Sensores

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad o un sensor capacitivo), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Los sensores se pueden clasificar en función de los datos de salida en:

Digitales
Analógicos

Y dentro de los sensores digitales, estos nos pueden dar una señal digital simple con dos estados como una salida de contacto libre de tensión o una salida en bus.

Un ejemplo de sensor analógico sería el ACS714:

Datasheet: http://www.allegromicro.com/~/Media/Files/Datasheets/ACS714-Datasheet.ashx

Como medir corriente: http://playground.arduino.cc/Main/CurrentSensing

Características de un sensor: http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor#Caracter.C3.ADsticas_de_un_sensor

Tipos de sensores: http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor#Tipos_de_sensores

A la hora de elegir un sensor, debemos leer detenidamente las características y elegir uno que sea compatible con nuestro sistema (tensión y voltaje) y que sea sencillo de usar o nos facilite una librería sencilla y potente.

Catálogo de sensores:

Sensores con comunicación por bus. Un bus (o canal) es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una dispositivo electrónico o entre varios. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistencias y condensadores además de circuitos integrados.

La tendencia en los últimos años hacia el uso de buses seriales como el USB, Firewire para comunicaciones con periféricos, reemplazando los buses paralelos, incluyendo el caso del microprocesador con el chipset en la placa base, a pesar de que el bus serial posee una lógica compleja (requiriendo mayor poder de cómputo que el bus paralelo) se produce a cambio de velocidades y eficacias mayores.

Más información en: http://es.wikipedia.org/wiki/Bus_(inform%C3%A1tica)

Existen muchos tipos de buses de comunicaciones, algunos de ellos los implementa arduino mediante controladores HW integrados en la MCU (I2C) o mediante una librería (one wire) y en otros casos es necesario un hardware adicional para adaptar la señal con un transceiver y manejar el protocolo con un controlador, por ejemplo can bus o modbus.

Los sensores DHT11 o DHT22 que vimos anteriormente, son unos pequeños dispositivos que nos permiten medir la temperatura y la humedad. A diferencia de otros sensores, éstos los tendremos que conectar a pines digitales, ya que la señal de salida es digital. Llevan un pequeño microcontrolador interno para hacer el tratamiento de señal. Estos sensores han sido calibrados en laboratorios, presentan una gran fiabilidad.

Ambos sensores funcionan con ciclos de operación de duración determinada. En determinados casos de aplicaciones los tiempos de lectura de los sensores puede ser determinante a la hora de elegirlo.

Parámetro	DHT11	DHT22
Alimentación	3Vdc ≤ Vcc ≤ 5Vdc	3.3Vdc ≤ Vcc ≤ 6Vdc
Señal de Salida	Digital	Digital
Rango de medida Temperatura	De 0 a 50 °C	De -40°C a 80 °C
Precisión Temperatura	±2 °C	<±0.5 °C
Resolución Temperatura	0.1°C	0.1°C
Rango de medida Humedad	De 20% a 90% RH	De 0 a 100% RH
Precisión Humedad	4% RH	2% RH
Resolución Humedad	1%RH	0.1%RH
Tiempo de sensado	1s	2s
Tamaño	12 x 15.5 x 5.5mm	14 x 18 x 5.5mm

Veamos en profundidad la sonda DHT22.

http://www.seeedstudio.com/wiki/Grove_-_Temperature_and_Humidity_Sensor_Pro

Datasheet:

Veamos como para un mismo sensor tenemos diferentes librerías y con funciones y uso diferente en cada una de ellas. Cada uno de los distribuidores de estas sondas ha creado su propia librería.

Otra sonda de temperatura pero que usa un bus de comunicación, lo que nos permite leer muchas sondas con una sola i/o digital es la DS18B20.

Sonda: http://www.seeedstudio.com/depot/One-Wire-Temperature-Sensor-p-1235.html

Sensor: http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf

Librería: http://playground.arduino.cc/Learning/OneWire

Última version de la librería: http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_OneWire.html

one-wire: http://en.wikipedia.org/wiki/1-Wire

one-wire: http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/148