Sensores: familias

01 · Punto de partida

Ojos distintos para mundos distintos

Luz, calor, distancia, movimiento: cada magnitud tiene su familia con su principio físico, su salida eléctrica y su hoja. Elegir sensor es cruzar magnitud × salida × precisión × precio: este tema deja el mapa y el método de lectura para no comprar a ciegas.

El taller con multímetro (Tema 30) usa los dos resistivos clásicos: LDR y NTC. Los digitales se programan en los cursos 5–8.

• ¿Qué familias existen y qué mide cada una?
• ¿Salida analógica o digital?
• ¿Cómo se lee la hoja de un sensor?
• ¿Cuáles puedo probar sin micro?

02 · Familias

Quién mide qué

03 · Salidas

Analógica frente a digital

LDR: luz → resistencia

~1–10 kΩ con luz, 100 kΩ–1 MΩ a oscuras (orientativo, varía por modelo). En divisor 10k a 5 V: día ~2,5 V, noche ~4,5 V.

NTC 10k: calor → menos R

10 kΩ a 25 °C, ~3,6 kΩ a 50 °C (β 3950). En divisor se lee temperatura con tabla o fórmula.

LM35: 10 mV/°C directos

25 °C = 250 mV: lineal y calibrado de fábrica. Ideal para medir con multímetro sin tablas.

PIR/Hall: eventos

Salida digital que se prueba con LED + R: movimiento o imán = luz. Sin protocolos.

04 · Hoja del sensor

Qué buscar primero

1. 1
   Rango y principio.

   ¿Qué mide y entre qué valores? Fuera de rango miente o muere.

2. 2
   Salida y alimentación.

   ¿Resistencia, tensión o bits? ¿A qué Vcc? Define todo el circuito de lectura.

3. 3
   Curva o tabla.

   LDR (R vs lux), NTC (R vs T con β): sin curva no hay conversión a unidades reales.

4. 4
   Precisión y tiempo.

   ±°C, tiempo de respuesta, repetibilidad: lo que separa juguete de instrumento.

05 · Curvas en código

NTC y LDR tabulados

Modelo NTC con β y tabla LDR orientativa, con divisor incluido:

import math

def ntc_r(temp_c, r0=10000, t0=25.0, beta=3950):
    t, tref = temp_c + 273.15, t0 + 273.15
    r = r0 * math.exp(beta * (1 / t - 1 / tref))
    print(f"NTC a {temp_c}°C: {r:.0f} ohm")
    return r


def divisor_luz(r_sensor, r_fija=10000, vs=5.0):
    v = vs * r_sensor / (r_sensor + r_fija)
    print(f"Sensor {r_sensor:.0f} + {r_fija}: Vout={v:.2f}V")
    return v


for t in [0, 25, 50]:
    ntc_r(t)
divisor_luz(2000)    # LDR con luz
divisor_luz(200000)  # LDR a oscuras

Verificá NTC a 50 °C (≈ 3,6k) y el divisor de noche (≈ 4,76 V). ¿Coinciden con la sección 03?

Selector por magnitud

Reglas de elección codificadas:

def elegir_sensor(magnitud, necesita_numero=False, con_micro=False):
    if magnitud == "luz" and not necesita_numero:
        print("LDR + divisor: detectar día/noche (Tema 30)")
    elif magnitud == "temperatura" and not con_micro:
        print("NTC/LM35 + multímetro: medir de verdad sin micro")
    elif con_micro:
        print("Digital (DS18B20/HC-SR04/PIR): exacto, curso 8")
    else:
        print("Definir magnitud y si hay micro: sin eso no hay elección")
    return magnitud


elegir_sensor("luz")
elegir_sensor("temperatura", con_micro=True)

06 · Analogía programador

Inputs con tipos

1. 1
   Analógico = float ruidoso.

   Valor continuo con ruido: hay que promediar y calibrar (cursos 4 y 8).

2. 2
   Digital = tipado.

   Protocolo con formato: exacto pero exige driver (programar).

3. 3
   Sin curva = string.

   “Más/menos” sin unidades: útil para eventos, inútil para medir.

07 · Exploración

Laboratorio: ficha de cada familia

Elegí el sensor: el laboratorio da principio, salida, qué buscar en hoja y si lo probás sin micro.

Preguntas para explorar

1. ¿Qué dos sensores se prueban igual (divisor) y en qué difieren?
2. ¿Por qué el HC-SR04 no entra en el taller del Tema 30?
3. ¿Qué sensor elegirías para “puerta abierta” y por qué PIR o Hall?

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

09 · Práctica guiada

Ejercicios de familias

Ejercicio 1: NTC a 50 °C

Con ntc_r(50): ¿R? ¿Vout en divisor 10k a 5 V (NTC arriba)? Verificá a mano con β.

Ejercicio 2: día y noche

Con divisor_luz() en 2k y 200k (fija 10k, 5 V): ¿Vout día/noche? ¿Alcanza para un umbral digital posterior?

Ejercicio 3: elegir tres casos

Con elegir_sensor(): luz día/noche sin micro, temperatura exacta con micro, distancia con micro. Justificá cada uno.

10 · Síntesis

Ideas para recordar

Familias mapeadas. Ahora, a medir el mundo con tester: en el próximo tema, taller de sensores.