10:17
una señal luminosa 00:10:19
que nos indica el estado del sistema 00:10:22
¿qué significa esto? 00:10:24
pues que si todo va bien 00:10:26
tiene que 00:10:28
vamos a dejarlo así 00:10:30
efectivamente 00:10:32
si todo está correcto 00:10:32
entonces todo está funcionando y la alarma no salta 00:10:35
entonces esto podría estar 00:10:38
encendido, es decir 00:10:40
indicando LED verde, todo correcto y todo bien 00:10:41
así que nada más empezar 00:10:43
yo puedo activar 00:10:45
el pin digital si no ocurre nada puedo decir que el pin en el número 3 esté a 00:10:48
nivel alto pero si se activa el sensor entonces lo que tengo que hacer es 00:11:04
apagar este led de color verde y encender el altavoz, el altavoz ya lo tengo 00:11:10
encendido pues ahora lo que puedo hacer es dentro del bucle 00:11:15
en el que se ha activado la alarma pues le tengo que decir que en el pin 3 se 00:11:20
apague de manera que esto estará así funcionando vamos a ver qué tal qué tal 00:11:26
funcionaría le damos al simulador vale y cuando sólo todo se inicializa fijaros 00:11:31
el eje está verde todo está correcto aquí no pasa nada vamos ahora a movernos 00:11:36
por aquí señalamos el sensor y si yo me muevo tendría que apagarse esto y 00:11:41
encenderse esto y efectivamente bueno pues como veis todo funciona más o 00:11:46
menos bien y no hay problemas bueno pues esto sería un sistema de alarma por 00:11:59
movimiento y cuando una persona se mueve por ahí 00:12:04
pues ya veis lo que ocurre 00:12:05
podemos hacer también 00:12:07
una modificación sobre este mismo circuito 00:12:09
y en lugar de utilizar 00:12:11
un altavoz, si nosotros utilizamos 00:12:13
por ejemplo 00:12:16
un motor, cuando alguien se mueva 00:12:16
delante del sensor 00:12:19
podemos abrirle la puerta 00:12:21
por ejemplo, entonces quitaríamos el motor 00:12:23
perdón, el altavoz, pondríamos el motor 00:12:25
aquí ya da igual, bueno 00:12:27
si es un motor de corriente continua, evidentemente la polaridad 00:12:29
es muy importante 00:12:31
y el sentido en el que se mueve 00:12:32
¿vale? pero en este caso 00:12:35
como no lo tenemos físicamente 00:12:37
pues lo conectamos por ejemplo 00:12:38
no sé dónde estaba antes el 00:12:40
no, estaba en el pin 11 si no recuerdo mal 00:12:43
el altavoz 00:12:47
lo digo por ponerlo en el mismo sitio 00:12:49
o por otra cosa 00:12:50
y tendríamos nuestro circuito 00:12:51
entonces lo único que hay que modificar 00:12:54
obviamente ahora ya como es un altavoz 00:12:55
como ya no es un altavoz sino que es un simple motor 00:12:57
simplemente es activar el pin correspondiente 00:12:59
en este caso es el pin 11, sin más 00:13:01
voy a ponerlo en nuestro color 00:13:04
no me acuerdo en qué color estaba antes 00:13:06
creo que en amarillo 00:13:07
vamos a arreglarlo un poquito, que queda un poquito así 00:13:08
face off, vamos a ver 00:13:11
esto en color negro 00:13:13
negativo 00:13:16
esto es lo de color y ya digo es por estética 00:13:18
bueno, pues entonces como decía 00:13:20
lo que tenemos que hacer ahora 00:13:21
es que todo esto que está aquí 00:13:23
lo de que si se cumple que alguien se mueve 00:13:25
pues ya no tenemos un altavoz 00:13:28
Así que todo esto se nos va, seguimos teniendo nuestro LED verde indicando que todo está correcto y si no se apaga, entonces lo único que hacemos es que definimos el pin correspondiente del motor, que en este caso es el pin número 11, lo activaríamos durante un tiempo, en este caso es el tiempo de apertura de la puerta para que la gente pase. 00:13:30
le vamos a poner 00:13:53
por ejemplo 3 segundos 00:13:56
durante esos 3 segundos 00:13:58
ese pin digital 11 está activado 00:14:00
por lo tanto se está girando el motor 00:14:02
y se está abriendo la puerta, pero después 00:14:03
tener en cuenta 00:14:05
que yo tengo que volver a cerrar 00:14:07
la puerta, así que lo que hago es 00:14:10
ponerlo en sentido contrario 00:14:11
en este caso lo voy a apagar 00:14:14
y después, un momentito, vamos a apagarlo 00:14:16
después de 3 segundos 00:14:18
lo apagamos 00:14:20
vale 00:14:22
y así se abriría la puerta 00:14:24
y se abriría la puerta 00:14:28
y se quedaría apagada 00:14:30
si quisiera entonces que se moviese en sentido contrario 00:14:31
pues ya tendría que colocar aquí 00:14:34
algún sistema que me permita invertir 00:14:36
el sentido de giro del motor 00:14:38
vamos a hacer la prueba 00:14:39
si veis aquí 00:14:40
al activarlo y mover esto 00:14:43
pues durante 3 segundos 00:14:46
se pone en un sentido, se está abriendo en este caso 00:14:47
ahora la puerta 00:14:50
y a los 3 segundos se quedaría parado 00:14:51
la puerta se quedaría abierta 00:14:55
para cerrarla, insisto, habría que utilizar un sistema 00:14:56
que nos permita invertir el sentido de giro 00:14:59
que se puede hacer, no hay ningún problema 00:15:01
¿y cómo podríamos conseguir que se invirtiera el sentido de giro jugando con esto? 00:15:02
bueno, pues muy sencillo 00:15:09
en este caso lo que vamos a hacer es 00:15:10
no alimentarlo al negativo 00:15:12
sino alimentarlo 00:15:14
voy a quitar esto, voy a quitar esto 00:15:15
lo que voy a hacer es colocar el motor en dos pines 00:15:17
cualesquiera y esos dos pines son los que voy a conseguir controlar para darle 00:15:20
la corriente eléctrica en un sentido o en el otro y de esa manera yo puedo 00:15:26
jugar con la polaridad que le aplicó de corriente eléctrica 00:15:31
por ejemplo este negro y vamos a poner este por ejemplo gris 00:15:36
bueno y como éste no va a ser el negativo sino que ahora va a funcionar 00:15:41
de otra manera pues rosa ya está fijaros en los pines 12 y 11 lo que estoy haciendo es 00:15:44
aplicar con el teléfica del motor por lo tanto dependiendo de cómo lo apliquen si 00:15:49
éste tiene positivo y éste negativo pues entonces girar en un sentido y si éste tiene positivo y éste negativo 00:15:53
es sentido de aguantar entonces ahora nuestro programa como sería bueno pues 00:15:57
igual que lo anterior si se cumple la condición de que el sensor sea activado 00:16:02
entonces con el pin 2 entonces en ese caso el pin 3 el pin 3 se 00:16:06
enciende indicando perdón se apaga indicando que el sistema ya el sistema 00:16:11
nuestro correcto es decir ahí el movimiento delante del sensor y por tanto el sistema se 00:16:16
tiene que activar y el pin número 11 lo encendemos por ejemplo a nivel alto y atentos a esto lo que 00:16:20
hacemos es que el eso el pin 11 a nivel alto y el pin 12 a nivel bajo esto que significa que 00:16:28
le estamos dando corriente eléctrica positiva y negativa aquí por lo tanto gira en un sentido el 00:16:36
que sea, no lo sé, habría que verlo en el montaje 00:16:40
final, eso durante 3 segundos 00:16:42
y significa que la puerta 00:16:44
se abre, y al cabo de esos 3 00:16:46
segundos, voy a esperar ahí 00:16:48
3 segundos 00:16:50
mientras gira 00:16:51
mientras está haciendo el movimiento de 00:16:54
apertura de la puerta, y luego después 00:16:56
si yo duplico todo otra vez 00:16:58
pero ahora lo que 00:17:00
hago es que el pin 11 estaba en alto 00:17:02
ahora en bajo, y después 00:17:04
el pin 12 00:17:06
también a la vez 00:17:09
a nivel alto lo que tendremos entonces ahora es que invertirá el sentido de 00:17:10
giro vale para asegurarme que el motor una vez que se abre la puerta se queda 00:17:15
un rato abierta para que la gente pase entre estos dos momentos en los cuales 00:17:24
aquí está subiendo el motor y aquí está bajando lo que voy a hacer es parar ahí 00:17:28
el motor como paro el motor pues sencillamente vuelvo 00:17:32
a duplicar pero los dos pines están a nivel bajo es decir que si éste está a 00:17:37
nivel bajo y éste está a nivel bajo el pin 11 y el 12 están a nivel bajo y lo dejo un 00:17:44
tiempo cuando ya ha subido y ha terminado de subir ahora lo que hago es durante 00:17:50
este tiempo está el motor parado pero se ha abierto la puerta cuando terminen los 00:17:54
tres segundos vamos a poner si queréis más tiempo para cinco segundos para que 00:17:59
dejamos tiempo de sobra 00:18:03
para que la persona pueda pasar 00:18:05
y después bajamos 00:18:07
fijaros entonces como funcionaría ahora 00:18:09
vamos a ello 00:18:11
funciona todo muy bien, el LED está verde 00:18:12
dice que todo está corriendo, el sistema está funcionando 00:18:14
y de pronto ahora, recordad que esto no es una alarma 00:18:16
ahora no pasa nada, todo lo contrario, si alguien se mueve 00:18:18
lo que queremos es abrir la puerta 00:18:20
pues si yo ahora me muevo 00:18:22
y me acerco 00:18:25
fijaros, durante 3 segundos 00:18:26
si abro la puerta 00:18:28
se queda parada un tiempo ahí, 5 segundos 00:18:29
3, 4, 5 00:18:33
y ahora invierte el sentido de giro 00:18:35
habríamos abierto la puerta 00:18:37
esperamos a que la gente pase y después la cerramos 00:18:39
¿de acuerdo? 00:18:41
bueno, esto sería una simulación 00:18:43
perfectamente viable, tan viable como que 00:18:44
os voy a enseñar el siguiente vídeo 00:18:47
que vais a ver aquí, si no recuerdo 00:18:49
mal está por aquí 00:18:51
donde veis efectivamente una maqueta 00:18:52
construida en el aula-taller 00:18:55
con nuestro sensor de movimiento 00:18:57
aquí aunque veáis muchos 00:18:59
cables en realidad ahí atrás está la tarjeta arduino y esto que veis aquí es 00:19:01
simplemente porque en el simulador hemos puesto directamente el motor conectado 00:19:05
pero aquí como vais a ver no solamente hay una una no solamente hay una puerta 00:19:09
que se abre sino que son dos con lo cual hay dos motores para controlar y además 00:19:17
como la tarjeta arduino no suministra suficiente corriente eléctrica 00:19:21
directamente para los motores pues tenemos que poner aquí un paso intermedio 00:19:24
Pero esto, todo aquello que les interese, pues lo podréis ver más adelante en el curso de cuarto de la ESO, donde se puede ver estas cosas profundizando un poquito más. Y efectivamente, como veis aquí en la simulación, cuando alguien pasa delante del sensor, pues se abren las dos puertas y al cabo de unos segundos se cierra de nuevo. 00:19:27
como digo la diferencia en realidad es que con el circuito normal es que este motor lo hemos 00:19:46
conectado directamente porque en el sembrador no lo admite pero en realidad si nosotros quisiéramos 00:19:54
con un arduino mover un motor directamente pues no tendría suficiente potencia por eso entre estos 00:19:58
dos cables tenemos que poner un pequeño componente que nos dé suficiente corriente para jugar 00:20:03
Autor/es:
Rafael M.
Subido por:
Rafael M.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
1006
Fecha:
8 de mayo de 2020 - 9:28
Visibilidad:
Público
Centro:
IES GRAN CAPITAN
Duración:
20′ 16″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1280x720 píxeles
Tamaño:
153.64 MBytes

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