Sensores LEGO Mindstorm. Ejemplos.

1. Sensores

2. Sensor de contacto
¿Qué es el sensor de contacto?
El sensor de contacto es un botón
de color naranja que opera en
función de la presión.
Es utilizado para detectar objetos
que interfiere con la trayectoria de
un robot o deben ser detectados
para realizar una acción
determinada.
Es el sensor más simple porque su
lectura está limitada a estar o no
presionado.

3. Sensor de contacto
Cuando el sensor está presionado la lectura es 1, y 0
cuando no está presionado.
Frecuentemente se usa en bloques de repetición (Loops) y
en función de espera.
El sensor tiene tres comandos de acción:
 Presionado
 Liberado
 Chocado

4. Sensor de contacto
El sensor de contacto utiliza en cuatro bloques
diferentes:
1. Repetición (Loops)
2. Espera
3. Bloque Sensor de contacto
4. Bifurcación

5. Sensor de contacto
Repetición
Espera
Bloque Bifurcación

6. Sensor de contacto
Ejercicio Contacto

7. Sensor de Ultrasonido
El sensor de ultrasonido permite al robot “ver” y
reconocer objetos, eludir obstáculos, medir
distancias, y detectar movimientos.
El sensor emite un sonido y mide el tiempo que la
señal tarda en regresar, para luego calcular la
distancia, a la cual se encuentra el objeto u
obstáculo. Es el mismo principio utilizado por los
murciélagos y el sonar de las naves, tiene una rango
de 0 a 255 cm con una precisión de +/- 3 cm.

8. Sensor de Ultrasonido
El sensor de Ultrasonido, al igual que el sensor de
contacto, utiliza en cuatro bloques diferentes:
1. Repetición (Loops)
2. Espera
3. Bloque Sensor de contacto
4. Bifurcación

9. Repetición
Espera
Bloque Bifurcación
Sensor de Ultrasonido

10. Sensor de Ultrasonido
Ejercicio Ultrasonido 1:

11. Sensor de Ultrasonido
Ejercicio Ultrasonido 2:

12. Sensor de luz
Los sensores de luz o fotoeléctricos son
dispositivos electrónicos que responde al
cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores
requieren de un componente emisor que genera
la luz, y un componente receptor que “ve” la luz
generada por el emisor. Están diseñados
especialmente para la detección, ausencia,
clasificación y posicionado de objetos; la
detección de formas, colores y diferencias de
superficie, incluso bajo condiciones ambientales
extremas.

13. Sensor de luz
Esquema de un sensor de luz

14. Sensor de luz
Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de
luz y producir una señal de salida representativa
respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor
de luz incluye un transductor fotoeléctrico para
convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir
electrónica para condicionamiento de la señal,
compensación y formateo de la señal de salida.
El sensor de luz más común es el LDR -Light
Dependant Resistor o Resistor dependiente de la
luz. Un LDR es básicamente un resistor que cambia
su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz.

15. Sensor de luz
Diagrama emisor-receptor

16. Sensor de luz
Tipo Barrera:
Las barreras tipo emisor-receptor están
compuestas de dos partes, un componente que
emite el haz de luz, y otro componente que lo
recibe. Se establece un área de detección donde
el objeto a detectar es reconocido cuando el
mismo interrumpe el haz de luz. Debido a que el
modo de operación de esta clase de sensores se
basa en la interrupción del haz de luz, la
detección no se ve afectada por el color, la
textura o el brillo del objeto a detectar. .

17. Sensor de luz
Tipo Barrera:

18. Sensor de luz
Tipo Reflex:
La luz infrarroja viaja en línea recta, en el
momento en que un objeto se interpone el haz
de luz rebota contra este y cambia de dirección
permitiendo que la luz sea enviada al receptor y
el elemento sea sensado, un objeto de color
negro, según condiciones ambientales, es
detectado con valor mínimo, o no detectado
debido a la absorción de la luz y no generaría
cambios en la lectura del sensor.

19. Sensor de luz
Tipo Reflex:

20. Sensor de luz
Las lecturas predeterminadas del sensor de luz
van de 0 a 1023; esto significa que el sensor bajo
una tensión inicial tiene una lectura de 0, ante la
emisión de luz, posteriormente el reflejo es
percibido por el receptor (fototransistor) con
una lectura de 1023 con una tensión final (varía
según el tipo de sensor). Es decir, la respuesta
del sensor está dada por la variación en el
voltaje de salida al recibir al reflejo de luz.

21. Sensor de Luz
Este sensor le permite a nuestro robot distinguir
entre luz y obscuridad, midiendo la intensidad
de la luz le permite a nuestro robot "ver" en
blanco y negro.

22. Sensor de Luz
El sensor se puede usar en dos modos:
El primer modo detecta la luz del ambiente y se
puede usar para detectar si un cuarto tiene la
luz prendida o apagada, o la intensidad de la luz
que entra por la ventana dependiendo de la
hora del día o incluso para programar un robot
que siga una fuente de luz.

23. Sensor de Luz
En el segundo modo el mismo sensor emite una
luz y luego mide que tanto rebota o refleja esta
luz en las superficies. Este modo lo podemos
usar para diferenciar el brillo de los colores en
una superficie, justamente como el robot
seguidor de líneas de la clase anterior.
Es importante recordar que el sensor de luz
distingue los colores en una escala de grises.

24. El sensor de Luz, al igual que los anteriores sensores,
utiliza en cuatro bloques diferentes:
1. Repetición (Loops)
2. Espera
3. Bloque Sensor de contacto
4. Bifurcación
Sensor de Luz

25. Repetición
Espera
Bloque Bifurcación
Sensor de Luz

26. Calibrar sensores
A diferencia de los sensores de ultrasonido y
contacto, los sensores de luz y sonido requieren
ser calibrados para establecer un rango entre un
valor mínimo y un valor máximo.
Los valores preestablecidos son: 0 como mínimo
y 1023 como máximo. Sin embargo, estas
lecturas no se ajustan a los requerimientos del
robot y deben ser fijados usando: Calibrar
Sensores del menú Herramientas.

27. Calibrar sensores
Cómo calibrar el sensor de luz
Seleccionar la opción
Sensor de luz.
Seleccionar el puerto
de conexión.
Clic en Calibrar

28. Calibrar sensores
El programa descarga en el NXT un archivo de
nombre: Calibrate.
Ejecutar el archivo en el NXT y agregar las
lecturas mínimas y máximas.
Min. Value: se refiere a la lectura más baja, por ejemplo: una cinta de
color negro. Una vez puesto el sensor sobre la cinta presionar el botón
naranja del NXT.
Max. Value: se refiere a la lectura más alta, por ejemplo: una hoja de
color blanco. Una vez puesto el sensor sobre la hoja presionar el botón
naranja del NXT.
Para trabajar con los valores es preciso conectar el NXT a la PC y revisar la
lectura en la opción Calibrar Sensores.

29. Calibrar sensores
La nueva lectura será la misma que vimos en la
pantalla del NXT.
Ahora los valores que usará el programa serán
los ingresados a través de la calibración de
sensores.

30. Ejercicio Sensor de luz 1:
Sensor de Luz

31. Ejercicio Sensor de luz 2:
Sensor de Luz

32. Ejercicio Sensor de luz 2:
Sensor de Luz
Condición 1 Condición 2 Condición 3
Condición 4 Condición 5

33. Sensor de rotación
El sensor de rotación ya está incorporado en el
interior de los motores del NXT, con él podremos
medir exactamente, según la posición del eje del
motor, las vueltas (o grados) que ha girado. El
componente que permite realizar esta lectura
se denomina “encoder”.

34. Sensor de rotación
Un motor puede ser programado para moverse
30 grados, pero ¿cómo empieza y dónde acaba
realmente? Con este sensor incorporado es
posible medir con exactitud. Es decir, lo que
aporta este sensor es precisión. ¿Por qué?
Primero, porque se está midiendo. Y segundo,
porque si el robot realiza tareas repetitivas no
acumula los errores, ya que sólo se mueve los
grados indicados.

35. Sensor de rotación
Exterior de motor
Interior de motor
(sensor de rotación)

36. Sensor de rotación
El sensor de rotación permite medir distancias o
desplazamientos recorridos por el motor o por
el robot. Se pueden seleccionar grados o
rotaciones del motor para medir esas distancias.
Lo normal es que se necesite calcular el
perímetro de la rueda.
Con los bloques
"motor" o "move"
se manda la orden,

37. Sensor de rotación
El sensor de rotación tiene la siguientes
propiedades:
Puerto (A,B o C).
Acción (Read o Write).
Comparación (arriba o
abajo) de acuerdo a un
número rotaciones.

38. Sensor de rotación
En este ejemplo, el motor A avanza hacia
adelante, el sensor capta la rotación y detiene el
motor al llegar a una rotación de 180°.

39. Repetición
Espera
Bloque Bifurcación
Sensor de rotación

40. Sensor de rotación
Ejercicio: Calculadora (en la gráfica se muestra la
medición de una longitud).