Luces de Seguridad: Armado y Programación - Parte 1


Es posible hacer circuitos secuenciales con microcontroladores PICAXE, de modo que éstos realicen diferentes motivos. Uno de los sistemas de luces más requeridos es, sin dudas, aquél que puede emplearse como sistema de seguridad o baliza, ya sea cuando un vehículo está en emergencia o cuando una persona se decide a correr. En esta nota les mostramos cómo trabajar con PICAXE casi “desde cero”, de modo que no tenga inconvenientes en el armado del prototipo. El proyecto fue tomado del tomo 7 de la Colección Club Saber Electrónica.

Desarrollo

La figura del “copete” muestra un juego de luces triangular de seguridad que puede acoplarse a un cinturón o a un bolso. La misma puede ser utilizada por personas que estén caminando o montando bicicleta en carreteras oscuras para advertir a los conductores sobre su presencia.
La luz de seguridad funciona mediante el encendido y apagado de LEDs de alta intensidad de luz. El microcontrolador es el “cerebro” de la luz de seguridad.
Diseñar y construir una luz de seguridad para peatones ó ciclistas resulta muy fácil si se siguen los pasos que damos a continuación. La luz de seguridad debe programarse para encender y apagar LEDs de alta intensidad. Las especificaciones del diseño son las siguientes:

1. El diseño utilizará un microcontrolador PICAXE-08 como su cerebro controlador.
2. El diseño incluirá 3 LEDs de alta intensidad.
3. El diseño será capaz de opcionalmente reaccionar a cambios en los niveles de luz.

El diagrama en bloques para su luz de seguridad puede ser como el que vemos en la figura 1.
El asunto más importante que debe pensar al diseñar su luz de seguridad, es el tipo de estuche que va a utilizar para la misma. ¿Va a usar el estuche triangular del fabricante o va a hacer su propio estuche?

Otros puntos importantes a considerar antes de encarar el diseño del sistema de luces de seguridad son los siguientes:

1. ¿Qué color, forma y tamaño de LEDs va a utilizar?
2. ¿Qué tipo de batería es la más adecuada?
3. ¿Cómo va a encender y apagar su luz de seguridad?
4. ¿Necesita su luz de seguridad ser resistente al agua, de manera que pueda utilizarla bajo la lluvia?

En la figura 2 podemos observar los componentes principales que podría necesitar para su luz de seguridad. Precisará un microcontrolador PICAXE-08, diodo emisor de luz (LED), fotorresistencia, interruptor de encendido/apagado, caja para dos pilas AAA, y también necesitará un conector picaxe para descarga y algunas resistencias.

Utilizando LEDs
Tal como hemos visto en este mismo texto, los LEDs sólo necesitan una pequeña cantidad de corriente para operar, esto los hace mucho más eficientes que las lamparitas (bombillas) eléctricas (esto significa, por ejemplo, que si se tuviera una alimentación por baterías un LED alumbraría por mucho más tiempo que una bombilla eléctrica). Si se pasa demasiada corriente por un LED el mismo se puede dañar, es por esto que los LEDs normalmente se utilizan junto con una resistencia en serie, para protegerlos de corrientes excesivas.
El valor de la resistencia requerida depende del voltaje de la batería utilizada. Para una batería de 4.5V se puede utilizar una resistencia de 330ž y para una batería de 3V lo apropiado es una resistencia de 120ž.
Debido a que el LED sólo requiere una pequeña cantidad de corriente para operar, el mismo se puede conectar directamente entre el pin de salida del microcontrolador y 0V (sin olvidar incluir la resistencia en serie para protección).
Puede probar el LED muy fácil mediante el siguiente programa: (ver figura 5)

Este programa debe encender y apagar el LED (conectado al pin de salida 0) cada segundo. Si no sabe cómo se debe conectar el Led, a dónde conectarlo y qué pasos debe seguir, le aconsejamos que comience a leer este capítulo desde el inicio. Si ha seguido todos los pasos correctos y el LED no funciona verifique:

1. que el LED esté conectado en sentido correcto
2. que se esté utilizando la resistencia correcta
3. que se esté utilizando el número de pin correcto dentro del programa
4. que todas las juntas estén bien soldadas

Algunas veces es útil poder encender y apagar más de un LED al mismo tiempo. Utilizando múltiples comandos high y low, esto tomaría mucho tiempo.
El comando “let pins =” permite hacer esto en una manera mucho más práctica..
Después del símbolo de igual (=) se incluye un número. A cada pin de salida se le asigna un valor, y el número utilizado en el programa corresponde a la suma de estos valores. Vea la siguiente tabla:

Pin 2 1 0
Valor 4 2 1

Por lo tanto, el siguiente programa enciende todas las salidas, luego las apaga todas, y luego enciende una a la vez en secuencia:

start: low 0 ` apagar todas las salidas
low 1
low 2
main:
let pins = 7 ` encender todas las salidas (4+2+1)
pause 100 ` pausa por 0.1 segundos
let pins = 0 ` apagar todas las salidas
pause 100 ` pausa por 0.1 segundos
let pins = 1 ` encender pin 0, todos las demás apagados
pause 100 ` pausa por 0.1 segundos
let pins = 2 ` encender pin 1, todos las demás apagados
pause 100 ` pausa por 0.1 segundos
let pins = 4 ` encender pin 2, todos las demás apagados
pause 100 ` pausa por 0.1 segundos
let pins = 0 ` apagar todas las salidas
goto main ` regresar a inicio (start)

¡IMPORTANTE! El comando let pins sólo funciona luego de que los pines han sido configurados como salidas. Para hacer esto usted debe utilizar el comando low en cada pin al inicio del programa.


El Circuito del Juego de Luces de Seguridad

El proyecto de luz de seguridad utiliza un microcontrolador PICAXE-08 con tres salidas LED. Este proyecto también utiliza un interruptor para encender y apagar el circuito, y puede opcionalmente utilizar una fotorresistencia de manera que la luz de seguridad sepa cuando está claro y cuando oscurece.
El diagrama de circuito para el proyecto de luz de seguridad, es el que vemos en la figura 3.

Soldando Componentes Sobre el PCB:
El PCB que provee la empresa Revolution Education está fabricado especialmente con una película resistente a la soldadura para hacer el proceso de soldadura más sencillo. Esta película es la cubierta verde que cubre las pistas de manera que la soldadura no se pegue a las mismas. Para una construcción correcta el PCB se debe ensamblar y soldar muy cuidadosamente.
Al soldar asegúrese que la punta del soldador esté caliente y limpia. Para verificar si está lo suficientemente caliente, trate de derretir un trozo de soldadura sobre la punta. La soldadura debe derretirse casi instantáneamente. Luego limpie la soldadura pasando la punta del soldador por una esponja húmeda.
Recuerde que la soldadura sólo se pega a superficies calientes. Por lo tanto nunca derrita la soldadura sobre la punta y luego trate de tirar la misma sobre la unión a soldar – esto no funcionará ya que la unión estará fría y la soldadura no se pegará.
Para soldar correctamente debe sostener en una mano el soldador y en la otra la soldadura. Por lo tanto, asegúrese que el tablero esté fijo a la mesa de manera que no se mueva (utilice una prensa ó pida alguien que lo sujete).
Después de terminar una unión asegúrese que la misma no esté haciendo “puente” con otras juntas. Sin embargo, tome en cuenta que algunas juntas soldadas (por ejemplo a ambos lados del conector de descarga PICAXE) tienen dos alambres muy cerca el uno del otro que se encuentran conectados mediante una pista (línea) sobre el PCB. En estos casos no importa que la soldadura las una.
En el proyecto de la luz de seguridad todos los componentes electrónicos se sueldan al tablero o placa de circuito impreso, excepto el LED2 y el LED3 si usted está utilizando el estuche triangular al conectar con cables estos dos LEDs.
El LED1 se suelda arriba del PCB mediante cables largos. Luego se dobla hacia atrás por el borde del PCB de manera que apunte hacia abajo en vez de hacia arriba.
Vea en la figura 4 el diseño de la placa de circuito impreso de este proyecto.
La fotorresistencia opcional, si se utiliza, se suelda en el tablero del lado de las pistas.

 
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FIGURA 1
 
 
 
FIGURA 2
 
 
 
FIGURA 3
 
 
FIGURA 4
 
 
FIGURA 5