Sensor de nivel de líquidos para Arduino y Raspberry Pi
Edad +12 años
| Gama: ARDUINO, Raspberry Pi, Componentes electrónicos |
| Tramo Educativo: Secundaria, Secundaria 12-13 años, Secundaria 14-15 años, Bachillerato/FP |
| Individual/aula: Pack individual |
Un dispositivo interactivo de medición conductiva diseñado para la detección temprana de presencia de agua, monitorización de depósitos pequeños y experimentos científicos escolares.
Características Destacadas:
Principio físico simplificado: El sensor cuenta con una serie de trazas de cobre intercaladas (unas conectadas a tierra y otras a la línea de detección). Al entrar en contacto con el agua, esta actúa como un puente eléctrico (cortocircuito controlado), alterando la resistencia del circuito de forma proporcional a la profundidad.
Doble funcionalidad (Gotas y Nivel): Su diseño plano y versátil permite utilizarlo tumbado horizontalmente para detectar las primeras gotas de una precipitación por lluvia, o sumergido verticalmente en un vaso para medir el nivel exacto de llenado de un líquido.
Lectura directa y rápida: No requiere librerías complejas ni protocolos de comunicación difíciles. Los valores de salida de voltaje se leen directamente con un simple comando analógico (analogRead) en el entorno de programación escolar.
Bajo consumo eléctrico: Al demandar menos de 20 mA durante su uso, es un componente seguro para ser alimentado directamente desde las salidas de las tarjetas educativas sin poner en riesgo el hardware de los alumnos.
Especificaciones Técnicas:
Tipo de sensor: Analógico de conductividad resistiva.
Tensión de funcionamiento (Alimentación): 3.3V a 5V CC.
Consumo de corriente: Muy bajo (menos de 20 mA).
Área activa de detección: 40 mm×16 mm (pistas expuestas).
Dimensiones totales del módulo: 60 mm×20 mm.
Temperatura operativa recomendada: 10 °C a 30 °C.
Señal de salida: Voltaje analógico proporcional al nivel de agua en contacto con las trazas.
Interfaz física: Conector de 3 pines estándar (VCC, GND, Salida Analógica).
Valores Educativos:
- Desarrollo del Pensamiento Computacional: Fomenta la lógica algorítmica mediante la interpretación de datos continuos. El alumnado aprende a procesar variables analógicas crudas (raw data) y a transformarlas en lógica digital mediante el uso de estructuras condicionales y mapeos matemáticos.
- Comprensión Empírica de Ciencias de la Materia: Permite la demostración práctica de conceptos físicos y químicos fundamentales, como la conductividad eléctrica de las disoluciones, la resistividad y el comportamiento de los fluidos como puentes de corriente eléctrica.
- Enfoque Interdisciplinar CTIM (STEM): Actúa como un puente perfecto entre el estudio de las ciencias naturales (ciclo del agua, meteorología, ecosistemas) y la ingeniería aplicada (electrónica y programación), promoviendo el aprendizaje basado en proyectos (ABP).
- Conciencia Global y Sostenibilidad: Estimula el pensamiento crítico en torno a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), capacitando a los estudiantes para modelar y proponer soluciones tecnológicas orientadas a la optimización de recursos hídricos, la domótica sostenible y la prevención de riesgos ambientales.
1 Sensor Analógico de Nivel de Líquidos y Gotas de agua.
- Cables de conexión tipo Dupont (Hembra-Hembra o Hembra-Macho).
- Una placa de desarrollo con entradas analógicas nativas (como Arduino Uno, Arduino Nano o Raspberry Pi Pico).
- Nota para usuarios de Raspberry Pi estándar: Al carecer de entradas analógicas nativas, las placas Raspberry Pi convencionales requieren un conversor Analógico-Digital (ADC) externo, como el chip ADS1115, para registrar las lecturas del módulo.
¿Se puede sumergir el sensor por completo dentro de un líquido?
No. Únicamente debe introducirse en el fluido el extremo inferior que contiene las trazas de cobre paralelas (el área activa de detección). La sección superior, donde se encuentran los componentes electrónicos soldados y los pines de conexión, debe permanecer completamente seca para evitar cortocircuitos e interferencias en las lecturas.
¿Es compatible con cualquier tipo de sustancia líquida?
Este dispositivo se basa en la conductividad eléctrica del medio. Funciona eficazmente con agua común, agua de lluvia y soluciones acuosas que contengan sales o minerales. No registrará variaciones correctas con líquidos químicamente puros aislantes (como el agua destilada) o aceites y combustibles, ya que estos no permiten el paso de la corriente eléctrica.
¿Cómo se mitiga el desgaste del componente en entornos educativos?
Dado que funciona mediante el paso de corriente eléctrica a través de un medio húmedo, el metal sufre un proceso natural de electrólisis y oxidación con el uso prolongado. Para maximizar su vida útil en el aula, se recomienda programar el sistema de modo que el sensor solo reciba energía en el instante preciso en que se va a realizar la medición, interrumpiendo la alimentación el resto del tiempo.
¿Qué tipo de escala de datos proporciona a los estudiantes?
El sensor entrega un voltaje variable limitado por la tensión de alimentación (habitualmente de 0V a 5V o de 0V a 3.3V). Al ser leído por el microcontrolador, se transforma en un rango numérico continuo (por ejemplo, de 0 a 1023 en sistemas de 10 bits), proporcionando una base matemática ideal para trabajar escalas, proporciones y límites de tolerancia numéricos en clase.
Un dispositivo interactivo de medición conductiva diseñado para la detección temprana de presencia de agua, monitorización de depósitos pequeños y experimentos científicos escolares.
Características Destacadas:
Principio físico simplificado: El sensor cuenta con una serie de trazas de cobre intercaladas (unas conectadas a tierra y otras a la línea de detección). Al entrar en contacto con el agua, esta actúa como un puente eléctrico (cortocircuito controlado), alterando la resistencia del circuito de forma proporcional a la profundidad.
Doble funcionalidad (Gotas y Nivel): Su diseño plano y versátil permite utilizarlo tumbado horizontalmente para detectar las primeras gotas de una precipitación por lluvia, o sumergido verticalmente en un vaso para medir el nivel exacto de llenado de un líquido.
Lectura directa y rápida: No requiere librerías complejas ni protocolos de comunicación difíciles. Los valores de salida de voltaje se leen directamente con un simple comando analógico (analogRead) en el entorno de programación escolar.
Bajo consumo eléctrico: Al demandar menos de 20 mA durante su uso, es un componente seguro para ser alimentado directamente desde las salidas de las tarjetas educativas sin poner en riesgo el hardware de los alumnos.
Especificaciones Técnicas:
Tipo de sensor: Analógico de conductividad resistiva.
Tensión de funcionamiento (Alimentación): 3.3V a 5V CC.
Consumo de corriente: Muy bajo (menos de 20 mA).
Área activa de detección: 40 mm×16 mm (pistas expuestas).
Dimensiones totales del módulo: 60 mm×20 mm.
Temperatura operativa recomendada: 10 °C a 30 °C.
Señal de salida: Voltaje analógico proporcional al nivel de agua en contacto con las trazas.
Interfaz física: Conector de 3 pines estándar (VCC, GND, Salida Analógica).
Valores Educativos:
- Desarrollo del Pensamiento Computacional: Fomenta la lógica algorítmica mediante la interpretación de datos continuos. El alumnado aprende a procesar variables analógicas crudas (raw data) y a transformarlas en lógica digital mediante el uso de estructuras condicionales y mapeos matemáticos.
- Comprensión Empírica de Ciencias de la Materia: Permite la demostración práctica de conceptos físicos y químicos fundamentales, como la conductividad eléctrica de las disoluciones, la resistividad y el comportamiento de los fluidos como puentes de corriente eléctrica.
- Enfoque Interdisciplinar CTIM (STEM): Actúa como un puente perfecto entre el estudio de las ciencias naturales (ciclo del agua, meteorología, ecosistemas) y la ingeniería aplicada (electrónica y programación), promoviendo el aprendizaje basado en proyectos (ABP).
- Conciencia Global y Sostenibilidad: Estimula el pensamiento crítico en torno a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), capacitando a los estudiantes para modelar y proponer soluciones tecnológicas orientadas a la optimización de recursos hídricos, la domótica sostenible y la prevención de riesgos ambientales.
1 Sensor Analógico de Nivel de Líquidos y Gotas de agua.
- Cables de conexión tipo Dupont (Hembra-Hembra o Hembra-Macho).
- Una placa de desarrollo con entradas analógicas nativas (como Arduino Uno, Arduino Nano o Raspberry Pi Pico).
- Nota para usuarios de Raspberry Pi estándar: Al carecer de entradas analógicas nativas, las placas Raspberry Pi convencionales requieren un conversor Analógico-Digital (ADC) externo, como el chip ADS1115, para registrar las lecturas del módulo.
¿Se puede sumergir el sensor por completo dentro de un líquido?
No. Únicamente debe introducirse en el fluido el extremo inferior que contiene las trazas de cobre paralelas (el área activa de detección). La sección superior, donde se encuentran los componentes electrónicos soldados y los pines de conexión, debe permanecer completamente seca para evitar cortocircuitos e interferencias en las lecturas.
¿Es compatible con cualquier tipo de sustancia líquida?
Este dispositivo se basa en la conductividad eléctrica del medio. Funciona eficazmente con agua común, agua de lluvia y soluciones acuosas que contengan sales o minerales. No registrará variaciones correctas con líquidos químicamente puros aislantes (como el agua destilada) o aceites y combustibles, ya que estos no permiten el paso de la corriente eléctrica.
¿Cómo se mitiga el desgaste del componente en entornos educativos?
Dado que funciona mediante el paso de corriente eléctrica a través de un medio húmedo, el metal sufre un proceso natural de electrólisis y oxidación con el uso prolongado. Para maximizar su vida útil en el aula, se recomienda programar el sistema de modo que el sensor solo reciba energía en el instante preciso en que se va a realizar la medición, interrumpiendo la alimentación el resto del tiempo.
¿Qué tipo de escala de datos proporciona a los estudiantes?
El sensor entrega un voltaje variable limitado por la tensión de alimentación (habitualmente de 0V a 5V o de 0V a 3.3V). Al ser leído por el microcontrolador, se transforma en un rango numérico continuo (por ejemplo, de 0 a 1023 en sistemas de 10 bits), proporcionando una base matemática ideal para trabajar escalas, proporciones y límites de tolerancia numéricos en clase.
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