Sensores Inteligentes y sus Aplicaciones – Guía del Estudiante – 1ra Edición

La primera vez que ví el término “sensor inteligente” fue en el texto Sensores Aplicados de Tracy Allen (entonces conocido como Mediciones Ambientales). De manera adecuada, Tracy aplicó este término al termómetro digital DS1620, el cual tiene elementos electrónicos interconstruídos que simplifican las mediciones de temperatura del microcontrolador. Adicionalmente, podía recordar la configuración que recibía del microcontrolador y, más aún, funcionar independientemente como un controlador de termostato.

En contraste con los sensores inteligentes, los sensores primitivos son dispositivos o materiales que tienen alguna propiedad eléctrica que cambia con algún fenómeno físico. Un ejemplo de un sensor primitivo en ¿Qué es un Microcontrolador? es la fotorresistencia de sulfato de cadmio. Su resistencia cambia con la intensidad de la luz. Con el programa y el circuito adecuados, es posible realizar mediciones de luz con un microcontrolador. Otros ejemplos de sensores primitivos comunes son los sensores de temperatura con salida de corriente/tensión, transductores de micrófonos y aún el potenciómetro, que es un sensor de posición rotacional. Dentro de cada sensor inteligente radica uno o más sensores primitivos y la circuitería de soporte.

Lo que hace a un sensor inteligente “inteligente” es la electrónica interconstruída adicional. Esta electrónica hace que estos sensores sean capaces de hacer una o más de las siguientes funciones:

• Pre-procesar los valores medidos en cantidades que posean algún significado.
• Comunicar las medidas con señales digitales y protocolos de comunicación.
• Orquestar las acciones de los sensores primitivos y sus circuitos para “tomar” mediciones.
• Tomar decisiones e iniciar alguna acción en base a las condiciones sensadas, de manera independiente al microcontrolador.
• Recordar la calibración o la configuración de sus parámetros.

Durante mi primer encuentro con un sensor inteligente pensé: “¡Vaya! ¡Un kit completo de estos sensores con un libro podría ser REALMENTE interesante! En verdad espero que alguien haga un kit y un libro así pronto…” No tenía idea que “pronto” terminaría siendo casi seis años después, y que “alguien” terminaría siendo yo. Y si alguno de mis jefes me hubiera dicho entonces que ese kit contendría un acelerómetro, un medidor de distancias ultrasónico, una brújula digital y una pantalla o visor LCD2 serial para mediciones en movimiento, quizá la impresión me hubiera deshecho por completo.

Puesto que solo recientemente fue posible para nosotros conjuntar un grupo de componentes tan sorprendente en un solo kit, debería decir que la espera valió la pena. En concordancia con el resto de los tutoriales Stamps en Class, este libro es una colección de actividades, algunas de las cuales cubren aspectos básicos, algunas otras cubren otros aspectos más avanzados, y otras demuestran aplicaciones o arman bloques para varios productos e inventos. La primera mitad del libro presenta al sensor junto con algunas mediciones en movimiento desplegadas en una pantalla LCD. Luego, la segunda mitad del libro tiene una cantidad considerable de aplicaciones para que usted las intente, tales como juegos de video por inclinación, herramientas de medición personalizadas y dispositivos de diagnóstico para entusiastas del deporte y del bricolaje.

Si bien este libro cubre los fundamentos y demuestra algunas aplicaciones como ejemplos, solamente rasga la superficie de lo que usted puede hacer con estos dispositivos. El propósito principal de este libro es proveer algunos bloques de construcción e ideas para proyectos e inventos futuros. Por ejemplo, después de completar el capítulo 3, nuestro revisor del libro Kris Magri puso su tarjeta de entrenamiento “Board of Education” con el acelerómetro y la LCD sobre el tablero de su auto, y ahora su auto tiene un medidor de aceleración en planos a un lado de su velocímetro.

Con algunas modificaciones al código, se pudo haber cambiado por un sistema de alerta de volcadura en autos de doble tracción. Después de revisar el dispositivo mecánico de vigilancia para predecir condiciones de avalancha en áreas montañosas basado en la inclinación de la ladera, Ken Gracey desarrolló en una noche la versión digital con las mismas partes que tenía Kris en su auto. El acelerímetro en el tablero del auto y el medidor de riesgo de avalancha son dos ejemplos únicos de las muchas aplicaciones, proyectos e inventos que pueden ser inspirados por el kit de sensores inteligentes y su texto.

IDEA GENERAL
El kit de sensores inteligentes contiene cuatro dispositivos que, cuando se usan con BASIC Stamp y la Tarjeta Board of Education o la tarjeta HomeWork Board, pueden ser bloques de construcción para una variedad de inventos y proyectos de estudiantes. He aquí una lista de los dispositivos:

• Pantalla LCD Serial Parallax 2×16
• Buscador de rangos ultrasónico Ping)))
• Acelerómetro de 2 ejes 2125
• Módulo de Brújula Hitachi HM55B

Además de proveer tanto el equipo como la información de cómo se usa este para proyectos estudiantiles, este texto hace 2 énfasis mayores que proveen teoría, ejemplos y los cálculos requeridos, lo cual puede ser usado para reforzar una variedad de conceptos de medición, de física/ingeniería y de trigonometría.

Estos énfasis son: • Técnicas matemáticas para escalar los valores de sensores primarios hasta mediciones con significado propio dado que son expresadas en sistemas de unidades comunes.