Robòtica: els LEDS (primeres pràctiques)

En esta entrada veremos como encender un LED mediante las salidas de Arduino. Para ello, veremos el principio de funcionamiento y el esquema eléctrico necesario.

Por supuesto, también podemos usar el contenido de esta entrada para encender un LED con cualquier otro autómata, o directamente conectándolo a tensión con una fuente de alimentación o batería. El esquema eléctrico es el mismo, sin más que sustituir la salida de Arduino por vuestra fuente de tensión.

En algunos libros o páginas web veréis que, a veces, conectan directamente el LED a una salida digital o analógica de Arduino. Aunque esto funciona (luego veremos porque) es una mala práctica. EN general, los LED deben conectarse siempre a través de una resistencia.

Para entender la importancia y el papel de esta resistencia, y poder calcular su valor, es necesario entender cómo funciona un LED.

¿Qué es un LED?

Un LED es un diodo emisor de luz, es decir, un tipo particular de diodo que emite luz al ser atravesado por una corriente eléctrica. Los diodos (emisor de luz, o no) son unos de los dispositivos electrónicos fundamentales.

Recordemos que diferenciamos entre dispositivos eléctricos y electrónicos. Los dispositivos eléctricos engloban resistencias, condensadores y bobinas, e integran el campo de electricidad. Los dispositivos electrónicos, surgen del uso de materiales semiconductores, y dan lugar al campo de la electrónica.

Un diodo es una unión de dos materiales semiconductores con dopados distintos. Sin entrar en detalles, esta diferencia de dopado hace que genere una barrera de potencial, que como primera consecuencia hace que el paso de corriente en uno de los sentidos no sea posible.

Aquí tenemos la primera característica de los diodos, tienen polaridad, es decir, solo dejan pasar la corriente en un sentido. Por tanto, tenemos que conectar correctamente la tensión al dispositivo.

La patilla larga debe ser conectada al voltaje positivo (ánodo), y la corta al voltaje negativo (cátodo).

arduino-led-patillajeRegla menométcnica:
– La patilla “más” larga es la positiva.
– La patilla “menos” larga es la negativa.

La otra consecuencia de la barrera de potencial es que, incluso conectando el dispositivo con la polaridad correcta, a baja tensión los electrones siguen sin poder atravesar el dispositivo. Esto ocurre hasta alcanzar un cierto valor de tensión que llamamos tensión de polarización directa (Vd), que depende del tipo de diodo.

A partir de esta tensión decimos que el diodo está polarizado y la corriente puede atravesarlo libremente con una resistencia casi nula. La tensión que realmente está alimentando al diodo es la diferencia entre la tensión aplicada, y la tensión de polarización directa del diodo.

Como vemos, en el momento que superamos la tensión de polarización, y dado que la resistencia del diodo es muy pequeña, se genera una gran corriente que destruirá el diodo. Por ese motivo, necesitamos una resistencia que limite la cantidad de corriente que circula por el diodo.

En resumen, si no ponemos una resistencia, el sistema solo tiene dos estados.

  • Si alimentamos a una tensión inferior a Vd, el LED no luce.
  • Si alimentamos a una tensión superior a Vd, el LED se rompe.

En cualquier caso, no conseguiremos hacer lucir el LED sin utilizar una resistencia de valor adecuado.

¿Por qué funciona conectando a una salida de Arduino directamente?

Como hemos adelantado esto, a veces veréis en tutoriales en Internet que algunos conectan un LED directamente a una salida de Arduino, sin usar una resistencia. Efectivamente, esto funciona y el LED luce sin romperse. ¿Cómo puede ser posible esto?

Esto funciona porque Arduino tiene una limitación de 20mA en sus salidas. Esta limitación hace que el LED no se funda, aunque realmente se está comportando como si fuera un corticircuito. Simplemente Arduino no puede dar más corriente.

No obstante es esto es una práctica totalmente desaconsejada por varios motivos. En primer lugar porque supone forzar de forma innecesaria la salida de Arduino, lo que puede acortar su vida a largo plazo. Por otro porque 20mA es, en general, una corriente demasiado elevada para un Led. Pero sobre todo, porque es una chapuza y una falta de higiene electrónica total.

¿Qué tipos de LED usaremos en electrónica?

Existe una gran gama de LED disponibles, desde los LED habituales de pequeña potencia, a los LED de gran potencia empleados en iluminación. Estos últimos requieren etapas adicionales de potencia (drivers) para poderlos encender desde un autómata.

Dentro de los LED de pequeña potencia, que son los que vamos a emplear con más frecuencia, los más habituales son los encapsulados tradicionales de LED de 3mm o 5mm.

arduino-led-3mm-5mm

También podemos encontrar LED opacos (diffused) o LED transparentes (clear). Los LED opacos están pensados para “encenderse” ellos mismos (por ejemplo, para hacer un panel de mando). Por el contrario, los LED transparentes están pensados para iluminar una área, pero no al propio LED.

arduino-led-clear-diffused

Adicionalmente, encontraremos LED con diferentes ángulos. Los LED con un ángulo de iluminación más pequeño tienen un haz más cerrado, por lo que concentran la luz en un área estrecha. Por el contrario, los LED con ángulos más amplios concentran una cantidad de luz inferior hacia delante, y a cambio iluminan un área mayor.

Por último, veréis que algunos LED tienen el encapsulado de un color. Este color es simplemente para identificar el color de la luz emitida por el LED sin tener que encenderlo, pero no tiene ninguna influencia en el color de la luz emitida, que sólo depende de la construcción interna del LED (personalmente, yo los prefiero con el encapsulado sin colorear).

arduino-led-color

¿Cuánto cuesta un LED?

El coste de los LED es muy similar independientemente de su tipo y tamaño (exceptuando, lógicamente, los LED de alta potencia), aunque algunos colores pueden ser un poco más caros.

En general, son dispositivos realmente baratos. Podemos encontrar LED por 1 céntimo de euro, en vendedores internacionales de eBay o AliExpress.

Font: Tutorials Arduino Luis LLamas

PRÀCTIQUES AMB LEDS

PRÁCTICA 0. Encender un LED

PRÁCTICA 1. LED parpadeante

PRÁCTICA 2. Secuencia de LEDs

PRÁCTICA 3. El semáforo

A més, introduirem la possiblitat de fer variacions sobre els codis utilitzats.

 

 

Robòtica: presentació kits i explicació placa

Avui ens hem començat a familiaritzar amb els kits de robòtica que utilitzarem al llarg d’aquest trimestre. Ja sabeu que disposarem d’una placa Funduino (sí, un clon d’Arduino més econòmica) a més de diferents elements (shields, leds, potenciòmetres, resistors, sensors de diferents tipus, etc.). Per tant… done’m-li la benvinguda a la robòtica.

El material que utilizarem serà fonamentalmen pràctic encara que és imprescindible un coneixement bàsic dels elements que utilitzarem i d’això aniran les sessions teòriques (que procuraré fer el més amenes possibles però ja sabeu que això és força complex).

La majoria de material que treballarem (a nivell de contingut teòric) el podeu obtenir de la següent web.

Material teòrico-pràctic de l’ús d’Arduino

Recordeu que és imprescindible per a treballar correctament amb els kits que disposeu en els vostres equips de dos programes:

Seguim…

 

Trabajos sobre Hardware II

Elegid un tema y hacedlo con el tipo de presentaciones que quieran.

> Interesa que esté con sus propias palabras, poco texto y muchas imágenes y algún resumen o esquema o gráfico que lo explique.
> Un vídeo sobre su tema es imprenscindible.
> Añadir una diapositiva con una noticia sobre su tema en news.google, xataka (indicar de que web la obtienen)
> Otra sobre un libro en http://books.google.es/ con una foto de la portada
> Puedes buscar más cosas en http://www.tnrelaciones.com/anexo/buscadores/

  • Manuel. Gadgets para juegos (mandos inalámbricos tipo Wii, volantes, joysticks…
  • Abad. Móviles
  • Albert.  Dispositivos ponibles (wearable) como relojes, ropa, zapatos…
  • Efren. Tablets (cpu, memoria interna y externa, sistemas operativos…) y Portátiles de distintas marcas.
  • Rosa.  Tarjetas de sonido y sistemas multimedia
  • Javier. Tarjetas gráficas
  • Mohamed. Gadgets de Realidad Virtual
  • Carmen.  Gadgets o apps de Realidad aumentada (por ejemplo Google glass
  • Monica. Impresoras (inyección, laser, 3D…)
  • Maria. Tarjetas de televisión
  • Jose. Tipos de consolas
  • Alex. Gadgets para el deporte
  • Ivan. Tarjetas o dispositios inalámbricos WI-FI, Bluetooth e infrarrojos

>>> Ir a los trabajos acabados...

Programació amb Scratch

Al llarg dels propers mesos començarem a treballar, tal i com vam comentar a l’aula, amb Scratch. Ja sabeu que la connexió a la xarxa del centre és poc confiable i, per això, tindrem feta la instal·lació del programari en local en els equips de la nostra aula (tan maca que l’hem deixada i tan poc que, darrerament, l’utilitzem).

El material per a treballar la primera part de la programació serà l’extret de la següent web…

Material de Scratch

I, com no, molta sort en aquesta nova part de la matèria que, per cert, vindrà acompanyada per robòtica🙂

Per cert i abans que se m’oblidi… la pàgina per treballar online amb Scratch és la següent.


CREA UN JUEGO (o una historia, o tu biografía, …

  • Crea un juego sencillo con todo lo aprendido hasta ahora, con las características que desees.
  • Puedes tratar de reproducir juegos antiguos de ordenador, consolas, internet… por ejemplo los típicos ping-pong, Arkanoid, Invasores del espacio, Carreras, Laberintos, SuperMario…
  • Prueba juegos de otros usuarios de Scratch e investiga cómo están hechos mediante la opción “Ver dentro“. Esa es la gran ventaja de hacerse una cuenta, que podemos compartir nuestros juegos y aprender de los que crean los demás.
  • No es necesario hacerlo difícil, empieza por algo sencillo que luego puede mejorarse. Los juegos que hoy conocemos son una evolución de los que había antiguamente, que tenían sprites muy básicos y pantallas muy sencillas.
  • Tu imaginación y tus ganas te harán progresar, adquirir más soltura y conocimientos.

Para más información:

IDEAS

ideaA menudo decís que las clases son aburridas, que os gustaría hacer otras cosas. Y yo me pregunto, ¿qué cosas?

Por eso abro este post, para que en sus comentarios dejéis las ideas que se os ocurran sobre prácticas o temas a tratar en clase.

Si no proponéis ideas, seguiremos con las nuestras, que ya sabéis, son poco originales, simplemente recogen la programación para el curso propuesta por la comunidad valenciana y que os dimos a principio de curso.

Animaos y ¡proponed ideas!

Els vostres blogs

  1. Abad      https://alejandroabadruiz12.wordpress.com/
  2. Aviles     https://mariaavilesv.wordpress.com/
  3. Catalán    https://manuelcrack99.wordpress.com/
  4. Efren        https://efrensite.wordpress.com/
  5. Haro         https://rosamariaharonavesgmail.wordpress.com/
  6. Larousni   https://dukeyalme.wordpress.com
  7. Naranjo    https://alexnaranjoxlxs93.wordpress.com/
  8. Peña         https://carmenpenagonzalez.wordpress.com/
  9. Poveda     https://ivanpoveda08.wordpress.com/
  10. Reverter   https://reverterizquierdoalbert.wordpress.com/
  11. Reyes       https://monicaxlxs.wordpress.com/
  12. Sayago     https://javiclase1999.wordpress.com/
  13. Triguero    https://joseclsa1999.wordpress.com/
  14. Vaquerizo https://natxovaquerizo2000gmail.wordpress.com/