SENSOR DE

INCLINACION


Inclinometro para LEGO Mindstorm NXT


down-verde-flecha

MATERIAL


1 Cable de conexión al NXT con uno de sus extremos con los cables pelados.

Cable de conexión blanco y negro.

Conectores para unir los cables anteriores.

Un soporte "sin soldadura" para ubicar los elementos.

1 resistencia de 2,2K

1 resistencia de 4,7K

Cable flexible.

1 Inclinómetro.


UN SENSOR ANTI-VUELCO


NOTA


Tienes un inclinómetro analógico (mide grados) complementario a este en la sección del sensor de luz. Es casero, casero y un poco aparatoso, pero funciona.


Otra opción muuuuucho más complicada de construir y de programar usa un Nunchuk de la Wii. Tienes un tutorial completo en "digitales" paso a paso, incluyendo la programación en NXT-G, aunque si no estás familiarizad@, no te resultará fácil.


DESCRIPCION DEL SENSOR


Más que un sensor anti-vuelco, será un sensor para detectar el vuelco, pero bueno, algún título había que poner.


Lo primero es conocer el sensor para saber cómo conectarlo. Como puedes ver en las imágenes, consta de dos patitas y una carcasa central dorada bastante fea, por cierto.


En su interior tiene una bolita metálica que puedes escuchar si lo mueves. Cuando se inclina hacia un lado, la bolita hace contacto entre el cuerpo central y la patita de ese lado. Y si lo inclinas hacia el otro lado, hará contacto la carcasa central con la otra pata.


Es decir, es el cuerpo central el que contacta con una u otra pata, nunca con las dos a la vez. De esta configuración se deduce que una pata nunca conducirá la corriente hacia la otra pata.


Si lo piensas, es como tener 2 pulsadores dentro del inclinómetro, de forma que sólo cierra el circuito uno u otro, según la posición.Una cuestión a destacar de este inclinómetro es que es difícil equilibrar la bolita en el medio, de forma que no haga contacto con ninguna de las dos patas.


Esto quiere decir que aunque esté completamente plano, es fácil que la bolita se haya quedado en un extremo y nos de señal. Ya veremos cómo arreglarlo.


Como habrás podido deducir, este sensor NO nos da una señal continua de posición como el inclinómetro comercial del NXT. Simplemente nos dará una "señal de contacto" en el momento en el que se incline lo suficiente. Para eso tienes la alternativa citada al principio. Teniendo todo esto claro, la forma de conectarlo ya es fácil.


Necesitamos un cable con el que conectar el cuerpo central. Pelas uno de los extremos algo más largo y divides en 2 el manojo de cables, como en la foto.


Cable e inclinometro para LEGO Mindstorm NXT c1557

Y ahora simplemente lo "anillas" todo lo fuerte que puedas al cuerpo del sensor. Para fijarlo de forma definitiva, podrías ponerle una gotita de pegamento.


Inclinometro conectado para LEGO Mindstorm NXT

MONTAJE


Como se deduce de lo explicado, el cable verde conectado al cuerpo central será común a todas las conexiones para cerrar el circuito. O sea, el circuito se cerrará entre la pata que sea y el cable verde, el que se conecta al cable blanco del NXT.


Empezaremos con un circuito que tiene poca utilidad, pero que nos servirá para entenderlo y comprobar su buen funcionamento. Luego será muy fácil completarlo.


1. Pincha el inclinómetro. Asegurate de que quede perfectamente horizontal , y no como la foto, que ha quedado algo torcida.

2. Conecta cada una de las patas con 2 cables al cable negro del NXT.

3. Conecta el cable verde, el de la carcasa central, al cable blanco del NXT.


Foto montaje inclinometro para LEGO Mindstorm NXT c1564

Circuito Inclinometro LEGO Mindstorm NXT

Ahora ya podemos poner en marcha el programa para medir el RAW. Si no lo tienes disponible, lo puedes encontrar en la sección de Un Sensor de Contacto.


El valor oscilará entre 1023 con sensor "en plano" y 0 cuando se inclina sobre cualquier lado. Si juegas un rato, podrás comprobar que no es sencillo mantenerlo equilibrado, o sea, que montado así no es precisamente fiable.


Añadiendo una resistencia.


Tal como está montado, no tenemos forma de distinguir sobre qué lado se ha inclinado, ya que en ambos nos da la misma señal. ¿Forma de arreglarlo? Pues añadiendo una resistencia en uno de los extremos para que haga de "chivato", como con los pulsadores. Pondremos la de 4,7K por ejemplo.


Foto inclinometro y resistencia LEGO Mindstorm NXT

Ahora, cuando lo inclines a un lado, marcará 330, y cuando lo inclines al otro, 0. Cuando consigas que la bolita esté en el medio, sin contactar con ningún extremo, marcará 1023. Acabas de construir el sensor para detección de vuelco. Simplemente hay que ponerlo vertical y ya está.


Te sugiero que lo pongas en vertical por el extremo en el que marque 330, ya que variará algo (329-330). Pero cuando le des la vuelta, marcará cero con claridad, sin fluctuación. Si marca cero... tu vehículo se ha quedado panza arriba.


PROGRAMA


El programa puede ser una simple variación del que ya vimos en el sensor de luz ambiente. Era este:


Programa inclinometro icono compare LEGO Mindstorm NXT

La variación es la siguiente. En el icono "compare" (círculo verde en la imagen), seleccionas "Equals" (iguales), y donde está escrito el 600, en la B, pones 0. Cuando el vehículo circule normalmente, el valor será en torno a 330 y por tanto la comparación será falsa (no es cero que es lo que hemos escrito en la casilla B).


El programa realizará la acción del camino inferior, en este caso presentará una cara triste. Si le das la vuelta, marcará cero, se cumplirá la condición del "compare" y el programa irá por arriba, presentando una cara alegre.


UN SENSOR DE INCLINACION


MATERIAL


A lo anterior añadimos un inclinómetro adicional y la resistencia de 2,2K.


DESCRIPCION


Ahora que ya sabes cómo funciona el sensor y cuales son las limitaciones, podemos pensar en construir uno que nos detecte los movimientos laterales, y no sólo cuando vuelca.


La limitación que debemos superar es que la bolita del interior no se queda estable y centrada indicando que está horizontal, de forma que no nos podemos fiar.


En el caso que acabamos de ver, el problema desaparecía al estar la bolita siempre conectada sobre uno de los extremos. Esa es la clave para solucionarlo. El "precio" que hay que pagar es que necesitaremos 2 inclinómetros en lugar de 1.


MONTAJE


Pincharemos el primer inclinómetro...inclinado. Hacia un lado, el que quieras. Y el otro inclinómetro, también inclinado, justo hacia el lado contrario. El grado de inclinación que le des será fundamental, y eso sí, debe ser la misma en ambos sensores. Cuanto más inclinado lo montes, más tendrás que inclinarlo luego para que salte la alarma. La cosa puede quedar así:


Foto 2 inclinometros y resistencias LEGO Mindstorm NXT c1570

Circuito dos inclinometros y resistencias LEGO Mindstorm NXT

Los cables verdes, los que vienen de la carcasa, conectan al blanco del NXT. Las dos resistencias, al negro del NXT por un lado y por el otro, al lado más bajo del inclinómetro. El otro extremo del inclinómetro, el más alto, se queda sin conectar. Móntalo así para luego obtener los mismos valores. Vale, ya lo tenemos montado. Ahora, LE DAS LA VUELTA Y LO APOYAS CONTRA LA PARED.


Foto montaje 2 inclinometros y resistencias LEGO Mindstorm NXT c1572

Ya podemos medir medir ahora el RAW para poder programar adecuadamente. Al aplicarlo, aparece lo esperado: 330 al inclinarlo hacia un lado y 185 al inclinarlo para el otro. 1023 si lo djamos apoyado en la pared.


No ha quedado una pata libre por sensor, lo que equivale a 2 interruptores desperdiciados. ¿No podríamos eliminar uno de ellos y aprovechar esas dos patas sin conectar?. Ummm, creo que eso lo dejo para tu experimentación.


PROGRAMA


El programa que utilizamos en la sección de Dos Sensores de Contacto nos vale, ajustando los valores de RAW de las resistencias que estamos gastando ahora. Si tienes problema con la configuración, valor por defecto, etc, allí está todo explicado.


Los valores deberían ser 330, 185 y 1023 por defecto. Si quieres pulir el programa, amplía algunas pestañas con los valores que aparecen de forma esporádica como 329, al menos en mi caso con las resitencias que he usado. Te dejo el programa que hicimos para que lo modifiques.


Programa 2 iclinometros para LEGO Mindstorm NXT

USOS


El uso más evidente es detectar una inclinación excesiva del vehículo sobre ambos laterales, izquierdo o derecho, sabiendo cuál es cuál por el valor del RAW. Y si lo montamos paralelo al eje del coche, detectaremos si nos acabamos de meter en una pendiente demasiado empinada o si vamos bajando un puerto demasiado vertical. El "cabeceo" por llamarlo de alguna forma.


Para ajustar los grados a los que salte la "alarma" sólo hay que cambiar la inclinación del sensor sobre la placa (el "Board"). Si separas las patas del inclinómetro, o subes o bajas sus extremos, cambiará la inclinación.


PROYECTO: UN INCLINOMETRO DE 3 EJES


Este proyecto no lo he probado, así que si lo montas, ya me contarás. Si quieres dos sensores de inclinación, el lateral y el de cabeceo, más el vertical de vuelco que hemos construido al principio, habrás sumado 5 inclinómetros. Una forma posible de montarlos sería sobre un dado de cartulina. Construyes el dado más o menos así:


dado

Cada raya negra es un inclinómetro. Al cerrarlo, quedarán cruzados como en el montaje que hemos hecho: los amarillos serán los sensores laterales y los rojos los de cabeceo. Pinchando con cuidado la cartulina, podemos inclinarlos a conveniencia.


Por último, y por la parte interior del cubo, alojaremos el sensor de detección de vuelco. Pincharemos los extremos en los cuadros verdes, sobre el puntito. Sacaremos los cables por cualquier agujerito.


Este cubo de cartulina se puede esconder en el interior de alguna parte del vehículo. Un detalle: deberás encontrar nuevas resistencias para que no hayan dos iguales y saber hacia dónde se inclinó el vehículo. Cuatro resistencias más el cero supongo que serán suficientes (2,2K, 4,7K, 6,8K, 8,2K) pero insisto que no he probado.


Te avanzo al menos una sorpresa que seguro te llevas (bueno, ahora ya no): si lo inclinas hacia adelante y a la vez hacia un lado, sumarás los valores de las resistencias, con lo que el número de casos posibles a programar, aumentará bastante. Ya me dirás si es posible el montaje.


up-verde-flecha
Sensor de conductividad
Balanza
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