Imagen del proyecto acabado
COMPONENTES DEL GRUPO
Lidia Sánchez Calvo
Ismael Peña Sánchez
Enrique José Guzmán de la Iglesia
DATOS
Universidad de
Salamanca
Máster de
Profesor de Educación Secundaria Obligatoria, Bachillerato, Formación
profesional y enseñanza de idiomas.
- Especialidad
en Tecnología 2018/2019
- Asignatura:
Innovación docente en la especialidad de Tecnología
CONTEXTO
Este proyecto
está pensado para ser realizado como proyecto final de la asignatura de
Tecnología en Educación Secundaria Obligatoria.
- Cursos: 4º
ESO de Académicas y 4º ESO de Aplicadas
- Bloques
con los que se relaciona: Bloque de electrónica y Bloque de control y
robótica
FUNCIONAMIENTO
Este
proyecto cuenta con tres partes diferentes:
Una
de ellas es el faro que tiene una LDR que captará la luz del sol, si es de
noche se encenderá un LED y un servo girará simulando el movimiento del faro.
En la función setup durante los primeros cinco segundos, se calibrará la LDR
para que los valores máximo y mínimo sean reales y no establecidos por el
programador.
Otra
parte del proyecto es un sensor de ultrasonidos que va a captar si algún barco
está próximo al muelle, si está a una distancia entre 10 y 26 cm un
piezoeléctrico emitirá un pitido de forma intermitente, mientras que si la
distancia del barco al sensor es menor a 10 el pitido sonará de forma continua.
La
última parte que tiene el proyecto es un control de aparcamiento. Este control
se ha simulado con tres sensores de ultrasonidos, una pantalla LCD y otro
Arduino. Los sensores están conectados al primer Arduino que recibirá la señal
de estos y la procesará. Cuando este note que una plaza ha sido ocupada o
vaciada mandará una señal al otro Arduino que la procesará y mostrará el cambio
en la pantalla LCD sumando uno al número de plazas si alguna ha sido vaciada o
restando uno en el caso de que una plaza haya sido ocupada.
Las
dos placas están comunicadas por el protocolo de comunicación serie I2C, para
ello se han unido los pines analógicos 4 y 5 y las dos tierras. Se ha tenido
que utilizar dos Arduinos, porque el primero no tenía suficientes pines
digitales para poder conectar todos los sensores y actuadores necesarios.
MÁS FOTOGRAFÍAS DEL
PROYECTO
VÍDEO
ESQUEMA DEL CIRCUITO REALIZADO
CON FRITZING
SERVO, LED, LDR Y SENSORES ULTRASONIDOS
PANTALLA LCD
COMUNICACIÓN ENTRE LAS PLACAS
MATERIALES UTILIZADOS
- Arduino
Uno
- Arduino
Duemilanove
- 2 placas
protoboard
- 1
piezoeléctrico
- 1 LED
amarillo
- 1
servomotor
- 1 condensador
de 100 µF
- 4 sensores
de ultrasonidos
- 1 LDR
- 1 pantalla
LCD
- 2
resistencias 220 Ω
- 1
resistencia 1 kΩ
- 1
resistencia 10 kΩ
- Cables
para el montaje de los circuitos
Materiales
utilizados para la maqueta:
- 1 caja de
cartón
- 1 rollo de
papel de cocina
- Parte
superior de una botella
- Pinturas
- Pegamento
- Cinta
adhesiva
- Cartulina
- Goma
elástica
CÓDIGO FUENTE
/* PROYECTO FARO */
#include <Servo.h>
#include <pitches.h>
#include <Wire.h>
/* Ismael Peña Sánchez
Lidia Sánchez Calvo
Enrique José Guzmán de la Iglesia
*/
/*En esta primera parte del proyecto se encuentran declarados todos
los pines que se van a utilizar, las variables auxiliares y un objeto
de la clase Servo que va a controlar el servo que simulará el faro.*/
Servo faro;
const int pinLED = 2;
const int pinZumbador = 7;
int sensorluz = A0;
int valorsensor = 0;
int sensorLow = 1023;
int sensorHigh = 0;
int angulo = 0;
boolean flag = true;
unsigned long pulso;
long distancia;
unsigned long pulso_1;
long distancia_1;
unsigned long pulso_2;
long distancia_2;
unsigned long pulso_3;
long distancia_3;
boolean flag_1 = true, flag_2 = true, flag_3 = true;
int trig = 8;
int echo = 9;
int plaza_1 = 3;
int plaza_2 = 5;
int plaza_3 = 11;
int trig_plaza1 = 4;
int trig_plaza2 = 10;
int trig_plaza3 = 12;
void setup() {
//Utilizando la clase Wire se dice que se van a utilizar dos
//arduinos conectados de forma común
Wire.begin();
//El servo va a estar situado en el pin número 6
faro.attach(6);
//Se incia el puerto serie
Serial.begin(9600);
//Se pone como pines de salida el LED que simulará la luz del faro
pinMode(pinLED, OUTPUT);
//y el zumbador que simulará la alarma
pinMode(pinZumbador, OUTPUT);
//A continuación, se han declarado los pines que se utilizarán
//en los sensores de ultrasonidos, poniendo el pin trig como salida
//y el pin echo como entrada
pinMode(trig, OUTPUT);
pinMode(echo, INPUT);
pinMode(trig_plaza1, OUTPUT);
pinMode(plaza_1, INPUT);
pinMode(trig_plaza2, OUTPUT);
pinMode(plaza_2, INPUT);
pinMode(trig_plaza3, OUTPUT);
pinMode(plaza_3, INPUT);
//Durante 5 segundos se va a calibrar la LDR
while (millis() < 5000) {
valorsensor = analogRead(A0);
if (valorsensor > sensorHigh) {
sensorHigh = valorsensor;
}
if (valorsensor < sensorLow) {
sensorLow = valorsensor;
}
}
}
void loop() {
//Con la llamada a esta función se controlorá si el motor
//girará o no y si el LED estará encendido o no
controlFaro();
//Con esta función se va a gestionar la alarma del faro
alarmaFaro();
controlFaro();
//Llamando a esta última función se controlorá el número de
//plazas que quedan libres en el puerto
plazas();
}
void controlFaro(){
//Al comienzo se lee la LDR que indica si es de día o de noche
valorsensor = analogRead(sensorluz);
//Una vez leído el valor lo escribimos en el puerto serie
Serial.print("LDR: ");
Serial.println(valorsensor);
//Si el valor del sensor es menor de 500, se supone que es de noche
if(valorsensor<=500) {
/*Este if se utiliza para saber si el motor tiene que girar
a la izquierda o a la derecha
Mientras que el motor no llegue a los 180 grados, este irá
sumando grados hasta llegar al máximo.
Cuando llegue el flag se pone a false, para que empiece a girar
en el otro sentido*/
if(flag){
angulo += 2;
if(angulo == 180) flag = false;
}
else{
angulo -= 2;
if(angulo == 0) flag = true;
}
/*Una vez que se ha calculado el ángulo del motor, se le pasará
a este para que se sitúe en esa posición*/
faro.write(angulo);
//Se enciende el LED
digitalWrite(pinLED, HIGH);
//Se hace una pequeña pausa para que el motor puede girar de forma correcta
delay(30);
}
//Si es de día, la luz tiene que estar apagada
else digitalWrite(pinLED, LOW);
}
void alarmaFaro(){
//Lo primero que se hace es lanzar un pulso desde el sensor de ultrasonidos
//Para ello, se activa el trigger, se espera 10 microsegundos y se desactiva
digitalWrite(trig, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig, LOW);
//A continuación, con la función pulseIn se mide el pulso de salida en microsegundos
pulso = pulseIn(echo, HIGH);
//Con esta función, transformamos los microsegundos en centimetros
/*La velocidad del sonido a 20º es de 340m/s
29 microsegundos por cm
la señal va y vuelve por la misma distancia
por lo tanto, la distancia a la que se encuentra el objeto es la mitad de la distancia recorrida*/
distancia = pulso/29/2;
//Si la distancia está entre 26 y 10 suena un pitido de forma intermitente para avisar
//a la gente que hay un barco cerca
if (distancia<=26 && distancia>10){
tone(pinZumbador, NOTE_D6, 500);
delay(600);
}
//Si la distancia es menor de 10, el pitido suene de forma continua
else if (distancia <10) {
tone(pinZumbador, NOTE_D6, 500);}
//Finalmente, se imprime la distancia en el puerto serie
Serial.print("Distancia puerto: ");
Serial.println(distancia);
}
void plazas(){
//Cada plaza de aparcamiento tiene un sensor de ultrasonidos diferente
//El proceso para calcular la distancia es el mismo que en la función anterior
digitalWrite(trig_plaza1, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig_plaza1, LOW);
pulso_1 = pulseIn(plaza_1, HIGH);
distancia_1 = pulso_1/29/2;
digitalWrite(trig_plaza2, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig_plaza2, LOW);
pulso_2 = pulseIn(plaza_2, HIGH);
distancia_2 = pulso_2/29/2;
digitalWrite(trig_plaza3, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig_plaza3, LOW);
pulso_3 = pulseIn(plaza_3, HIGH);
distancia_3 = pulso_3/29/2;
//Una vez calculadas, se muestran en el puerto serie
Serial.print("Distancia 1: ");
Serial.println(distancia_1);
Serial.print("Distancia 2: ");
Serial.println(distancia_2);
Serial.print("Distancia 3: ");
Serial.println(distancia_3);
//Si la distancia del sensor 1 es menor de 5, quiere decir que hay un
//barco dentro de esa plaza
if(distancia_1<5){
//Se utiliza un flag para mandar la señal al otro arduino solo cuando cambie de estado
//Si no se utilizara ningún flag, cada vez que se hiciera una nueva lectura con un
//barco en el muelle se indicaría al otro arduino que hay una plaza menos
if(flag_1){
//Para comenzar la transmisión, se indica al número de arduino que se va a transmitir
Wire.beginTransmission(8);
//A continuación se envia la información, en este caso un 1 para indicar que tiene
que restar una plaza
Wire.write(1);
//Finalmente, se termina la transmisión
Wire.endTransmission();
//El flag utilizado se tiene que poner a false para que no vuelva a entrar aquí hasta
que se haya ido el barco
flag_1=false;
}
}
//Si la distancia del sensor es mayor que 5, quiere decir que no hay un barco en este muelle
else {
//Si el flag está desactivado quiere decir que el barco se acaba de ir y se puede mandar
//al otro arduino la información
if(!flag_1){
//La transmisión de información es igual que en el caso anterior
//a excepción de que se transmite un cero en lugar de un uno
//Un cero quiere decir que una plaza se ha quedado vacía
Wire.beginTransmission(8);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission();
//El flag que controla este muelle se pone a true para indicar que el muelle
se ha quedado vacío
flag_1=true;
}
}
//El control de los otros muelles se realiza de la misma forma que en el muelle uno.
if(distancia_2<5){
if(flag_2){
Wire.beginTransmission(8);
Wire.write(1);
Wire.endTransmission();
flag_2=false;
}
}
else {
if(!flag_2){
Wire.beginTransmission(8);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission();
flag_2=true;
}
}
if(distancia_3<5){
if(flag_3){
Wire.beginTransmission(8);
Wire.write(1);
Wire.endTransmission();
flag_3=false;
}
}
else {
if(!flag_3){
Wire.beginTransmission(8);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission();
flag_3=true;
}
}
}
Código Pantalla LCD
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Wire.h>
/* Ismael Peña Sánchez
Lidia Sánchez Calvo
Enrique José Guzmán de la Iglesia
*/
//Al principio se declara un objeto de la clase LiquidCrystal con los pines que se van a utilizar
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
int i=0;
//Esta variable sirve para guardar el número de plazas que hay en el muelle
int numPlazas = 3;
void setup() {
//Se comienza indicando el número identificativo que va a tener este arduino
Wire.begin(8);
//Se inicia el puerto serie
Serial.begin(9600);
//Con esta línea se indica que función va a gestionar las excepciones que reciba
Wire.onReceive(receiveEvent);
//Una vez registrado el evento, se inicia la pantalla LCD con 16 columnas y 2 filas
lcd.begin(16, 2);
//A continuación, se pone en la pantalla el mensaje Bienvenido en la primera línea
lcd.print("Bienvenido");
//En la segunda fila se pone el mensaje Plazas: y el número de plazas que hay disponibles
//para ello se introduce el contenido de la variable numPlazas
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Plazas: ");
lcd.setCursor(8, 1);
lcd.print(numPlazas);
}
void loop() {
//En este arduino la función loop no va a hacer nada
}
void receiveEvent(int howMany) {
//Para comenzar se sitúa el cursor en el lugar donde está el número de plazas libres
lcd.setCursor(8, 1);
//En la variable x se guarda el número que ha mandado el otro arduino
int x = Wire.read();
//A continuación, se escribe el valor en el puerto serie
Serial.println(x);
//Si es un cero, quiere decir que ha quedado una plaza vacía y se suma uno al número de plazas
if(x==0){
numPlazas++;
}
//Si es un 1, quiere decir que ha quedado una plaza menos, por lo que hay que restar uno a las plazas
else{
numPlazas--;
}
//Finalmente, se imprime el número de plazas en el pantalla y en el puerto serie
Serial.println(numPlazas);
lcd.print(numPlazas);
}
Imagen de Pixabay
