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Guía para controlar un relé con Arduino

Grupo de trabajo Monitorización de un huerto con raspberry pi y arduino IES Arroyo de la Miel

Índice

• Presentación del proyecto
  • Justificación
• ¿Qué es necesario?
• Guía del desarrollo
  • Sensor de distancia
    • ¿Cómo funciona el sensor de distancia?
  • Características técnicas del sensor
  • Probando el sensor de distancia
  • El código de prueba
  • Añadiendo el relé
    • ¿Cómo funciona el relé?
  • Probando el relé
  • El código final
• Resultado final
• Enlaces de interés
• Contacto

● Protoboard , para hacer el conexionado. También se puede soldar si se quiere hacer un proyecto que sea más definitivo. ● Un relé. En este proyecto se ha utilizado SRD-05-VDC-SL-C. ● Un ordenador con Arduino IDE para pegar el código y subirlo al Arduino.

Guía del desarrollo

En esta sección vamos a intentar describir los pasos que estamos dando por si alguien estuviese interesado en replicar el proyecto.

Sensor de distancia

El sensor de distancia que vamos a utilizar es el HC-SR04. Podemos ver en la imagen la parte frontal del sensor, donde están el emisor y el receptor de ultrasonidos, en la parte superior y la parte trasera del sensor, donde está la circuitería, en la parte inferior de la imagen. Es un sensor bastante común y que se puede encontrar fácilmente pero ¿cómo funciona?

¿Cómo funciona el sensor de distancia?

El sensor de distancia funciona utilizando el efecto eco, al igual que los sonars. El sensor de distancia emite una señal de ultrasonido. El ultrasonido llega a un objeto y rebota. El sensor de distancia recibe de vuelta la onda de ultrasonido. En función del tiempo que haya tardado en ir y volver el ultrasonido, así de lejos estará el objeto.

Características técnicas del sensor

Aquí tenemos las características técnicas del sensor: Característica Valor Alimentación +5V DC Corriente en reposo <2mA Corriente de trabajo 15mA Ángulo efectivo <15° Rango de distancia 2cm – 400 cm Resolución 0.3 cm

Probando el sensor de distancia

Una vez tenemos todos los materiales vamos a ir haciendo el proyecto poco a poco. En primer lugar vamos a probar el sensor de distancia y comprobar que realmente funciona bien. En este caso vamos a conectar el sensor en la protoboard siguiendo el diseño que tenemos a continuación

El código fuente resultante es el siguiente. const int pingPin = 7; // Trigger Pin of Ultrasonic Sensor const int echoPin = 6; // Echo Pin of Ultrasonic Sensor void setup() { Serial.begin(9600); // Starting Serial Terminal } void loop() { long duration, cm; pinMode(pingPin, OUTPUT); digitalWrite(pingPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(pingPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(pingPin, LOW); pinMode(echoPin, INPUT); duration = pulseIn(echoPin, HIGH); cm = microsecondsToCentimeters(duration); Serial.print(cm); Serial.print("cm"); Serial.println(); delay(300); } long microsecondsToCentimeters(long microseconds) { return microseconds / 29 / 2; } Si activamos el puerto serie del arduino podemos ver una salida como la siguiente: 105cm 105cm 106cm 9cm 11cm 125cm 8cm 9cm 125cm 126cm 125cm 218cm 20cm 31cm 104cm 105cm 34cm 25cm Podemos ver que hay distancias más cortas (cuando ponemos la mano por delante) y más lejos (cuando el límite es por ejemplo armario que hay detrás). El sensor de distancia puede llegar hasta unos 3-4 metros de distancia.

Añadiendo el relé

De momento somos capaces de medir la distancia que hay desde el sensor hasta un objeto pero todavía no somos capaces de hacer que se enciendan las luces del árbol de Navidad cuando eso ocurra. Para ello vamos a utilizar un relé. Para este proyecto hemos utilizado el relé SRD-05-VDC-SL-C pero cualquier relé nos puede valer.

¿Cómo funciona el relé?

Un relé nos permite controlar la activación o no de algún circuito que por lo general tiene más voltaje e intensidad que un circuito electrónico de 3,5 o 5 V. En este caso queremos encender y apagar las luces del árbol de Navidad que están conectadas a 220V. El relé permitirá que la corriente pase cuando en la entrada de servicio tenga 5V. En ese caso los cables que estén en el otro extremo del relé se conectarán. Cuando eso ocurra también se encenderá un pequeño led del relé que nos permite ver si el relé está conectado o no. También se escuchará como el relé se activa y se desactiva.

Probando el relé

Para probar el relé tenemos que hacer el conexionado de cables y pines. En este caso vamos a utilizar el pin 8 para indicar la activación o desactivación del relé. Evidentemente al relé también le tiene que llevar un cable con una toma de tierra y con una toma de alimentación de 5V para la circuitería que sacaremos de la protoboard. El otro extremo del relé está conectado a un cable que llevará la alimentación de las luces. Cuando la señal de activación del pin 8 esté en su valor alto el relé se accionará y comunicará ambos extremos del cable de alimentación de las luces, lo que provocará que las luces del árbol de Navidad se enciendan. Para probar el relé no nos hace falta conectar todavía nada al otro extremo del relé. Podemos probar sin nada conectado hasta que veamos que funciona y cuando funciona le conectamos la alimentación de la luz. Esto lo podemos probar así porque el relé viene con un led que nos indica cuando está activo y cuando no. Además podremos escuchar que el relé se activa con una especie de chasquido.

Aquí tenemos el proyecto completo con las luces funcionando. Y aquí el proyecto completo funcionando en el aula y con el árbol de Navidad.

El código final

Pero todavía nos falta añadir el código fuente final para controlar el relé que se enciendan las luces. En este caso lo vamos a hacer es medir la distancia de cualquier objeto que haya delante del sensor de distancia y en el caso de que sea menor que un metro (100 cm) vamos a activar el relé. Y este es el código fuente del proyecto completo con las luces funcionando. const int pingPin = 7; // Trigger Pin of Ultrasonic Sensor const int echoPin = 6; // Echo Pin of Ultrasonic Sensor const int relePin = 8; // Rele Pin void setup() { pinMode(pingPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); pinMode(relePin, OUTPUT); Serial.begin(9600); // Starting Serial Terminal } void loop() { long duration, cm; digitalWrite(pingPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(pingPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(pingPin, LOW); duration = pulseIn(echoPin, HIGH); cm = microsecondsToCentimeters(duration); Serial.print(cm); Serial.print("cm"); Serial.println(); if (cm<100) { digitalWrite(relePin, HIGH); delay(5000); digitalWrite(relePin, LOW); } delay(300); } long microsecondsToCentimeters(long microseconds) { return microseconds / 29 / 2; }

Enlaces de interés

● Cómo funciona el sensor de distancia ultrasónico HC-SR ● Video del proyecto funcionando ● Tutorial arduino ● Página de proyectos de arduino

Contacto

Si quieres comentarnos cualquier cosa del proyecto o de cualquier otro tema mandarnos un correo a profesor.diego.rosado(at)gmail.com