Alarma de movimiento usando Sensor PIR

En este tutorial vamos a aprender cómo hacer funcionar un sensor PIR para generar alarmas de movimiento con Arduino y construiremos un detector de movimiento. Los Sensores PIR son pequeños dispositivos que permiten detectar movimiento mediante infrarrojos. Normalmente se utilizan en sistemas de seguridad para detectar el movimiento de personas o animales dentro de habitaciones cerradas o en zonas controladas.

Modulo de sensor PIR

Cómo funciona un sensor PIR ?
Los sensores PIR en realidad están compuestos de un sensor piroeléctrico. Estos sensores tienen dos minúsculas ranuras llenas de un material que produce electricidad cuándo detecta radiación infrarroja.

Entendiendo el modulo del sensor PIR

Para facilitar su uso, el sensor está montado encima de un pequeño módulo que contiene varios componentes y circuitos integrados. El módulo tiene tres pines (VCC, GND y OUTPUT). Los sensores PIR son digitales y por tanto cuándo el sensor detecte movimiento, el pin de OUTPUT se pondrá a HIGH hasta que el movimiento cese. Hay que tener en cuenta que por lo general estos sensores no son perfectos y pueden tener un pequeño retraso o ignorar algunos movimientos.
También tiene dos potenciómetros. El primero es para regular la sensibilidad del sensor. El segundo marca el tiempo que el pin de OUTPUT estará activo cuándo se detecte movimiento. Normalmente este tiempo puede ajustarse de 0.3 segundos hasta 5 minutos, pero dependerá del modelo que tengamos.
Por último, el módulo tiene tres pines más, dos de ellos conectados con un puente. Estos tres pines nos permiten elegir el modo de activación: “Repeatable Trigger” y “Non-Repeatable Trigger”. En el primer modo, el OUTPUT permanece a HIGH cuando el sensor detecta movimiento. En el segundo modo el ouput se pone a HIGH y después a LOW cuándo se detecta movimiento. En este último caso, si se detecta mucho movimiento, el sensor enviará pulsos HIGH/LOW repetidamente. En ambos modos de activación el output estará a LOW cuándo no se detecte ningún movimiento.

El alma de este Sensor es el circuito integrado BIS0001 QUE ES UN CONTROLADOR PASIVO INFRAROJO

podemos ver  toda la hoja tecnica de este circuito en el siguiente enlace: Hoja tecnica del  BIS0001

Ahora veamos la vista posterior del Sensor PIR

Para una descripcion mas completa de esta tarjeta podemos ver el siguiente enlace  HOW TO USE PIR

Ejercicio practico usando el Modulo PIR

Hardware

Software

Código

Para este ejemplo solamente vamos a leer el Pin Digital 4 en el que tenemos conectado el sensor PIR y encenderemos el LED 13 si se ha detectado algún movimiento.

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

/*  Sensor PIR con Arduino  *  *  Escrito por Nano en beneficio de los seres humanos  *  www.robologs.net  */ int sensor = 4; int led = 13;    void setup() {   pinMode(led, OUTPUT);   pinMode(sensor, INPUT); }    void loop() {   int lectura = digitalRead(sensor);   digitalWrite(led, lectura); }

Una vez cargado el código, tendremos que esperar unos 60 segundos para que el sensor se estabilice. Si todo ha funcionado bien, veremos como el LED se enciende cada vez que pasamos por delante del campo de visión del sensor.

Creditos: (Original en) https://robologs.net/2018/07/19/como-construir-un-sensor-de-movimiento-con-arduino-y-sensor-pir/

Divisores de voltaje, potenciometros y puente de Wheatstone

En esta entrada de blog vamos a analizar tres cosas importantes:

• El divisor de voltaje
• El potenciometro
• El puente de wheatstone

Divisor de Voltaje

El divisor de voltaje es fundamental  en en analisis de circuitos , es una malla con dos resistencias conocidas y se puede dar en dos configuraciones:

1. Sin carga
2. Con carga

Cuando esta sin carga tambien es llamado divisor de tension, por que divide la tension entregada por la fuente y tiene el siguiente esquema:

Para una explicacion mas completa del divisor de tension podemos visitar la siguiente direccion web explicacion completa del divisor de tension.

Lo importante es saber que el voltaje entregado a la red del divisor de tensión , se DIVIDE  proporcionalmente en las dos resistencias de la red, quedando la mayor parte del voltaje en la resistencia mayor.

Potenciometro

Un potenciómetro es uno de los dos usos que posee la resistencia o resistor variable mecánica (con cursor y de al menos tres terminales). El usuario al manipularlo, obtiene entre el terminal central (cursor) y uno de los extremos una fracción de la diferencia de potencial total, se comporta como un divisor de tensión o voltaje

Les recomiendo la pagina https://postventa.webcindario.com/potenciometro.html, para ver simulaciones de como funciona un potenciometro y recomendaciones para usarlo.

Hay otros tipos de potenciometros pero todos obedecen a un cambio en la resistencia, de acuerdo a un cambio mecanica sea circular o lineal:

Tomado de wikipedia: que es un potenciometro

Tambien podemos ver una buena descripcion del potenciometro en el siguiente video

Puente de wheatstone 

(tomado de https://unicrom.com/puente-de-wheatstone-medidor-resistencias-precision/)

El puente de Wheatstone es el circuito más sensitivo que existe medir con precisión el valor de una resistencia. Es un circuito muy interesante y se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias.

Cuando el puente se encuentra en equilibrio: R1 = R2 y Rx = R3, de donde: R1 / Rx = R2 / R3. En este caso la diferencia de potencial (el voltaje) es de cero “0” voltios entre los puntos A y B. Esto se demuestra colocando un amperímetro que indica que no pasa corriente entre los puntos A y B (0 amperios).

Cuando Rx = R3, VAB = 0 voltios y la corriente = 0 amperios. Si no se conoce el valor de Rx, se debe equilibrar el puente variando el valor de R3. Cuando se haya conseguido el equilibrio, Rx será igual a R3 (Rx = R3). R3 debe ser una resistencia variable con una carátula o medio para obtener valores muy precisos.

Ejemplo:

Si R1 y R2= 1 KΩ (Kiloohmio) y R3 = 5 KΩ, Rx deberá ser 5 KΩ para lograr que el voltaje entre A y B (VAB) sea cero (corriente igual a cero). Así, basta conectar una resistencia desconocida (Rx) y empezar a variar R3 hasta que la corriente entre A y B sea cero. Cuando esto suceda, el valor de RX será igual al valor de R3.

Una aplicación muy interesante del puente de Wheatstone en la industria es como sensor de temperatura, presión, etc. (dispositivos que varían el valor de sus resistencias de acuerdo a la variación de las variables antes mencionadas). También se utiliza en los sistemas de distribución de energía eléctrica donde se lo utiliza para detectar roturas o fallas en las líneas de distribución.

Es en el amperímetro donde se ve el nivel o grado de des balance o diferencia que hay entre el valor normal a medir y la medida real.

Que es un sistema de Control realimentado ?

Por que los sistemas de control realimentado  son tan importantes en el mundo moderno ?

R/ específicamente en electrónica los sistemas realimentados se comportan como un todo para hacer que un subsitema (planta) mantenga sus estandares y logre sus objetivos (referencia) , haga lo que se espera de el y sea consistente con lo que se espera de el.

Para ello utilizan dos partes principales un sistema de medicion de comportamiento de la planta (sensor) y un subsistema que aplica las entradas correctas a la planta (controlador) para que la planta se comporte de la manera esperada.

Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o proceso. En un sistema general se tienen una serie de entradas (referencia) que provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación. Un sistema de control básico es mostrado en la siguiente figura: 

(tomado de wikipedia)

Desde un punto de vista muy general y mirando de manera holistica el proceso, podemos decir que el sistema de control realimentado se convierte el mismo completico en una planta, pero que entrega la salida de acuerdo a lo esperado.

Esto podria asimilarse como un sistema teleologico (sistema orientados por el proposito). ver teleologia.

Se dice que los sistemas realimentados hacen posible la teoria de control y tambien que los sistemas realimentados dan origen a la cibernetica como area del conocimiento, "el mayor mordisco a la manzana del conocimiento".

A pesar de que los sistemas realimentados son muy usados en la electronica realmente la realimentación hace parte de un area mas grande del conocimiento llamada Teoría general de sistemas.


Norbert Wiener (1942) llamó sistemas teleológicos a los sistemas cibernéticos, cuyo funcionamiento puede describirse como orientado a un fin (programado por humanos), por ello el estudio de los sistemas realimentados tiene una gran transfondo en la biología.
Espero les haya gustado esta entrada en mi blog de automatas..

Algunos enlaces a sistemas desarrollados que estoy en capacidad de ayudarte a ubicar para tu servicio

Sistema de reservas para Hoteles
Sistema de reservas usando componentes de Ajax
Software para sistema de reservas

Introducción a la Teoria de Automatas

En este video vamos a ver una pequeña introducción a la teoria de automatas , tan importante en electronica, 

En este video se puede ver como funciona la transición de estados.

Diseño de circuitos PCB con fritzin y JLCPCB

Usando fritzing y JLCPCB, un buen video que muestra como usar fritzing y JLCPCB para hacer un circuito impreso y mandarlo a traer desde china.

 

Creando una PCB usando fritzing y PCBway

Vamos a ver un video muy interesante sobre como usar fritzing y PCBWay para sacar circuitos profesionales y mandarlos a hacer en la china

Que es la cibernética ?

Generalmente se asocia la cibernética con la robótica, los robots y el concepto de cyborg debido al uso que se le ha dado en algunas obras de ciencia ficción, pero desde un punto de vista estrictamente científico, la cibernética trata acerca de sistemas de control basados en la retroalimentación.

Sistemas con subsistemas y que a la vez hacen parte de sistemas mas grandes , los cuales todos funcionan bajo un marco teleologico, (orientados a un proposito).

Pero a todas estas que es la cibernetica ?, encontramos una excelente pagina sobre esto en wikipedia:

La cibernética es el estudio interdisciplinario de la estructura de los sistemas reguladores. En otras palabras, es la ciencia que estudia los flujos de energía estrechamente vinculados a la teoría de control y a la teoría de sistemas.​ Tanto en sus orígenes como en su evolución, en la segunda mitad del siglo XX, la cibernética es igualmente aplicable a los sistemas físicos y sociales. Los sistemas complejos afectan su ambiente externo y luego se adaptan a él. En términos técnicos, se centra en funciones de control y comunicación: ambos fenómenos externos e internos del/al sistema. Esta capacidad es natural en los organismos vivos y se ha imitado en máquinas y organizaciones. Especial atención se presta a la retroalimentación y sus conceptos derivados.

Tomado de Wikipedia ver enlace completo

Los sistemas regulados son en si una gran teoría con uso en casi todas las disciplinas del conocimiento humano.

La gráfica del diagrama de bloques de un sistema realimentado es mostrada a continuación, alli se identifican tres bloques principales

Sistema: es la planta a controlar

Controlador: es quien toma decisiones

Sensor: subsistema de toma de informacion de la salida. 

A  Cybernetic Loop

Observe con cuidado las graficas anteriores y notara que son el mismo grafico de bloques, en el cual lo importante es tomar una medicion de la respuesta esperada de un sistema, aplicar un correctivo que lleve a la salida del sistema a acercarse a una referencia, reduciendo el error a su minino.

De donde viene la palabra cibernetica ?

Etimología Norbert Wiener encontró justo la palabra que quería en la operación de los grandes barcos de la antigua Grecia. En el mar, los grandes barcos batallaban contra la lluvia, el viento y las mareas; cuestiones de ninguna forma predecibles. Sin embargo, si el hombre, operando sobre el timón, podía mantener su mirada sobre un lejano faro, podría manipular la caña del timón, ajustándola constantemente en tiempo real, hasta alcanzar la luz. Esta es la función del timonel. En los tiempos rudos de Homero la palabra griega para designar al timonel era kybernetes, que Wiener tradujo al Inglés como cybernetics, en español cibernética."

La cibernética como Disciplina: 

Voy a tratar de  explicar la cibernética como una disciplina que se enfoca en el estudio de sistemas, procesos y fenómenos que involucran la interacción entre elementos de naturaleza física, biológica y tecnológica.

La cibernética utiliza herramientas matemáticas, computacionales y de modelado para analizar y diseñar sistemas de control, tanto en el ámbito industrial como en otros sectores, como el de la biotecnología, la robótica y la inteligencia artificial.

Un sistema de control es cualquier sistema que tenga la capacidad de regular o modificar su comportamiento en respuesta a cambios en su entorno. La cibernética se encarga de diseñar y desarrollar los sistemas de control que permiten a los sistemas tecnológicos y biológicos interactuar y responder de manera efectiva a los cambios que ocurren en su entorno.

En resumen, la cibernética es una disciplina que combina la ingeniería, la matemática, la biología y la informática para el diseño y control de sistemas tecnológicos y biológicos. Es una herramienta esencial para el desarrollo de soluciones innovadoras y efectivas que mejoren la eficiencia, seguridad y funcionamiento de los sistemas.

Referencias

• "Cibernética y sociedad" de Norbert Wiener. 
• "Introducción a la cibernética" de Francisco Parada Vázquez.