Descripción ADM
Un potenciómetro es, simplemente, un mecanismo para proporcionar una resistencia variable. Son una resistencia fija de un valor dado y un mecanismo que permita deslizar un dial conductor sobre esa resistencia, que nos permita tomar una parte de ese valor.
Por eso un potenciómetro siempre tiene 3 pines en fila. Los del extremo se comportan como una resistencia del valor de fondo de escala del potenciómetro, y un pin central que va tomando valores de resistencia en función del movimiento que hagamos con el ajuste.
Vamos a montar un circuito como este (en el que el potenciómetro esta rotulado Pot1):
Un potenciómetro es, simplemente, un mecanismo para proporcionar una resistencia variable. Son una resistencia fija de un valor dado y un mecanismo que permita deslizar un dial conductor sobre esa resistencia, que nos permita tomar una parte de ese valor.
Por eso un potenciómetro siempre tiene 3 pines en fila. Los del extremo se comportan como una resistencia del valor de fondo de escala del potenciómetro, y un pin central que va tomando valores de resistencia en función del movimiento que hagamos con el ajuste.
Vamos a montar un circuito como este (en el que el potenciómetro esta rotulado Pot1):
Componentes
La placa de arduino
La placa de arduino
1 potenciómentro de 100K
Protoboar y cables para las conexiones y el cable USB para conectar el arduino al ordenador, que a su vez nos servira de alimentación.
Esquema
La idea es conectar 5V y GND a los extremos del Potenciómetro (no importa cual es uno y otro) y luego conectar el pin a la entrada analógica A5 de arduino
De este modo cuando giremos el potenciómetro estaremos modificando la tensión que aplicamos a la entrada analógica A5
Arduino y las entradas analógicas
Con Arduino hemos visto que podemos influir en el mundo exterior aplicando salidas todo / nada en los pines digitales y también que usando PWM podemos simular bastante satisfactoriamente señales analógicas en algunos de esos pines.
También hemos visto cómo detectar pulsaciones de botones, definiendo como entradas los pines digitales. Pero en muchas ocasiones los sensores que usamos para supervisar el mundo exterior, nos entregan una señal analógica. Es el caso de los sensores de temperatura o distancia, de presión o PH, de intensidad de corriente en un circuito o de caudal de agua en una tubería.
Para leer este tipo de señales continuas necesitamos un convertidor analógico a digital (o ADC por sus siglas en ingles) y que nos permite leer el valor de una señal analógica en un momento dado.
Estos convertidores toman una muestra del valor actual de la señal y nos entregan su valor instantáneo, medido en Voltios.
Mediante la lectura repetida de muestras a lo largo del tiempo podemos reconstruir la señal original con mayor o menor precisión, dependiendo de la exactitud de nuestra medida y de la velocidad a la que pueda tomar esas muestras.
Arduino UNO dispone de seis convertidores analógico a digital, nominados de A0 hasta A5, rotuladas como ANALOG IN:
Montaje
Veamos cómo usar las entradas analógicas con un circuito como este, en el que damos tensión a los extremos de un potenciómetro y conectamos el pin central (el variable) a la entrada de la puerta A5 de Arduino:
Parece buen momento para destacar que los convertidores ADC leen valores de tensión y no resistencia, por lo tanto, lo que vamos a leer es la caída de tensión en el potenciómetro a medida que giramos el ajuste.
La primera curiosidad es que no necesitamos declarar en el setup() que vamos a usar una puerta analógica. Y la segunda es que para tomar una muestra (leer) del pin A5, usaremos la instrucción:
int val = analogicRead(A5);
Los convertidores de Arduino UNO y Mega son de 10 bits de resolución por lo que nos devolverá valores entre 0 y 210 = 1.024 para tensiones entre 0 y 5V. En cambio el Arduino DUE dispone de convertidores de 12 bits por lo que el valor de sus lecturas estará entre 0 y 1012 o sea 4.096, es decir tiene mejor resolución(pero sólo puede leer hasta 3,3V).
Asegúrate de no usar sensores que puedan dar más de 5V máximo (con Arduino UNO y Mega), ya que dañarías el chip principal de Arduino.
Código
Vamos a escribir un programa que lea el valor del pin A5 y lo envíe a la consola para que podamos visualizarlo.
USANDO LAS PUERTAS ANALÓGICAS
Prueba este programa:
void setup(){
Serial.beguin(115200);
}
void loop(){
int lectura = analogRead(A5);
Serial.println(lectura);
delay(200);
}
No puedo resistirme a proponeros esta prueba: Desconecta el potenciómetro de la puerta A5 y observa los resultados que arduino envía a la consola. ¿Porque salen esos valores?
Al no estar el A5 conectado a ninguna referencia válida, está flotando y los valores que captura son muestra de esa incoherencia. En realidad lo que está haciendo tu Duino es captar ruido aleatorio de radiofrecuencia e intentar darle sentido, pero lo tiene mal, como podeis ver.
No obstante en condiciones normales los valores que leerá seran relativamente bajos.¿Quieres que las oscilaciones crezcan en valor?. Fácil. Ponle una antena. Vale un simple cable de protoboard conectado desde el A5 a nada (O si coges el otro extremo entre los dedos, tu mismo haras de antena). Acabas de construir el receptor de Radio frecuencia mas inutil del mundo
Un último comentario
Decíamos en una sección anterior, que la fidelidad con que podemos muestrear una señal analógica dependía, básicamente, de la resolución de la muestra y de la velocidad a la que podíamos muestrear la señal (Sample Rate en inglés).
Ya dijimos que la familia Arduino, dispone de convertidores de 10 bits por lo que nuestra resolución es de 210 = 1.024 y en el caso del DUE de 212 = 4.096. Pero hasta ahora no hemos visto a qué velocidad podemos tomar muestras con nuestro Arduino. Vamos a comprobarlo, con este mismo circuito.
Tenemos una función llamada millis() que nos indica en milisegundos el tiempo transcurrido desde que iniciamos Arduino y la podemos usar para ver cuantas muestras podemos tomar por segundo.
void setup() {
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
unsigned long T;
int n = 0;
T= millis();
while(millis() <=T+1000){
analogRead(A5);
n++;
}
Serial.println(n);
}
Si corréis este programa en un Arduino UNO os dará, poco más o menos, un resultado de 8.940 muestras o lecturas por segundo. No está mal.
Es adecuado para muestrear señales que no varíen demasiado rápido con el tiempo, como son casi todos los sensores habituales en la industria, pero que se quedará corto si queréis muestrear señales de audio.
Para jugar con audio es mejor usar un Arduino DUE. Tiene una velocidad de reloj 4 veces más rápida(os hará falta), capacidad de muestreo a velocidad de audio (40Khz) y auténticos convertidores DAC (digital to analog converters).
De hecho no es complicado aumentar la velocidad de muestreo hasta unas 20.000 muestras por segundo con un Arduino UNO, pero para eso tenemos que puentear Arduino y saltar a programar el chip interior Atmega 328. No es momento para ello, pero hay formas.
