Universidad de Los Andes

Faculta de Ingeniería

Escuela de Mecánica

Departamento de Tecnología y Diseño

Mecánica de Robot

Integrantes:

Astrid Díaz C.I.: 19.146.017

Alejandro Batatín C.I.: 19.751.293

Practica 5. Lectura de un valor de tensión en un pin analógico a través de un Potenciómetro.

Objetivo General: Colocaremos un potenciómetro para variar la tensión en un pin analógico, imprimiendo por el puerto serie el valor que nos proporciona Arduino, observando así la escala empleada para cuantificar este valor de tensión.

Materiales que se utilizaran para el desarrollo de la práctica:

1. Una tarjeta Arduino Uno-R3 o Arduino Mega 2560.2. Un cable USB impresora.3. Un computador.4. Cables para el montaje del circuito.5. Tarjeta Protoboard.6. Un Potenciómetro rotatorio.

Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia.

Imagen 1. Potenciómetro Rotatorio

Montaje de la práctica:

Con el fin de comprender de una manera más fácil el funcionamiento del circuito, así como verificar todas las conexiones existentes, se realiza en primer lugar el montaje del circuito mediante el uso del programa Fritzing.

El Potenciómetro como ya sabemos es una resistencia variable, donde pasa una señal la cual va estar leyéndose dependiendo de qué posición se encuentre la resistencia. Si el potenciómetro se encuentra en su mínima posición leerá un voltaje pero si se encuentra en su máxima posición leerá otro voltaje. En Arduino esa lectura de voltajes es en entero de cero (0) a 1023.

Figura 1. Montaje del circuito en el programa Fritzing.

En el laboratorio utilizaremos un potenciómetro con 3 patas. Donde una de ellas es el positivo que será conectado por el cable azul en el pin de 5V, otra es el negativo que será conectado por el cable rojo a tierra (ground) y por último en el medio estará conectado por el cable negro la cual es la señal que va a leer la resistencia, una señal analógica que a su vez estará junto al pin A5.

Figura 2. Potenciómetro que se utilizó en el laboratorio para la realización de la práctica

Luego que tengamos armado el circuito en el programa Fritzing, podemos empezar con el desarrollo del programa en el IDE de Arduino.

Procedimiento de cómo llevar a cabo el codificado del programa:

1. Se debe seleccionar en la IDE de Arduino el tipo de tarjeta con el que vamos a trabajar siendo Arduino Uno-R3 o Arduino Mega 2560.

2. Se selecciona el Puerto Serial, es decir el puerto USB se va a conectar la tarjeta Arduino con el computador.

3. Se empieza a realizar el código: Inicialmente debemos identificar el programa que estamos desarrollando, por tanto

se asigna un nombre al programa, esto se hace empleando el símbolo //, que permite colocar comentarios a lo largo del código para poder facilitar la comprensión de la instrucción que realiza cada línea, podemos colocar el título de la práctica o del programa en sí.

Se deben declarar las variables globales que serán utilizadas en el programa. En primer lugar se declara una constante de tipo entero llamada PotPin y se le asigna el pinA5. Luego se declara también de tipo entero el valor que ya leyó o que va a leer, sabemos que el potenciómetro va desde cero (0) a 1023 en valores enteros y lo llamaremos PotVal. Por último se declarara una variable angle de tipo entero, ya que se utilizó un potenciómetro rotatorio queremos saber en qué posición está midiendo el mismo si en 0 grados, 180 grados, etc.

Seguidamente se realiza la declaración de las configuraciones de las variables o la inicialización de la comunicación serie dentro de los corchetes que delimitan el bloque de programa void setup (). Para la realización de esta práctica se trabajara con la comunicación serie, es decir la comunicación de datos con el computador. Para abrir el puerto serie se utiliza el comando Serial.Begin (9600); indicando dentro de los paréntesis la velocidad de comunicación con el computador, esta generalmente es 9600 bits por segundo, aunque otras tasas pueden ser soportadas.

Luego de inicializada la comunicación serie, se procede con el bloque de programación que se encuentra ubicado en el interior de los corchetes del comando void loop () el cual se ejecutara continuamente leyendo las entradas y generando las salidas. En las primeras instrucciones del bloque de programa se quiere leer la señal enviada por el Potenciómetro al pin A5 y mostrar a través del monitor la señal captada. Para realizar estas acciones primero se necesita declarar una variable esta será llamada PotVal. Para ejecutar la lectura de la señal se realiza mediante el comando analogRead(PotPin); debido a que se trata de una señal analógica, indicándole además el pin en el que debe leer la entrada, la cual se almacena en la variable PotVal. Posteriormente se empleara la función Serial.print (); para enseñar el valor medido a través del monitor, en el interior de los paréntesis se debe colocar el valor, si se quieren escribir palabras o frases estas deben ir delimitadas mediante los comillas, es decir Serial.print (“Pot Val: ”), y luego para que pueda mostrar el valor de la señal debemos leer la variable, es decir Serial.print (PotVal).Luego se quiere mostrar en el monitor el valor del ángulo, de la posición en que se encuentra el potenciómetro. Para eso necesito una rutina para mapiar, es decir que el leerá la señal de cero (0) a 1023; y un ángulo de cero (0) hasta 179. Se utiliza el valor guardado en la variable PotVal la cual está a una escala de cero (0) a 1023 y

queremos que lo lleve a una escala de cero (0) a 179. Se mapea y nos dará un resultado entero ya que hemos declarado todas estas variables en entero. Nos quedaría entonces el comando angle=map (PotVal,0,1023,0,179). Se utilizara nuevamente el comando Serial.print (); para permitir la visualización de los datos; para enseñar el valor medido a través del monitor, en el interior de los paréntesis se debe colocar el valor, si se quieren escribir palabras o frases estas deben ir delimitadas mediante los comillas, es decir Serial.print (“angle: ”), y luego para que pueda mostrar el valor de la señal debemos leer la variable, es decir Serial.print(angle). Por ultimo debemos leer un delay con un valor de 200, ya que si no realizamos este último comando el valor de señal y del ángulo del potenciómetro no serán los valores verdaderos.

Finalmente se debe verificar que al final de cada instrucción se haya colocado el respectivo punto y coma, de lo contrario habrán errores a la hora de compilar.

Una vez compilado el programa se ejecuta el mismo. Si las conexiones se hicieron de manera correcta el señor capta y envía las señal a la tarjeta y esta posteriormente al monitor, sin embargo para poder observar estos datos es necesario activar el monitor serial, esto se realiza oprimiendo click izquierdo en la barra de herramientas del IDE de Arduino que señaliza el monitor serial en la parte superior derecha.

NOTA: Para quel IDE de Arduino pueda entender los comandos es necesario que al final de cada instrucción se coloque punto y coma (;).

En la siguiente imagen se mostrara como quedo plasmado en el IDE de Arduino, los procedimientos anteriormente señalados:

Figura 3. Código de Lectura de un valor de tensión en un pin analógico a través de un Potenciómetro.

Figura 4. Botón para activar el Monitor Serial.

Conclusión: Hasta aquí hemos visto tanto el rango de valores que vamos a tener en una entrada analógica como los valores de posición que tiene el potenciómetro. Como ya hemos explicado en el desarrollo de la práctica el potenciómetro dispone de tres patillas: entre las dos de sus extremos existe siempre un valor fijo de resistencia, y entre cualquiera de los dos extremos y la patilla central tenemos una parte de ese valor. Es decir, la resistencia máxima que ofrece el potenciómetro entre sus dos extremos no es más que la suma de las resistencias entre un extremo y la patilla central. El IDE del Arduino nos proporciona una herramienta que nos permite enviar y visualizar los datos que se manejan a través del puerto Serial. Dicha herramienta se conoce como Monitor Serial y se puede encontrar en el menú de herramientas, en la opción “Monitor Serial”. En el presente proyecto se usara dicha herramienta para visualizar nuestros datos.

Así mismo para el desarrollo y la fabricación de un robot, un potenciómetro es importante ya que él nos da la capacidad de saber el valor de movimiento y de posición de un brazo o cualquier conexión que tenga el mismo.