1.02 Sensores

1.02.1. Definición

Un sensor es un dispositivo, también conocido como transductor, que puede medir un dato del entorno para digitalizarlo y así poder usarlo dentro de un sistema con capacidad de computo. En otras palabras, es un sistema, componente electrónico, o dispositivo electrónico capaz de capturar una cualidad del entorno para transferirla a un ordenador.

1.02.2. ¿Qué miden los sensores?

Los sensores pueden medir cualquier variable del entorno, desde la temperatura hasta la humedad, pasando por la presencia de personas o el tipo de objeto que alguien sujeta en su mano.

Los sensores pueden capturar una o varias características del entorno, pero somos nosotros, las personas, quienes tenemos que hacer una interpretación de esos datos.

Imagina, por ejemplo que quieres medir la presencia de personas en una habitación, podrás emplear todo un rango de sensores diferentes para hacer esto. Desde una LDR (resistencia variable con la luz), un sistema de luz infrarroja pasiva (PIR), o algún sensor medidor de distancia como un ultrasonido o un infrarrojo. Cualquiera de ellos puede detectar la presencia de personas, sólo tienes que calibrarlos para que la información que te proporcionen sea relevante a tu caso.

1.02.3. Tipos de sensores

Los sensores se pueden clasificar de muchas formas, pero nosotros preferimos mirar a aquellos que están listos para su uso directo y cuales necesitan de algún tipo de acondicionamiento, como un circuito específico para poder sacar información relevante de ellos.

Los sensores listos para usar tienen al menos tres pines: uno de alimentación, uno de tierra/común y uno o varios para extraer la información relevante de los mismos.

Los sensores que requieren acondicionamiento, suelen ser el puro transductor, es decir, el dispositivo que puede convertir una caraterística del entorno en una señal eléctrica que mediremos dentro de un ordenador.

Otros tipos de clasificación de los sensores podría ser por el tipo de cambio que generan: sensores resistivos (que varían su resistencia con algún parámetro del entorno como la temperatura, la humedad, o la luz), sensores capacitivos (que varían la cantidad de electrones que pueden almacenar en función de los mismos parámetros que los anteriores), etc.

Hay casí tantos modos de clasificar los sensores como sensores en sí mismos, por lo tanto nos quedamos con la primera clasificación que presentamos en esta sección.

1.02.4. Sensores en el mundo digital

Los sensores responden a cambios del entorno con cambios en alguna propiedad eléctrica como la resistencia, la corriente o el voltaje. Los microcontroladores, como el chip que está en la placa Arduino, pueden responder a cambios de voltaje sin problemas.

Para convertir el voltake en datos utilizables dentro del ordenador, los microcontroladores suelen contar con un periférico interno (está dentro del mismo chip) que convierte niveles de voltaje en números enteros que podremos usar dentro de los programas como variables. Este periférico se llama Conversor Analógico – Digital, si bien se suele nombrar con sus sigla en inglés: ADC, de Analog to Digital Converter.

1.02.5. Aspectos a tener en cuenta

1.      Cómo siempre que busques información sobre algo nuevo, recuerda que podrás encontrar mucha información en internet. Antes de ponerte a hacer un nuevo proyecto, si tienes una idea de que es lo que quieres medir, busca si alguien ha conseguido usar un sensor para hacer eso mismo que quieres hacer tú. Te ahorrará mucho tiempo y te dará ideas de que se puede y que no se puede hacer.

2.      La tecnología digital está a mitad de una evolución en la que se está cambiando el voltaje tipo con el que se alimentan los sensores. Desde prácticamente los años 60 hasta hoy mismo, hemos trabajado con sensores que funcionan a 5V, que ha sido también el voltaje al que han funcionado los microcontroladores. Estamos a mitad de cambiar a tecnologías que funcionan a 3V3. Es por esto que Arduino, por ejemplo, te da la posibilidad de alimentar sensores desde la placa, con salida de 5V y de 3V3. Cuando uses sensores, mira bien que los conectes al voltaje correspondiente.

3.      Hay diferentes tipos de sensores listos para usar y que pueden usar diferentes tipos de comunicación hacia el microcontrolador. Los hay que sencillamente dan un valor digital o analógico, sencillo de leer. Pero también que usan un protocolo de comunicación para transferir la información como: puerto serie, I2C, o SPI. Familiarizate con esto, dentro de Arduino hay una multitud de librerías y ejemplos que te permite usar estos sensores sin problemas.

4.      Finalmente, mira a ver si tu sensor no necesita un periodo de calentamiento. Por ejemplo, hay sensores de gases que pueden requerir estar conectados varios minutos antes de empezar a dar datos fiables.

1.02.6. Aplicaciones educativas

Las aplicaciones educativas de los sensores son claras. Sirven para medir el entorno, nos ayudan a conseguir que los chavales puedan tomar información de lo que les rodea y la tranfieran a un sistema informático.