Interfaces Físicas

lunes, 6 de septiembre de 2010

Entradas y Salidas Analógicas.

Entradas analógicas.
Salidas analógicas
Instrucciones.


La mayoría de los sentidos del ser humano perciben al mundo de forma analógica, tal como es el mundo. Por ejemplo, el ser humano puede diferenciar, en el espectro de la luz, entre el negro y el blanco una infinidad de colores, de forma contraria a lo que sería una respuesta digital, negro o blanco, incluso si el hombre percibiera los colores del mundo en escalas de grises esta ya sería una respuesta analógica. Teniendo en cuenta que muchas veces nos interesará poder medir variables físicas que pueden percibir los humanos, necesitaremos de una herramienta para poder medir esas cantidades, esa herramienta son los sensores.

Algunas cantidades físicas de tipo analógico.

Iluminación: Total oscuridad a total intensidad de la luz solar.
Sonido
: Analógico variaciones en amplitud y frecuencia.
Posición
: Giro, inclinación.
Desplazamiento
: Distancia a un punto.
Presión
: Desde la presión de una pluma a muchas toneladas por metro cuadrado.
Flexión.
Aceleración
.
Temperatura
.
Humedad
.
Magnetismo
.

Para medir cada una de estas cantidades se han desarrollado diferentes tipos de sensores.

Iluminación: Fotoresistores, fototransistores, fotodiodos, infrarrojos.
Sonido
: Micrófonos de carbón, capacitor, electret, magnéticos, piezoeléctricos, etc.
Posición
: Potenciómetros, FSR, ultrasonidos, Efecto Hall.
Desplazamiento
: Sonares, Potenciómetros slide.
Presión
: FSR, piezoeléctricos
Inclinación
: Acelerómetros.
Aceleración
: Acelerómetros.
Temperatura
: Termopares, termostatos,termistores.
Humedad
: Sensores capacitivos.
Magnetismo
: Pick ups de guitarras eléctricas, Efecto Hall.


En la mayoría de los casos para poder conectar estos sensores a nuestras interfaces es necesario, según sus especificaciones, hacer un acondicionamiento de la señal, de esta forma ya podremos leer y manipular la información desde nuestro sistema digital.

Entradas Analógicas.

Cambios en la resistencia.

Muchos de los sensores descritos anteriormente reaccionan con un cambio de resistencia al ser manipulados.

Para poder leer estos cambios en la resistencia, los pondremos en un circuito y
pasaremos una corriente a través de ellos, de tal forma que podemos medir el cambio
de voltaje resultante, después tendremos que convertir este voltaje a un valor digital.
Para este trabajo se utiliza el conversor analógico digital (ADC ya sea interno o externo) tambien es posible utilizar los circuitos de la fig 1 y medir el tiempo que tarda en cargarse y descargarse el condensador, el valor dependerá
de la resistencia variable, nuestro sensor, de esta forma podremos saber en que
posición se encuentra, sabremos que cantidad de lo que mide el sensor está presente.

a

Fig 1. Dos tipos de circuitos para medir sensores que varían su resistencia.


El Basic Stamp no tiene conversores analógicos digital, así que utilizaremos el circuito de condensador y resistencia, y por medio del software leeremos el valor del sensor. De todas formas cuando queramos mas precisión o velocidad hay chips ADC externos que podremos conectar al Stamp que harán el trabajo de hacer la conversión a digital y pasarle el valor al Stamp por medio de una conexión serie, esto lo veremos mas adelante.

El Arduino si tiene ADC internos así que el circuito que utilizaremos para leer estos sensores será el del divisor de voltaje, el valor de la resistencia deberá estar en el mismo orden de magnitud que pueda dar el sensor.

Salida Analógica.

Muchas veces nos gustaría controlar la cantidad física de una acción, que tan brillantes son las luces,
que tan rápido se mueve un motor, cuantos grados girar, etc.
En este caso estaremos hablando de salidas analógicas, podemos tener un grado de control
sobre la salida no solo se limita a on-off.

fuente: aqui