Detectores de movimiento y actuadores lineales

Detectores de movimiento

Los detectores de movimiento, como sugiere su nombre, son sensores que se utilizan para detectar el movimiento. Se ven comúnmente en alarmas de seguridad y sistemas de iluminación activados por movimiento, pero se pueden usar junto con actuadores lineales para una amplia gama de aplicaciones interesantes. Una aplicación común de actuadores lineales y los detectores de movimiento que se utilizan juntos en casas encantadas para dar miedo. Pero juntos, los actuadores lineales y los detectores de movimiento también se pueden utilizar para una amplia gama de proyectos de domótica.

Detector de movimiento

Cuando piensa en detectores de movimiento, generalmente piensa en 2 tipos:

  • Infrarrojos pasivos - Que mide los cambios en el calor corporal (energía infrarroja) para detectar movimiento
  • Microonda - Que mide los reflejos de los objetos usando microondas para detectar movimiento

Estos dos tipos de detectores de movimiento son los más comunes, ya que se utilizan a menudo en aplicaciones como sistemas de seguridad. Sin embargo, hay muchos otros tipos de detectores de movimiento disponibles, incluidos sensores reflectantes de área, que utilizan luz inferida, sensores de vibración y sensores ultrasónicos [1]. Para su uso con aficionados y proyectos de bricolaje, el tipo de detector de movimiento más comúnmente disponible y utilizado es el sensor de movimiento de infrarrojos pasivos (PIR). Debido a esto, el resto de este blog se centrará en cómo usar un detector de movimiento PIR con su actuador lineal. Si bien cada tipo de sensor tendrá implementaciones diferentes, mucho de lo que se describe a continuación sobre cómo controlar un actuador lineal con un detector de movimiento será similar para todos los tipos de detectores de movimiento.

¿Qué pasa con los sensores de proximidad?

Los sensores de proximidad no son detectores de movimiento, ya que detectan la proximidad de un objeto en lugar de movimiento. Funcionalmente, un sensor de proximidad puede decirle qué tan cerca está un objeto del sensor si el objeto se está moviendo o no. Mientras que los detectores de movimiento, solo se activarán cuando haya movimiento, independientemente de qué tan cerca esté un objeto. Puede utilizar sensores de proximidad como detectores de movimiento, ya que la salida de los sensores de proximidad cambiará cuando un objeto o una persona se mueva frente al sensor. Aunque, los sensores de proximidad solo detectan qué tan cerca está el objeto más cercano al sensor, por lo que si algo se moviera detrás del objeto más cercano, el sensor de proximidad no detectaría este movimiento. Si bien es posible usar un sensor de proximidad como detector de movimiento, puede que no sea la mejor solución para su diseño.

Sensor de proximidad

Configuración de su detector de movimiento PIR

Si está buscando diseñar su propio robot de miedo de salto para Halloween o tiene otro proyecto sensible al movimiento en mente, querrá utilizar su detector de movimiento PIR como un interruptor de entrada para determinar cuándo debe moverse su actuador lineal. Para hacer esto, querrá hacer uso de un microcontrolador, como un Arduino, para leer la salida de su detector de movimiento PIR y para impulsar su actuador lineal. La salida del detector de movimiento PIR es similar a un simple botón pulsador, cuando hay movimiento, el sensor envía una señal o voltaje alto al microcontrolador y cuando no hay movimiento, envía una señal o voltaje bajo. Es posible que también desee probar su sensor PIR antes de instalarlo en su diseño, ya que algunos sensores PIR le permiten ajustar la sensibilidad del sensor para un mejor rendimiento.

Sensor PIR conectado a Arduino 

Como no sabrá cuándo alguien pasará por su detector de movimiento, deberá leer constantemente la salida del sensor PIR en el bucle principal de su código o puede utilizar interrupciones externas. Las interrupciones externas son pines del Arduino que detectan un cambio de voltaje y en nuestro caso se pueden usar para alertar al Arduino de que nuestro sensor PIR ha detectado movimiento. Dependiendo de su aplicación, cualquiera de los métodos para leer la salida del sensor PIR es factible, aunque este último se considera la mejor práctica, ya que garantiza que su código no perderá ningún movimiento detectado por el sensor PIR. Si planea usar una interrupción externa para detectar un cambio de su detector de movimiento, deberá consultar la hoja de datos de su Arduino para asegurarse de qué pines de su microcontrolador se pueden usar como pines de interrupción. De lo contrario, simplemente puede conectar la salida del sensor PIR a cualquiera de los pines de entrada digital del Arduino. El sensor PIR también deberá estar conectado a una fuente de alimentación adecuada y a una tierra común.

Actuador lineal controlado por movimiento

En los dos ejemplos siguientes, Arduino controla el actuador lineal usando un conductor del motor. Para aprender a manejar un actuador lineal con un controlador de motor u otros componentes intermedios, como relés, puedes consultar nuestra publicación en Cómo controlar un actuador lineal con un Arduino. Además, ninguno de los ejemplos siguientes utiliza un actuador lineal de retroalimentación o finales de carrera externos en su diseño, lo que le daría más control sobre su actuador que sin él. Si está interesado en cómo y qué opciones de comentarios están disponibles, puede consultar nuestra publicación sobre el tema Aquí.  

El ejemplo de código anterior muestra cómo configurar una interrupción en el IDE de Arduino donde la interrupción se activará en el borde ascendente del pulso de voltaje. Puede configurar su interrupción para que se active en diferentes puntos en un cambio de voltaje y debe consultar la hoja de datos de su microcontrolador para determinar las opciones disponibles. Una vez que haya identificado y seleccionado un pin de interrupción apropiado, el último aspecto que debe hacer para configurar su interrupción es escribir su rutina de servicio de interrupción. La rutina del servicio de interrupción es una función simple que el código ejecutará cada vez que se active la interrupción. En nuestro caso, nuestra rutina de servicio de interrupción motionDetector simplemente establece el indicador motionDetected en alto cuando se activa la interrupción.

Una vez que su Arduino haya leído la salida de su sensor PIR, ya sea usando una interrupción externa o simplemente leyendo la salida, la forma en que utilice esta retroalimentación para controlar su actuador lineal dependerá de su diseño y su aplicación. Como el sensor PIR solo proporciona una retroalimentación binaria, como un botón pulsador, el nivel de control sobre el actuador lineal será limitado. Una forma de controlar el actuador lineal con esta retroalimentación es decirle al actuador que se mueva siempre que se detecte movimiento, lo que podría ser útil en aplicaciones como saltos robóticos en una casa embrujada. El código anterior muestra cómo podría implementar este diseño. Una vez que el indicador de detección de movimiento se establece en alto, extendemos el actuador lineal hacia adelante y, después de 10 segundos, el indicador se restablece a bajo y el actuador se retrae para el próximo susto de salto. Como solo usamos el detector de movimiento para decirle al Arduino que hay alguien allí, usamos un temporizador para restablecer la bandera y esperamos a que pase la siguiente persona.

Otro método consiste en alternar entre las posiciones extendidas y retraídas del actuador lineal cada vez que se detecta movimiento, lo que puede ser útil en aplicaciones de domótica. La implementación de este enfoque se muestra arriba. En la rutina de servicio de interrupción, el movimiento de la banderaDetectado se alterna cada vez que el sensor PIR detecta el movimiento. Cuando el indicador se establece en alto, el actuador lineal se extiende y cuando el indicador se establece en bajo, el actuador se retrae. También hemos añadido otro indicador timerFlag que se utiliza añadir retardo de tiempo después de que se active el detector de movimiento PIR. Este indicador se fija ALTO cuando la interrupción se acciona primero y se envía solamente baja después del retardo de tiempo diseñado, que es un minuto en este ejemplo. También se utiliza para asegurarse de que el valor de la marca motionDetected no se alterna hasta después de este retraso de tiempo.

Referencia:

  1. Tross, K. (2019, octubre). La Guía para principiantes de sensores de movimiento. Obtenido de: https://www.safewise.com/resources/motion-sensor-guide/
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