Sensor de llama con salida digital y analógica
Edad +12 años
| Gama: Raspberry Pi, ARDUINO |
| Tramo Educativo: Secundaria, Secundaria 12-13 años, Secundaria 14-15 años, Bachillerato/FP |
| Individual/aula: Pack individual |
Un módulo didáctico de detección optoelectrónica diseñado para la experimentación científica en física, la comprensión de la lógica binaria/analógica y el desarrollo del pensamiento computacional.
Características Destacadas:
Doble interfaz de datos (Lógica Mixta): Al incorporar salidas analógica y digital independientes, el módulo permite realizar lecturas simultáneas. Se puede utilizar la señal digital para interrupciones críticas de procesamiento rápido y la analógica para evaluar la proximidad o magnitud de la fuente térmica.
Conversión de señal integrada (Op-Amp): Cuenta con un amplificador operacional configurado como comparador de voltaje. Esto elimina la necesidad de procesar filtros analógicos complejos en el código si solo se busca una respuesta binaria de tipo "activado/desactivado".
Umbral de sensibilidad calibrable: El potenciómetro multivuelta integrado permite regular de forma manual y analógica la tolerancia al ruido óptico del entorno, adaptando el dispositivo a diferentes condiciones de iluminación sin modificar el software.
Detección espectral optimizada: Su fotodiodo receptor (con encapsulado negro que actúa como filtro físico) está sintonizado específicamente para las longitudes de onda ópticas características de los cuerpos incandescentes de alta temperatura.
Especificaciones Técnicas:
Modelo de referencia: Equivalente a KY-026.
Principio de detección: Radiación Infrarroja (IR) térmica de onda corta.
Espectro de recepción: 760 nm a 1100 nm (zona del infrarrojo cercano).
Tensión de funcionamiento: 3.3V a 5V CC.
Ángulo de detección: Menor a 60 grados.
Distancia nominal de captura: 40 cm a 80 cm (variable según la intensidad de la fuente emisora).
Dimensiones del PCB: 31 mm×14 mm (o 32 mm×14 mm).
Tipos de salida: Dual simultánea (Analógica AO + Digital DO).
Ajustes a bordo: Potenciómetro integrado para calibración del umbral comparador.
Distribución de pines (Pinout):
VCC: Alimentación positiva.
GND: Conexión de tierra.
DO (Digital Output): Salida binaria (0V cuando se supera el umbral, 5V/3.3V en estado de reposo).
AO (Analog Output): Voltaje continuo inversamente proporcional a la intensidad de radiación recibida.
Compatibilidad:
Valores Educativos:
Estudio del Espectro Electromagnético: Facilita la demostración empírica de la luz no visible. Ayuda a los y las estudiantes a comprender los conceptos de radiación térmica, longitud de onda y la diferencia física entre la luz blanca ambiental y las emisiones electromagnéticas infrarrojas (IR).
Comprensión de Señales Analógicas vs. Digitales: Ofrece una base excelente para abordar la electrónica mixta en el currículo de tecnología. Los alumnos y alumnas analizan cómo una misma variable física continua (voltaje decreciente en AO) puede convertirse en un evento binario discreto (alto/bajo en DO) a través de un circuito comparador.
Calibración y Gestión del Ruido en Entornos Variables: Promueve el desarrollo de habilidades experimentales críticas. Dado que el espectro del sensor se solapa ligeramente con la luz visible, obliga al alumnado a aprender a aislar variables ambientales, ajustar la histéresis y calibrar el hardware frente al "ruido" de la luz del aula.
Desarrollo de Algoritmos de Automatización Reactiva: Potencia el pensamiento algorítmico mediante el diseño de bucles de control basados en eventos.
1 Sensor Infrarrojo de Llama (KY-026).
- Cables de conexión tipo Dupont hembra.
- Una placa de desarrollo Arduino (como Arduino Uno o Nano) o una tarjeta Raspberry Pi (como Raspberry Pi Pico o placas convencionales).
- Nota de conexión para Raspberry Pi: Si se utilizan placas Raspberry Pi estándar (como la 3, 4 o 5), la salida digital (DO) se puede conectar directamente a los pines GPIO. Sin embargo, para leer el valor numérico de la salida analógica (AO), se requerirá un conversor Analógico-Digital (ADC) externo, ya que estas placas no lo incluyen de forma nativa. Para un uso analógico directo en el entorno Raspberry Pi, se recomienda la Raspberry Pi Pico.
¿Por qué el voltaje de la salida analógica (AO) disminuye cuando la radiación aumenta?
El diseño del circuito del fotodiodo está configurado en un formato de divisor de tensión inverso. Cuando la radiación infrarroja incide en el receptor, este reduce su resistencia interna permitiendo mayor paso a tierra, lo que provoca que el voltaje en el pin AO caiga hacia los 0V. En la programación escolar con Arduino o Raspberry Pi Pico, este comportamiento es ideal para enseñar funciones de inversión matemática y mapeos de datos en clase.
¿La luz artificial de las lámparas del aula o la luz del sol pueden interferir con el sensor?
Sí. Al operar en un rango espectral de entre 760 nm y 1100 nm (infrarrojo cercano), el sensor es sensible a componentes de luz infrarroja presentes en la luz solar directa y en bombillas incandescentes o halógenas de alta potencia. Esta característica pedagógica es muy valiosa en clase para discutir con los estudiantes los límites de la tecnología y cómo calibrar la sensibilidad mediante el potenciómetro físico o mediante software.
¿Cómo se ajusta el punto de activación de la salida digital (DO)?
Un módulo didáctico de detección optoelectrónica diseñado para la experimentación científica en física, la comprensión de la lógica binaria/analógica y el desarrollo del pensamiento computacional.
Características Destacadas:
Doble interfaz de datos (Lógica Mixta): Al incorporar salidas analógica y digital independientes, el módulo permite realizar lecturas simultáneas. Se puede utilizar la señal digital para interrupciones críticas de procesamiento rápido y la analógica para evaluar la proximidad o magnitud de la fuente térmica.
Conversión de señal integrada (Op-Amp): Cuenta con un amplificador operacional configurado como comparador de voltaje. Esto elimina la necesidad de procesar filtros analógicos complejos en el código si solo se busca una respuesta binaria de tipo "activado/desactivado".
Umbral de sensibilidad calibrable: El potenciómetro multivuelta integrado permite regular de forma manual y analógica la tolerancia al ruido óptico del entorno, adaptando el dispositivo a diferentes condiciones de iluminación sin modificar el software.
Detección espectral optimizada: Su fotodiodo receptor (con encapsulado negro que actúa como filtro físico) está sintonizado específicamente para las longitudes de onda ópticas características de los cuerpos incandescentes de alta temperatura.
Especificaciones Técnicas:
Modelo de referencia: Equivalente a KY-026.
Principio de detección: Radiación Infrarroja (IR) térmica de onda corta.
Espectro de recepción: 760 nm a 1100 nm (zona del infrarrojo cercano).
Tensión de funcionamiento: 3.3V a 5V CC.
Ángulo de detección: Menor a 60 grados.
Distancia nominal de captura: 40 cm a 80 cm (variable según la intensidad de la fuente emisora).
Dimensiones del PCB: 31 mm×14 mm (o 32 mm×14 mm).
Tipos de salida: Dual simultánea (Analógica AO + Digital DO).
Ajustes a bordo: Potenciómetro integrado para calibración del umbral comparador.
Distribución de pines (Pinout):
VCC: Alimentación positiva.
GND: Conexión de tierra.
DO (Digital Output): Salida binaria (0V cuando se supera el umbral, 5V/3.3V en estado de reposo).
AO (Analog Output): Voltaje continuo inversamente proporcional a la intensidad de radiación recibida.
Compatibilidad:
Valores Educativos:
Estudio del Espectro Electromagnético: Facilita la demostración empírica de la luz no visible. Ayuda a los y las estudiantes a comprender los conceptos de radiación térmica, longitud de onda y la diferencia física entre la luz blanca ambiental y las emisiones electromagnéticas infrarrojas (IR).
Comprensión de Señales Analógicas vs. Digitales: Ofrece una base excelente para abordar la electrónica mixta en el currículo de tecnología. Los alumnos y alumnas analizan cómo una misma variable física continua (voltaje decreciente en AO) puede convertirse en un evento binario discreto (alto/bajo en DO) a través de un circuito comparador.
Calibración y Gestión del Ruido en Entornos Variables: Promueve el desarrollo de habilidades experimentales críticas. Dado que el espectro del sensor se solapa ligeramente con la luz visible, obliga al alumnado a aprender a aislar variables ambientales, ajustar la histéresis y calibrar el hardware frente al "ruido" de la luz del aula.
Desarrollo de Algoritmos de Automatización Reactiva: Potencia el pensamiento algorítmico mediante el diseño de bucles de control basados en eventos.
1 Sensor Infrarrojo de Llama (KY-026).
- Cables de conexión tipo Dupont hembra.
- Una placa de desarrollo Arduino (como Arduino Uno o Nano) o una tarjeta Raspberry Pi (como Raspberry Pi Pico o placas convencionales).
- Nota de conexión para Raspberry Pi: Si se utilizan placas Raspberry Pi estándar (como la 3, 4 o 5), la salida digital (DO) se puede conectar directamente a los pines GPIO. Sin embargo, para leer el valor numérico de la salida analógica (AO), se requerirá un conversor Analógico-Digital (ADC) externo, ya que estas placas no lo incluyen de forma nativa. Para un uso analógico directo en el entorno Raspberry Pi, se recomienda la Raspberry Pi Pico.
¿Por qué el voltaje de la salida analógica (AO) disminuye cuando la radiación aumenta?
El diseño del circuito del fotodiodo está configurado en un formato de divisor de tensión inverso. Cuando la radiación infrarroja incide en el receptor, este reduce su resistencia interna permitiendo mayor paso a tierra, lo que provoca que el voltaje en el pin AO caiga hacia los 0V. En la programación escolar con Arduino o Raspberry Pi Pico, este comportamiento es ideal para enseñar funciones de inversión matemática y mapeos de datos en clase.
¿La luz artificial de las lámparas del aula o la luz del sol pueden interferir con el sensor?
Sí. Al operar en un rango espectral de entre 760 nm y 1100 nm (infrarrojo cercano), el sensor es sensible a componentes de luz infrarroja presentes en la luz solar directa y en bombillas incandescentes o halógenas de alta potencia. Esta característica pedagógica es muy valiosa en clase para discutir con los estudiantes los límites de la tecnología y cómo calibrar la sensibilidad mediante el potenciómetro físico o mediante software.
¿Cómo se ajusta el punto de activación de la salida digital (DO)?
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