Sensor IR vs. Sensor ultras贸nico: 驴Cu谩l es la diferencia?

Diferencias entre un sensor IR y un sensor ultras贸nico

Si est谩s buscando un nuevo sensor y no est谩s seguro de cu谩l comprar, podr铆as considerar el sensor infrarrojo (sensor IR) o un sensor ultras贸nico. En este art铆culo, veremos las diferencias entre estos dos tipos de sensores.

驴Cu谩l es la diferencia y c贸mo se elige cu谩l usar? En este art铆culo, nos adentraremos en el mundo de los sensores de distancia y compartiremos algunos ejemplos reales de proyectos de Arduino que puedes seguir para integrar un sensor IR o un sensor ultras贸nico en tus proyectos.

驴Cu谩l es la diferencia entre los sensores IR y los sensores ultras贸nicos?

La mayor diferencia entre los sensores IR y los ultras贸nicos es la forma en que funciona el sensor. Los sensores ultras贸nicos utilizan ondas de sonido (ecolocalizaci贸n) para medir la distancia a la que se encuentra de un objeto. Por otro lado, los sensores IR utilizan luz infrarroja para determinar si un objeto est谩 presente o no.

La precisi贸n y la fiabilidad son tambi茅n grandes diferenciadores en estos sensores. En la mayor铆a de los casos, los sensores ultras贸nicos te proporcionar谩n datos m谩s fiables y precisos que los sensores de IR. Si quieres una representaci贸n num茅rica y precisa de la distancia para su proyecto, casi siempre deber铆as elegir un sensor ultras贸nico.

Sin embargo, si s贸lo necesitas saber si un objeto est谩 presente o no, entonces un sensor IR es m谩s f谩cil de implementar. Ahora, hablemos un poco m谩s sobre estos dos sensores y sus especificaciones t茅cnicas.

驴Qu茅 son los sensores IR?

Los sensores IR utilizan un transmisor y receptor de infrarrojos para emitir y detectar objetos. La mayor铆a de los sensores IR para evitar obst谩culos cuestan menos de 1鈧 cada uno, lo que los convierte en una opci贸n asequible para proyectos sencillos. Aqu铆 tienes un primer plano de un m贸dulo de sensor de infrarrojos.

diagrama sensor IR

Puedes ajustar la distancia en el sensor IR girando el potenci贸metro. Esto har谩 que el sensor IR sea m谩s o menos sensible a los objetos.

Sensor IR con Arduino

Aqu铆 est谩 c贸mo conectar un sensor de infrarrojos a un Arduino Uno. El sensor IR tiene 3 pines: GND, Vcc y Se帽al. La clavija de se帽al puede ser conectada a una clavija digital o anal贸gica en el Arduino.
Partes requeridas

diagrama sensor digital IR

Si s贸lo quieres saber si el sensor est谩 activo o no, entonces te recomiendo usar una lectura digital. El sensor leer谩 un 1 o un 0 si est谩 activado o no.
Diagrama de fricci贸n del sensor IR Arduino Uno

diagrama sensor analogico IR

Adem谩s, si quieres un rango completo de 10 bits de lecturas, entonces necesitar谩s cablear la clavija de la se帽al del sensor de infrarrojos a una clavija anal贸gica en el Arduino. El sensor proporcionar谩 una lectura en el rango de 0-1023 que puede usar para tomar decisiones o mapear las lecturas a una curva de distancia.

C贸digo para el Sensor IR con Arduino

Primero, conecta el sensor IR al Arduino. Luego sube el ejemplo de c贸digo del sensor IR, abajo.

/*
 * Example code to read an IR sensor with Arduino
 */

int IR = 9;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(IR, INPUT);
  Serial.begin(9600); //initialize the serial monitor
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalRead(IR);
  Serial.print("IR reading = ");
  Serial.println(IR);
  delay(2000);
}

Ahora, revisemos el c贸digo. Empezar谩s definiendo la clavija de se帽al a la que est谩 conectado el sensor IR. A continuaci贸n, declara su pin como una INPUT al Arduino. Recogeremos datos del entorno al controlador, lo que se conoce como una INPUT.

Finalmente, en el m茅todo loop(), lee la clavija de se帽al cada tres segundos usando el comando analogRead() o digitalRead(). Abre el monitor serial para ver las lecturas de tu sensor. Por 煤ltimo, puede ajustar este c贸digo para alinearlo mejor con su aplicaci贸n.

Aplicaciones de los sensores IR

Las aplicaciones m谩s populares de los sensores IR incluyen el seguimiento de l铆neas (y la evasi贸n) para robots m贸viles, Tripwires, Detecci贸n de Llamas, e incluso detecci贸n de movimiento (PIR). Para la detecci贸n de llamas y la detecci贸n de movimiento, tendr谩s que comprar un sensor de llamas espec铆fico y un sensor PIR, respectivamente.

detector de llamas con arduino

驴Qu茅 son los sensores ultras贸nicos?

Los sensores ultras贸nicos usan ondas de sonido para transmitir y recibir informaci贸n durante un tiempo. La duraci贸n se convierte entonces en una medida de distancia basada en la velocidad del sonido (340 m/s). Hay sensores ultras贸nicos en cada punto de precio. Si buscas algo asequible para tu proyecto de hobby, te recomiendo el HC-SR04. Aqu铆 hay un primer plano de un m贸dulo de sensor ultras贸nico.

hc sr04 caracter铆sticas

Sensor ultras贸nico con Arduino

Aunque ya hemos visto en otro art铆culo m谩s detalladamente c贸mo funciona el sensor HC-SR04 vamos a hacer un peque帽o resumen ahora. Aqu铆 est谩 c贸mo conectar un sensor ultras贸nico a un Arduino Uno. El sensor ultras贸nico tiene dos versiones: PING (3-pin) o HC-SR04 (4-pin). Ambas versiones tienen pines GND y Vcc. PING tiene una clavija de se帽al dual que puede ser usada tanto como una INPUT como una OUTPUT. El HC-SR04 tiene dos pines de se帽al separados: uno para el transmisor (Trig) y otro para el receptor (Eco). Los pines de se帽al est谩n conectados a los pines digitales del Arduino.

Partes requeridas

Sensor ultras贸nico HC-SR04 (4-pin)

El sensor ultras贸nico HC-SR04 funciona con 4 pines: GND, Vcc, Disparo (OUTPUT), y Eco (INPUT). Aqu铆 hay un diagrama de pines para Arduino usando el HC-SR04.

diagrama de conexiones hc-SR04

Sensor ultras贸nico PING (3-pin)

El sensor ultras贸nico PING funciona con 3 pines: GND, Vcc y Se帽al. Aqu铆 hay un diagrama de clavijas para Arduino usando el sensor PING.

diagrama de conexi贸n PING

C贸digo para Sensor ultras贸nico con Arduino

Una vez que tengas el sensor conectado, escribir谩s el c贸digo para enviar un pulso, calcular谩s la duraci贸n y luego lo convertir谩s en una medici贸n de distancia. Aqu铆 hay un ejemplo de c贸digo para el sensor PING, abajo.

/*
* Example Code for Parallax PING Sensor
*/
const int sig = 9;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  long duration, inches, cm;

  // The PING sensor is triggered by a HIGH pulse of 2 or more microseconds.
  // Give a short LOW pulse beforehand to ensure a clean HIGH pulse:
  pinMode(sig, OUTPUT);
  digitalWrite(sig, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(sig, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(sig, LOW);

  //read duration from the original pulse
  pinMode(sig, INPUT);
  duration = pulseIn(sig, HIGH);

  // convert the time into a distance
  inches = microsecondsToInches(duration);
  cm = microsecondsToCentimeters(duration);

  Serial.print(inches);
  Serial.print("in, ");
  Serial.print(cm);
  Serial.print("cm");
  Serial.println();

  delay(100);
}

long microsecondsToInches(long microseconds) {
  // According to Parallax's datasheet for the PING))), there are 73.746
  // microseconds per inch (i.e. sound travels at 1130 feet per second).
  // This gives the distance travelled by the ping, outbound and return,
  // so we divide by 2 to get the distance of the obstacle.
  // See: http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.3.pdf
  return microseconds / 74 / 2;
}

long microsecondsToCentimeters(long microseconds) {
  // The speed of sound is 340 m/s or 29 microseconds per centimeter.
  // The ping travels out and back, so to find the distance of the object we
  // take half of the distance traveled.
  return microseconds / 29 / 2;
}

Ahora, revisemos el c贸digo. Empezar谩s definiendo los pines de la se帽al a la que est谩 conectado el sensor ultras贸nico. A continuaci贸n, declara su pin de se帽al (trigonom茅trico) como un OUTPUT al Arduino. Pon el pin en LOW durante 2 microsegundos, luego en HIGH durante 5 microsegundos, y luego en LOW durante 2 microsegundos. Luego, declare el pin de la se帽al (eco) como una INPUT y capture la duraci贸n del tiempo usando el m茅todo pulseIn().

Una vez que tengas la duraci贸n, necesitar谩s convertirla a una distancia. Esto se puede hacer usando la velocidad de los factores de conversi贸n de sonido en pulgadas o cent铆metros. La hoja de datos de tu sensor debe indicar estos factores de conversi贸n. Puedes ajustar este c贸digo para alinearlo mejor con tu aplicaci贸n.

Aplicaciones de los sensores ultras贸nicos

Evasi贸n de Objetos Rob贸ticos M贸viles

Los sensores ultras贸nicos se utilizan a menudo en los robots m贸viles para evitar los objetos. Se puede utilizar un conjunto de sensores HC-SR04 y determinar el camino a seguir dependiendo de qu茅 sensor tiene la mayor distancia de lectura. Esto le dir谩 que los objetos est谩n m谩s lejos y por lo tanto, es m谩s seguro moverse en esa direcci贸n.

C谩lculos de distancia o altura

El HC-SR04 es genial para medir los niveles. Por ejemplo, puede determinar cu谩nta nieve hay en el suelo o el nivel de un tanque.

Conclusi贸n

En este art铆culo, exploramos dos sensores populares: Sensor IR vs. sensor ultras贸nico. En este punto, deber铆as tener una mejor comprensi贸n de para qu茅 se usan estos sensores y c贸mo aplicarlos en tu pr贸ximo proyecto.

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