Sensor de Barrera

Esta segunda entrada nos enseñará como diseñar sensores de barrera para nuestro Segway, para, una vez creados, hacerlos funcionar conjuntamente.

1.- Lista de componentes.
Para realizar el sensor de barrera hemos utilizado los siguientes componentes:
Emisor:

• 4 Diodos led Infrarrojo: intensidad nominal de 100mA y 200mA de pico.

• 2 Lentes magnificadoras.
• Tubo de PVC.
• Soporte casero.

Receptor:

• 4 Sensores Infrarrojos:

Controlador:

• 6 Arduinos Pro Mini:

Comunicación entre Segway y Sensor de Barrera:

• Módulo de radiofrecuencia 433MHz:

2.- Flujograma.

3.- Objeto, descripción general y soluciones adoptadas.
El sensor de barrera consiste en detectar el paso de un objeto. En nuestro caso, hemos utilizado infrarrojos para saber si un objeto pasa cortando el haz.
Para empezar hemos hecho unos pilares de forma casera con madera la base, un tubo de acero como pilar unido mediante tornillos a la base de madera. Instalamos unas cajas donde irá colocado el circuito. Y justo por encima de esta caja, colocamos un tubo de PVC donde irá alojado el emisor infrarrojo y tiene una junta móvil.
A continuación realizamos el circuito eléctrico que después mostraremos y realiza las  operaciones de emisión y recepción.
Aquí os dejo el código que hemos utilizado para los diferentes pilares.
https://drive.google.com/file/d/0B1hmn0gNxYRGMFpUeVBEYndsWXM/view?usp=sharing
4.- Comunicación
Ahora vamos a hablar de la comunicación entre los pilares.
Primeramente diremos que en estado normal, el emisor emite un pulso. Si hay un corte, el pilar emisor emite dicho pulso más un mensaje especial, el cual sirve para indicar la posición de este, es decir, si corta el pilar tres, emitirá un pulso normal y luego tres pulso especiales. Si corta al pilar 4, emitirá el pulso normal y luego 4 pulsos especiales y así sucesivamente.
El receptor se encarga de detectar los cortes y de identificar los pulsos especiales.
Cuando uno de los receptores recibe uno de los mensajes especiales, este pilar propaga este mensaje al resto de los pilares. Es decir, si en el pilar 1 salta el mensaje especial, el pilar 4 también recibe este mensaje especial.
Modulado en 38kHz

Parámetros onda moduladaParámetros onda portadora

T_on400 usFrecuencia38.01 kHz

T_off600 usDutty33.3%

T_pause30 ms

Emisión
Recepción
5.- Esquema de Cada Torre.
Como vemos en el esquema del circuito tenemos una fuente alimentación de 12V en nuestro caso con un regulador de tensión de 5V, un diodo tricolor (RGB), emisor y receptor infrarrojo, un potenciómetro de 200Ω, un transistor y diferentes resistencias.
El funcionamiento de la torre consiste en que todos están verdes al principio, pero si detectan un corte, el receptor del haz que se ha cortado se pone rojo,  y el resto de receptores se pone a parpadear con los colores azul y verde.

6.- Esquema Control de Haz y Comunicación con el pilar.

7.- Esquema de Comunicación entre receptor de pilares y visualización.

8.- Proceso de fabricación.
Lo primero que realizamos fue el diseño de los circuitos eléctricos. A continuación, empezamos a hacer las torres con diversos materiales:

 Luego hicimos las diferentes placas:

Viendo que funcionaba todo correctamente hicimos diferentes pruebas de emisión, y llegamos a la conclusión de que para que sepamos que haz es cortado, vamos a utilizar una secuencia de pulsos para cada pilar en particular, así determinaremos más adelante que haz se ha cortado.
Para saber qué haz se ha cortado y que envíe la orden al segway para que entre dentro del recinto delimitado por los sensores de barrera, montamos un nuevo circuito, con el esquema mostrado anteriormente, y que estaría comunicado permanentemente con el segway mediante un módulo de radiofrecuencia.
Una vez que hemos visto que se comunica correctamente, montamos otro circuito con el esquema mostrado anteriormente y en el que mostramos el haz que se corta en cada momento y el último haz anterior que se ha cortado, es como una especie de registro.

9.- Planos


Conjunto
Gracias a Dani y Saúl por compartir esta práctica. En la siguiente os enseñaremos a hacer trabajar conjuntamente el sensor con el segway. Esperamos que os haya gustado. UN SALUDO!!