Taller sensores

01 · Punto de partida

Del sensor al número con tester

Sin micro y sin ADC igual se mide: LDR y NTC en divisor dan tensiones que el multímetro lee y la tabla convierte a luz y grados. Este taller monta los dos, los tabula con calibración de dos puntos y deja dictamen de cada uno.

Diseño base de ambas: divisor 10k a 5 V, sensor arriba, multímetro en el nodo. Difiere solo la tabla.

• ¿Cómo monto cada divisor?
• ¿Qué tabla uso para convertir V a unidades?
• ¿Cómo calibro con dos puntos conocidos?
• ¿Cuándo el sensor se calienta solo?

02 · LDR día/noche

Luz en tres lecturas

Montaje: LDR arriba, fija 10k abajo, 5 V. A más luz menos R y más Vout (el sensor manda).

Verificación: 5/2k... con 2k: Vout = 5×10000/12000 ≈ 4,17 ✓; 20k: 5×10000/30000 ≈ 1,67 ✓; 200k: 5×10000/210000 ≈ 0,24 ✓. Umbral día/noche para comparador: ~2,5 V en el medio (curso 4).

03 · NTC termómetro

Grados con tester

Montaje: NTC 10k arriba, fija 10k abajo, 5 V. Tabla con β 3950 (Vout = 5×10000/(R+10000)):

Calibración de dos puntos: hielo (0 °C) y ambiente con termómetro clínico/casero. Si tu tabla difiere > 5 %, tu β no es 3950: anotá el real.

Autocalentamiento

P = V²/R en el NTC: a 25 °C son 0,6 mW (despreciable). Con divisores de 1k bajaría a mW serios: usar ≥ 10k para no medir tu propio calor.

Tiempo de respuesta

Segundos en aire quieto: esperar estable antes de anotar. Soplar o sumergir (bolsa) acelera.

Histéresis y repetibilidad

Volver al ambiente y releer: si no repite ±0,1 V, hay falso contacto o NTC dañado.

De tabla a grados

Interpolar lineal entre puntos cercanos (error chico) o invertir β con código (Tema 29). Lineal solo de a tramos.

04 · Protocolo

Rutina de taller de sensores

1. 1
   Montar divisor 10k.

   Sensor arriba, fija abajo, 5 V. Verificar 5 V en bornes primero.

2. 2
   Medir extremos.

   LDR: tapado y al sol. NTC: hielo y ambiente. Anotar Vout de cada extremo.

3. 3
   Tabular el medio.

   2–3 puntos intermedios (tarde, mano tibia). Interpolar con criterio.

4. 4
   Dictaminar.

   ¿Excursión útil (> 1 V)? ¿Repetible? ¿Calibrado? Verde o rediseñar divisor.

05 · Tablas en código

Termómetro y día/noche tabulados

Generar la tabla NTC completa e interpolar lecturas a grados:

import math

def tabla_ntc(vs=5.0, r_fija=10000, r0=10000, beta=3950, desde=0, hasta=50, paso=5):
    print(f"NTC {r0} + {r_fija} a {vs}V (beta {beta}):")
    for t in range(desde, hasta + 1, paso):
        r = r0 * math.exp(beta * (1 / (t + 273.15) - 1 / 298.15))
        v = vs * r_fija / (r + r_fija)
        print(f"  {t:2}°C: R={r:6.0f} Vout={v:.2f}V")
    return True


def v_a_temp(v_med, vs=5.0, r_fija=10000, r0=10000, beta=3950):
    # OJO: sensor ARRIBA (a Vs) y fija abajo: Vout = Vs*R_fija/(Rn+R_fija)
    r = r_fija * (vs - v_med) / v_med
    t = 1 / (1 / 298.15 + math.log(r / r0) / beta) - 273.15
    print(f"V={v_med}V -> R={r:.0f} -> T={t:.1f}°C")
    return t


tabla_ntc()
v_a_temp(2.5)
v_a_temp(1.15)

¿Qué temperatura da 3,68 V? ¿Y si tu NTC real es β 3435 en vez de 3950?

Día/noche con umbral

Clasificar lecturas LDR en estados con histéresis conceptual:

def estado_luz(vout, umbral=2.5):
    print(f"V={vout}V -> {'DÍA' if vout > umbral else 'NOCHE'} (umbral {umbral}V)")
    return vout > umbral


for v in [4.2, 2.6, 2.4, 0.2]:
    estado_luz(v)

06 · Analogía programador

Calibración y lookup

1. 1
   Tabla = lookup table.

   Interpolar entre puntos medidos es más robusto que fórmulas con β incierto: datos sobre teoría.

2. 2
   2 puntos = two-point calibration.

   Hielo + ambiente calibran offset y ganancia juntos, como calibrar un sensor industrial.

3. 3
   Umbral = feature flag.

   Día/noche con 2,5 V es un booleano con histéresis futura (curso 4): clasificar, no medir.

07 · Exploración

Laboratorio: predecir lecturas

Elegí condición: el laboratorio predice R y Vout del sensor correspondiente, con criterio de aprobado para tu taller.

Preguntas para explorar

1. ¿Qué par de condiciones usarías para calibrar cada sensor?
2. ¿Por qué la excursión útil decide si el taller sirve?
3. ¿Qué pasa si la fija es 1k en vez de 10k?

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

09 · Práctica guiada

Ejercicios de taller

Ejercicio 1: tabla propia LDR

Montá LDR + 10k a 5 V y anotá Vout en 3 luces (sol/tarde/tapado). Compará con la tabla del tema. ¿Coincide el orden? ¿Los valores?

Ejercicio 2: termómetro de 3 puntos

Con tabla_ntc() generá 0/25/50 °C y medí los 3 (hielo/ambiente/mano tibia ~37 °C interpolada). ¿Error? ¿β real?

Ejercicio 3: umbral noche

Elegí umbral 2,5 V para encender “modo noche”. ¿Con qué R fija centrás la transición al atardecer? Justificá con números.

10 · Síntesis

Ideas para recordar

Sensores medidos con tester. Ahora, los que actúan: en el próximo tema, actuadores, motores y avisos.