tecnoloxia.org

Tecnoloxía na Educación Secundaria

Os sensores do teu móbil

Que é un sensor?

Sensores hai por todas partes, están integrados en infinidade de dispositivos de todo tipo.

A función dos sensores é medir magnitudes físicas variables, como a temperatura, a humidade, a presión atmosférica, a presión sonora, a intensidade da luz, a velocidade, etc.

Para poder procesar esta información cun dispositivo electrónico cómpre transformar estas magnitudes en sinais eléctricos. Nestes casos os sensores reciben o nome de transdutores, aínda que os podamos chamar sensores de forma xenérica.

Por exemplo, cun encóder ou codificador óptico podemos detectar a velocidade e o ángulo de xiro dun dispositivo mediante un emisor e un receptor de luz. Estanse a transformar as magnitudes de velocidade e desprazamento angular en sinais eléctricos codificados.

Os sensores do móbil:  *#0*#

Sabías que levas unha chea de sensores no teu peto? Se tes un terminal Android podes ver os sensores que leva incorporados escribindo *#0*# no teclado do teléfono.

Aparecerá unha pantalla na que se mostra un menú de información. Por exemplo, atoparás as cores RGB que te axudarán a atopar píxeles mortos na pantalla, os altofalantes ou a cámara. Entre as opcións do menú atopamos a de sensor. Se accedes a ela aparecerá unha pantalla na que poderás ver os datos rexistrados polos diferentes sensores do móbil.

Segundo sexa o teu modelo de teléfono aparecerán diferentes sensores, pero seguro que atopas os seguintes:

Acelerómetro

[imaxe de developers.google.com]

Serve para coñecer o movemento e orientación do móbil para, por exemplo, cambiar a orientación da pantalla. É un compoñente microelectromecánico (MEMS) que funciona detectando a aceleración dunha peza móbil nos tres eixes, X, Y e Z. Segundo sexa o movemento desta peza obtemos cambios na capacitancia e diferentes voltaxes nos tres eixes, voltaxes que nos valen como datos para coñecer a orientación.

[imaxe de luisllamas.es]

Na pantalla de sensores proba ver os valores de X, Y e Z cando cambias a orientación do móbil.

Xiroscopio

O xiroscopio é outro sistema MEMS que complementa a información sobre a orientación do móbil que ofrece o acelerómetro engadindo a medición da rotación ou xiro do móbil sobre si mesmo.  Grazas a el o móbil pode medir os pequenos xestos e xiros que realizamos, por exemplo, cando estamos a manexar un xogo de carreiras de coches.

Cando o móbil xira sobre si mesmo actúa a forza de Coriolis provocando unha vibración que produce un cambio na capacitancia do sistema nos distintos eixes. Deste xeito podemos medir a velocidade angular que se produce e coñecer o xiro.

Na pantalla de sensores podes ver os valores ou unha gráfica. Verás que, a diferencia do acelerómetro, este sensor non ofrece datos de inclinación nos eixes X, Y, Z, senón que detecta o movemento de xiro e a súa dirección.

[imaxe de developers.google.com]

Magnetómetro


Se, por exemplo, queremos usar o sistema de comunicación GPS do móbil cando imos conducindo ou camiñando e queremos que o mapa estea orientado sempre cara ó norte ou que xire en todo momento para orientarse na nosa dirección, necesitamos un compás. Esa é a función do magnetómetro, que é o encargado de medir o campo magnético terrestre. Segundo sexa o campo magnético detectado teremos datos de voltaxe diferentes e o móbil recoñecerá cal é a orientación respecto ao norte e nos dará os datos de azimut, pitch e roll (azimut, inclinación e balanceo)

Na pantalla de sensores visualiza os datos do magnetómetro e intenta detectar a posición do norte.

[imaxe de developers.google.com]

Sensor de proximidade

O sensor de proximidade normalmente está na parte superior do teléfono, xunto a cámara. Nos móbiles úsase principalmente para detectar que temos o móbil pegado á cara, por exemplo cando falamos por teléfono, e desconectar a pantalla táctil para que non premamos sen querer nela.

Consiste nun LED e un detector de luz infravermella. O LED emite un un feixe de luz IR que ao rebotar nun obxecto que se atopa próximo incide sobre o receptor, que detecta a que distancia está. É de curto alcance, polo que só detectará obxectos moi próximos.

Na pantalla de sensores proba achegar a man ao sensor de proximidade. Verás que o móbil responderá cambiando a pantalla de cor e vibrando, segundo o modelo de móbil que teñas. A que distancia realiza a detección?

Sensor de pegadas dactilares

Os móbiles máis modernos incorporan un sensor das pegadas dixitais que permite que só unha persoa poda desbloquear o dispositivo. Baséanse en sensores ópticos ou capacitivos que recoñecen as liñas da nosa pegada segundo a intensidade de luz ou capacitancia que detecta o receptor respectivamente. Unha vez obtida a información compáraa coa imaxe dixital almacenada na memoria que usamos para calibrar o sistema de seguridade.

[imaxe de androidauthority.com]

Máis sensores

Hai moitos máis sensores no teu móbil. Podes atopar o sensor de luz ambiental, que permite que podamos elixir brillo automático, barómetro, que permite medir a presión atmosférica ou a altitude, sensor de temperatura, de humidade, pulsómetro, podómetro, … unha chea deles. Incluso a propia pantalla do teu teléfono é un sensor que permite manexar o móbil tocando nas diferentes posicións. Investiga como funcionan e aprovéitaos.

Brazo robot

Un dos proxectos de Tecnoloxía Industrial I deste curso 2017-2018 é o seguinte brazo robot que é quen de clasificar automaticamente pezas de cores e de levar un reconto das mesmas, amosando os resultados en pantalla.

[BrazoRobot from María L on Vimeo.]

É traballo de Samuel e de Javier, que se encargaron da programación e do cableado.

O brazo robot é Pedro Robot.

As pezas para o sensor de cor son unha adaptación dos deseños de Noa.
Ficheiros STL: SensorCor2-cilindro.stlSensorCor3-sensor.stl

O soporte para a pantalla LCD é un deseño do alumnado do curso pasado. STL en thingiverse

 

O curso que vén haberá que montar unha cadea de robots traballando de maneira coordinada. Vai?…

Brazo robot con sensor de cor

Este curso a ver se somos quen de poñer a funcionar o brazo robot do curso pasado. Chegara a funcionar clasificando pezas brancas e negras, pero os últimos días de curso empezou a fallar. O problema foi que no conector dun dos servos o pin de alimentación e o pin de sinal estaban curtocircuitados , polo que entraba alimentación á placa a través do servo e facía que funcionase mal. Agora xa está arranxado.

Hai un novo modelo de brazo robot sinxelo que circula por internet e que ten boa pinta: Pedro Robot. A ver se o imprimimos para poñelo tamén a clasificar pezas de forma automática.

[MeArm programado no curso 16/17. tecnoloxia.org]

[Pedro Robot By hackaday.io]?

Este curso engadiremos un sensor de cor para poder distinguir entre pezas de diferentes cores, e non só brancas e negras. Aquí tedes información sobre o funcionamento dun sensor de cor TCS3200.

[TCS3200 tecnoloxia.org CC By-SA]

A ver o que sae!…

Luvas tradutoras da linguaxe de signos

SignAloudUn dos problemas das persoas xordomudas é que a maioría da poboación descoñece a linguaxe de signos, o que dificulta moito a comunicación fóra do ámbito no que se moven. Unha magnífica solución vén da man duns estudantes da Universidade de Washington: Deseñaron unhas luvas capaces de traducir os movementos das mans en palabras emitidas a través dun altofalante.

A súa invención, SignAloud, consiste nun par de luvas equipadas con sensores e unha controladora que se encargan de rexistrar datos de posición e movemento das mans. Estes datos son enviados vía Bluetooth a un ordenador central, que busca a relación entre eses datos e un xesto concreto. No caso de atopar coincidencia, emite a través dun altofalante a palabra ou frase asociada.

Aquí tendes un vídeo onde se ve como funciona:
[youtube: SignAloud: Gloves that translate sign language to voice]

Non é a primeira vez que se desenvolven unhas luvas coa mesma finalidade. Hai tempo que se está investigando en diferentes prototipos, non exentos de problemas coma o peso, escasa ergonomía, problemas na asociación dos xestos cos rexistros de datos, adaptación aos diferentes idiomas, etc. A misión é facer un dispositivo lixeiro e ergonómico que se poida utilizar de forma cotiá, como poden ser os lentes de contacto ou os audiófonos, facilitando a vida das persoas e eliminando barreiras de comunicación.

Unha estupenda idea! Agardaremos velo dentro de pouco como algo habitual entre as persoas xordomudas.

E se queredes saber como se traduce unha palabra ou frase en castelán á linguaxe de signos, tamén temos ferramentas en liña que nos facilitan a tarefa, coma por exemplo Signslator. Non está de máis aprender algunhas palabras.…

Termografía: visualizando a temperatura.

camara_termograficaA termografía é unha técnica que permite medir e visualizar temperaturas de superficie con precisión e sen necesidade de contacto físico co obxecto a estudar.

Todo obxecto emite radiación infravermella cunha lonxitude de onda que depende da temperatura á que se atopa.  O ollo humano non é capaz de “ver” esta radiación, pois sae fóra do rango visible, polo que necesitamos algún instrumento que sexa capaz de traducir as lonxitudes de onda do espectro infravermello en lonxitudes de onda do espectro visible (cores) e en valores de temperatura. Disto encárganse as cámaras termográficas.

No seguinte vídeo o protagonista filmouse cunha cámara térmica de alta resolución para mostrar a rapidez coa que a superficie do noso corpo perde calor cando se expón ao frío. Observa as variacións da cor na pel.

[youtube: Shirtless Heat Loss Experiment In Freezing Conditions]

sensor_bolométrico3No interior dunha cámara termográfica temos un detector sensible á radiación infravermella. A radiación IR faise converxer por medio da óptica sobre o detector IR (microbolómetro), que está composto por unha matriz fotosensible de píxeles. En cada un dos píxeles da matriz a radiación IR produce unha resposta eléctrica (cambio de resistencia e de tensión). Ese sinal é lido polos elementos electrónicos da cámara, que converten estes datos nunha imaxe na pantalla e nun valor de temperatura.

sensor_bolométrico(imaxe de gisiberica.com)

As aplicacións son múltiples e diversas: Localización de avarías, eficiencia enerxética en edificios, diagnóstico en medicina, detección de fallos en instalacións eléctricas e mecánicas, etc.

Estas son as imaxes que nos tomaron na visita á ETS de Minas da Universidade de Vigo (En orde: 4ºESOA, 4ºESOB, 1ºBachB, 2ºBachB)

4ESO-A 4ESO-B

1BACH 2BACH

Aquí tendes outros vídeos nos que nos falan da termografía e das súas aplicacións:

[youtube: Ver a temperatura]

termografiaMinas
[tv.uvigo: Eficiencia enerxética e termografía]