En este apartado conocerás los elementos de un sistema electrónico: sensor, controlador y actuador.
Un sistema electrónico es capaz de adquirir señales del mundo físico, procesarlas y realizar algunas acciones que produzcan cambios físicos. Está compuesto de los siguientes elementos: sensores, controladores y actuadores (Figura 1).
Figura 1. Sistema electrónico. Fuente: imagen de creación propia
La finalidad del sistema electrónico es realizar tres operaciones básicas con sus componentes:
- Medición. La medición de la variable en estudio se hace con un sensor y un transmisor.
- Decisión. El controlador decide qué hacer con base en su programación y la medición de la variable.
- Acción. Con base en la decisión tomada por el controlador, se efectúa una acción en el sistema y la ejecuta un actuador.
Sensores
Los sensores son dispositivos que permiten capturar las señales que producen los fenómenos físicos.
Por lo general, los sensores usan un transductor para convertir la señal de la magnitud física que estamos midiendo a una señal eléctrica. El transductor convierte entre dos tipos de energía, por ejemplo, de energía térmica a energía eléctrica, de lumínica a eléctrica o de mecánica a eléctrica.
De acuerdo al tipo de señal de salida que generan, los sensores se clasifican en analógicos y digitales.
Un sensor analógico produce una señal eléctrica de salida comprendida entre un rango de valores que varían en el tiempo y son proporcionales a los efectos físicos del fenómeno que se está midiendo.
Un sensor digital generalmente recibe como entrada una señal analógica y proporciona de salida una señal digital, es decir, los únicos posibles valores de salida son 0 (apagado) o 1 (encendido). Este proceso de conversión se realiza gracias a que el sensor digital internamente está compuesto de un transductor, un acondicionador de señales (que incluye amplificadores y filtros), un conversor analógico digital y un microcontrolador (Figura 2).
Algunos ejemplos de sensores que puedes utilizar con la tarjeta Arduino son: botón pulsador, fotorresistencia, humedad, presión, entre otros. En la Figura 3 se pueden apreciar estos sensores.
Controladores
Un controlador es un conjunto de circuitos electrónicos interconectados que permiten obtener información de los sensores, procesarla y controlar las acciones físicas que realizan los actuadores.
Estos dispositivos son los encargados de procesar las señales analógicas o digitales obtenidas de los sensores y también permiten manipular los actuadores para que realicen las acciones físicas deseadas de acuerdo con su programación.
Algunos de los controladores que ofrece la plataforma Arduino se muestran en la Figura 4.
Actuadores
Un actuador es un dispositivo controlado electrónicamente que producen una acción en el mundo físico.
Algunas acciones que puede realizar un actuador son: una fuerza mecánica, el encendido de un motor, el encendido de un LED o la generación de sonidos.
Cuando se usa un actuador es importante verificar la potencia que requiere para su funcionamiento y si no es suficiente la que proporciona la tarjeta Arduino, será necesario utilizar una fuente de alimentación externa (Abusleme, s/f).
Algunos ejemplos de actuadores son: LED, servomotor, buzzer pasivo, display LCD, display de 7 segmentos, LED RGB, entre otros (Figura 5).
Autoevaluación
Para aprender más
Bañuelos Saucedo, M. A. (2020). Arduino y su convertidor analógico-digital. https://www.youtube.com/watch?v=Fa837-9RwkI
Mora, H. (2002). Sistema de adquisición y procesamiento de datos. https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/19119/1/Sistemas%20de%20adquisici%c3%b3n%20y%20Procesamiento%20de%20datos.pdf
Pontificia Universidad Católica en Chile (s/f). Electrones en Acción: Electrónica y Arduinos para tus propios inventos. Coursera.