Radar...midiendo la velocidad.

Despues de mucho tiempo abro otra vez el blog para empezar con un nuevo proyecto...

El circuito diseñado es capaz de medir la velocidad de un objeto que pasa entre dos sensores, el “corazón” del circuito es el sistema Arduino, del que hay una sección en esta página.

Este radar es capaz de medir velocidades entre 0 y 500km/h, una vez que detecta la velocidad la muestra en una pantalla LCD retroiluminada, manda un mensaje por USB al PC y si la velocidad medida excede a la indicada, activará una cámara de fotos y muestra un mensaje en ambas pantallas (PC y LCD).

Un sensor detecta el paso del objeto y guarda una constante de tiempo, al pasar por el segundo sensor guarda una segunda constante de tiempo, para medir el tiempo que tarda en pasar entre los dos sensores, resta el tiempo del primer sensor al tiempo del segundo sensor.

Después se tratan los datos para convertirlos a Km/h.

!!!los sensores estan a 10cm de distancia!!!

Lista de componentes

· Arduino Duemilanove.
· Pantalla LCD hitachi 44780 azul. 16x2.
· Sensores sharp 2D120X
· Potenciómetro 4,7K
· Servo futaba s3003
· Software Arduino 0013 alpha.

Sensor sharp 2D120X

El sharp 2d120X es un sensor analógico de distancias, presenta un valor analógico en relación a la distancia del objeto, a mayor distancia menos tensión y viceversa.

podemos ver su data sheet en esta pagina:
http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/480/87977_DS.pdf

La funcion del servo, no es otra que la de pulsar el boton de disparo de la cámara...( no disponia de camara por control por PC, ni con disparador a distancia). El servo hace un pequeño giro en el momento de activarse el "radar" que pulsa el boton de disparo.

También al activarse el radar, se activa la salida 13 del arduino en la que podemos conectar un disparador "mas profesional" para la cámara o por ejemplo un flash.

Para manejar cualquier carga desde el arduino necesitamos usar un relé para ello montamos este circuito:

El circuito completo que se ha montado es el siguiente:

El codigo de programa para rduino es el siguiente:

#include
#define recorrido 50
#define radar 13
#define MAX 50
unsigned long int Tiemposensor1, Tiemposensor2; // declara las variables
long int TiempoReal;
int x,x2;
int distancia = 400;
int sensor1 = 0;
int sensor2 = 1;
float velocidad;

LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 5, 4, 3, 2); // se eligen las patillas que controlan el LCD
void setup (){
Serial.begin(9600); // velocidad de transmisión 9600 Baudios
pinMode (sensor1, INPUT); // sensor 1 y 2 como entradas.
pinMode (sensor2, INPUT);
pinMode (radar , OUTPUT); // Salida de radar
}
void loop (){
x= analogRead (sensor1); // lee el sensor 1 hasta que la distancia sea menor a la seleccionada
do{
x = analogRead (sensor1);
}while (x < tiemposensor1 =" millis();" x2 ="analogRead" x2 =" analogRead" tiemposensor2 =" millis();" tiemporeal =" (Tiemposensor2" velocidad =" ((0.1" velocidad =" espacio/"> MAX){ //si la velocidad es mayor a la velocidad maxima predefinida
digitalWrite (radar , HIGH); //el radar se activa
delay (200);
digitalWrite (radar , LOW);
Serial.print("Velocidad excesiva...RADAR ON "); //mensaje en la pantalla de PC
Serial.println(velocidad);
lcd.clear();
lcd.home();
lcd.print("RADAR ON!!!"); //mensaje en el LCD
delay (500);
}
}

ejemplo de una imagen tomada por el "radar" con una maqueta:

En este proyecto a colaborado David Alfaro Muñoz .

0-Arduino

Buscando información por internet , descubrí que hay mucha sobre arduino, pero muy poca en español...así que ,después de bajar unos cuando PDF comprar el libro de "getting estarted with arduino" e ir traduciendo todo poco a poco,,,aquí vais a encontrar eso mismo, un manual de Arduino en español:


Arduino es una placa que contendrá un programa creado por nosotros y con infinidad de posibilidades, podemos crear desde un pequeño circuito lógico hasta el control de un robot con una sola placa.

Arduino es libre, ni siquiera el software necesita licencias ...

Disponer de un puerto USB en la misma placa, no solo tiene como ventaja poder modificar el programa rapidamente, sino que podemos controlar el programa a tiempo real desde el ordenador.

Estos son algunos ejemplos de lo que es capaz de hacer:

Cubo de LEDs

Segway...

Control de un coche RC con mando de Wii

En la sección de Arduino se muestra un tutorial desde 0, en el que se irá profundizando poco a poco.

4-La estructura de un programa.

La estructura básica de los programas de Arduino es bastante básica y consta de cómo mínimo dos partes. Estas dos partes, o funciones, se adjuntan en bloques de declaraciones.

Void setup ( ){

Instrucciones

}

Void loop ( ) {

Instrucciones

}

Setup ( ), es el preparatorio y loop ( ) es el programa en sí. Se necesitan ambas funciones para funciones para la ejecución del programa.

Después de la función setup deben ir las declaraciones de cualquier variable al inicio del programa. Esta es la primera instrucción que se ejecutará, lo hará solo una vez y sirve para iniciar la comunicación serie, para declarar los pines de entrada y salida y declarar las variables necesarias.

Le sigue la instrucción loop que incluye el código de programa que se ejecutará, leyendo entradas, activando salidas, etc. Esta función es el núcleo de todo programa de Arduino y contiene todas las instrucciones de trabajo.

Setup ()

Esta instrucción se ejecuta una vez cuando el programa comienza. Se debe incluir en todos los programas aunque no existan declaraciones de variables.

Loop ( )

Después de llamar a la función setup, realiza un bucle consecutivo permitiendo cargar, responder y controlar la placa de Arduino.

Un ejemplo típico es el de un LED parpadenado, en la página oficial de arduino podemos encontrar varios, pero antes de empezar detalladamente con el programa puedes observar su estructura : AQUÏ

Como puedes observar no existen librerías como en C estándar (stdio.h, conio.h...) ya que el mismo sorftawe las lleva internas.

También es recomendable, como en todo programa en C, escribir comentarios ya que nos será más fácil modificar el programa si fuese necesario.

Otra de las recomendaciones es poner , como se ve en el programa de ejemplo, nombre a los pines , es decir, si el pin 13 va manejar un led verde, en lugar de escribir
digitalWrite (13, HIGH);, nos será más fácil escribir digitalWrite (LedVerde , HIGH); donde LedVerde se a asignado como 13 en el principio del programa.

3-El software.

En esta página vemos los pasos a seguir para instalar el software.

Una vez instalado ya podemos empezar a programar, recuerda que es en C , la mayoría de instrucciones son típicas de C (puedes ver varios tutoriales en la sección "descargas" "programación" ...aunque algunas instrucciones son exclusivas de Arduino:

true / false:

Es una constante que define el estado lógico. FALSE es simplemente 0 , mientras que TRUE es cualquier número diferente a 0, sin importar el tipo.

high / low :

Estas señales definen los niveles de las patillas del integrado como ACTIVADO (high) = 5 v o DESACTIVADO (low) 0v.

digitalWrite (13, HIGH) ;

Esta línea de programa activa el pin 13.

Input / output:

Se usa dentro de la instrucción pinMode ( ) , define al pin como entrada o salida.

pinMode (13,OUTPUT) ;

pinMode (pin, modo):

Se usa dentro del bucle setup ( ) y define el comportamiento del pin, entre entrada o salida.

pinMode (pin, OUTPUT); // ajusta “pin” como salida.

En Arduino los pines digitales están configurados por defecto como entradas, por lo que no necesitan que los declaremos explícitamente como entradas.

También es conveniente poner internamente una resistencia pullup de 20k a la cual se accede por software. Esto es útil al conectar actuadores como los pulsadores.

Acceso a la resistencia de pullup:

pinMode (pin , INPUT);

digitalWrite ( pin , HIGH);

Cuando configuramos un pin como salida esta puede proporcionar 40mA a otros dispositivos o circuitos, suficiente para encender un led con su correspondiente resistencia, pero no para activar un relé, un motor, etc.

Si conectamos un dispositivo que consuma más de 40mA o cortocircuitamos las salidas podemos quemar el chip.

A menudo es recomendable conectar una resistencia entre el pin de salida y el receptor una resistencia de 470Ω a 1K.

digitalRead (pin):

Lee el valor de un pin de entrada obteniendo como resultado HIGH (activado) o LOW (desactivado). “pin” puede configurarse con un valor de 0 a 13.

Dato = digitalRead (10); Guarda en “dato” el estado de la entrada 10.

digitalWrite (pin, valor):

Pone la salida indicada a HIGH (activada) 5v o LOW (desactivada) 0v, al igual que digitalRead a pin podemos asignarle un valor entre 0 y 13.

analogRead ( pin):

Lee un valor analógico con 10 bits de resolución. Esto solo funciona en los pines analógicos de 0 a 5 . El resultado d ela lectura es un entero con rango de 0 a 1023.

No es necesario declararlas como entradas ya que sólo funcionan como tal.

digitalWrite (pin, valor):

En los Arduino nuevos funciona en los pines 3,5,6,9,y 10, marcados como PWM (modulación por ancho de pulsos) ,el valor se asigna con un entero entre 0 y 255.

Un valor 0 genera un valor estable de 0 voltios en el pin indicado, 255 genera un valor de 5v. Para valores entre 0 y 255 se generan diferentes trenes de pulsos para provocar el mismo efecto que si se estuviese aplicando una tensión analógica de un valor entre 0 y 5. Por ejemplo con el número 128 , si lo aplicamos a un Led la apariencia del mismo sería medio encendido.

analogWrite (10, 200); // activa el pin 10 con la correspondiente señal PWM.

No se necesita declarar las salidas analógicas como tal.
El siguiente ejemplo lee una señal analógica y la convierte en un valor para la salida:

int led = 10 ; //led en el pin 10.

int pin = 0 ; // el potenciómetro se conecta a esta entrada.

int valor; //espacio donde guardaremos los datos.

void setup ( ){} // no es necesario setup.

Void loop

{

valor = analogRead (pin) // lee el valor del pin 0 y lo guarda en “valor”.

valor = valor /4 ; //convierte la entrada de 0 a 1023 en 0 a 255.

analogWrite (led, valor); //activa la salida con PWM correspondiente a “valor”.

}

delay (ms):
Para el programa según la cantidad de milisegundos indicada.

Delay (1000) ; // para un segundo.

millis ( ):
Devuelve el número de milisegundos desde que empezó a funcionar el programa actual, es un número entero largo.

Valor = millis ( ); // valor carga el número de milisegundos.
Este valor se pone a cero aproximadamente cada 9 horas.

min (X, Y):
Calcula el mínimo de los dos números y devuelve el menor.

max (X,Y):
Calcula el máximo del los dos números y devuelve el mayor

2-La placa de Arduino.

Vamos a analizar la última versión de arduino, la controlada por USB.

Dispone de entradas de alimentación:

Podemos alimentar mediante una fuente de alimentación de entre 6 y 25V a través el conector con la siguiente polaridad:









No es necesario alimentar el circuito mientras el USB está conectado al ordenador.

Salidas de alimentación:

Dispone de varias salidas de alimentación para suministrar tensión a los circuitoas auxiliares tales como leds, pulsadores etc. Estas estan marcadas con su valor correspondiente (5v, 3,3v
y GND)

Entradas analógicas:

Se trata de los 6 pines marcados como "analogic in", podemos introducir valores analógicos comprendidos entre 0v y 5v.

Salidas/ Entradas digitales:

14 pines marcados como "digital", estos pines pueden funcionar como entradas o salidas digitales , según el contenido del programa. Como salidas proporcionan 0v ó 5v, es decir un 0 ó un 1 lógico.
Cuando funcionan como entradas es exactamente igual, tomarán como 1 un valor de 5v y 0 lógico cuando hayan 0v en la entrada.

Puerto USB:

Sirve para conectar el placa de arduino con el PC, transferir el programa o para comunicarlo durante la ejecución de programas.

Jumper de alimentación:

Este jumper no está en los ultimos modelos.


Junto al conector USB hay un jumper con el que seleccionamos si la alimentación la proporcionará el propio PC mediante USB o bien tomaremos la alimentación desde el conector de alimentación.

En la imagen se muestra la posición del jumper para alimentar la placa desde el USB:













Botón de reset:

Se trata del pequeño pulsador que esta en el centro de la placa, cuando compilamos el codigo con el programa, lo pulsamos y esté pasará inmediatamente a la placa de arduino.

1-Introducción

Arduino es un sistema controlado por un microcontrolador, una placa en la que tenemos las entradas y salidas del mismo , y un puerto para comunicarse con el ordenador.

Es totalmente libre, incluso el software, es decir podemos montar la placa y bajar el programa compilador desde AQUÍ.

Este programa es similar a un compilador en C , por lo que tienes que tener unos conocimientos básicos en este lenguaje .

Alguna de las paginas de referencia son:

Web oficial de Arduino.

Freeduino (en inglés).

40 proyectos (Inglés).

En la página oficial podemos encontrar los diseños de las placas para varias versiones de Arduino.
Aunque también lo podemos encontrar montado o en kit en ebay.