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Activities/Turtle Art/Uso de Tortuga Arte Sensores (view source)
Revision as of 22:57, 24 May 2013
, 22:57, 24 May 2013→Relación Voltaje-Intensidad de corriente (Curva Característica)
==Especificaciones==
==Especificaciones==
El OLPC XO puede medir señales externas con su entrada de micrófono.
El OLPC XO puede medir señales externas a través de su entrada de micrófono.
[[File:Measure tut 1 24.jpg|200px]]
[[File:Measure tut 1 24.jpg|200px]]
En la XO-1 puede medirse una señal externa a la vez, ya que su entrada es mono (no estéreo). La señal es medida por el canal izquierdo. En las XO-1.5 y XO-1.75 pueden medirse dos señales simultáneamente ya que se trata de entradas estéreo (canales izquierdo y derecho).
Debe utilizarse un conector de audio macho mono de 3,5 mm ; seleccionable 2V DC bias (desplazamiento), modo seleccionable de sensor de entrada (DC o AC acoplado); seleccionable +20 dB de ganancia.
Debe utilizarse un conector de audio macho mono de 3,5 mm ; seleccionable 2V DC bias (desplazamiento), modo seleccionable de sensor de entrada (DC o AC acoplado); seleccionable +20 dB de ganancia.
En la XO-1, si se utiliza un conector de audio estéreo, deben utilizarse los cables conectados al terminal de la base de la ficha (común o tierra)y el conectado a la punta de la misma. Pueden identificarse los mismos utilizando un tester en modo "continuidad" (emite un sonido agudo cuando la resistencia entre los terminales en muy baja).
La entrada de micrófono del XO1 está protegida por un diodo zener de 5V. El rango de voltaje que admite la XO1 es de -0.5V a 5V. Si se conecta a la entrada voltajes fuera de este rango se generan corrientes excesivas y daño. Incluso una pila de 1.5V puede causar daños si se conecta con la polaridad invertida.
La entrada de micrófono del XO-1 está protegida por un diodo zener de 5V. El rango de voltaje que admite la XO1 es de -0.5V a 5V. Si se conecta a la entrada voltajes fuera de este rango se generan corrientes excesivas y daño. Incluso una pila de 1.5V puede causar daños si se conecta con la polaridad invertida.
La entrada de micrófono del XO1.5 está protegida por un resistor (1/16W 470 ohm SMD0402) y un par de diodos conectados a tierra y a +3,3 V, que la protegerían para en rango 6V a +9 V permanentes y voltajes más altos por períodos más cortos de tiempo. Una protección similar está prevista para el XO1.75.
La entrada de micrófono del XO1.5 está protegida por un resistor (1/16W 470 ohm SMD0402) y un par de diodos conectados a tierra y a +3,3 V, que la protegerían para en rango 6V a +9 V permanentes y voltajes más altos por períodos más cortos de tiempo. Una protección similar está prevista para el XO1.75.
==Modo de Voltaje==
==Modo de Voltaje==
===XO1===
===XO-1===
Permite medir voltajes de corriente continua (DC) en el rango de 0.4V a 1.85V. Si se aplican Voltajes menores a 0.4 V la XO muestra el valor 0.4V, y en caso de conectar voltajes superiores a 1.85V,la XO muestra 1.85V. La precisión es de alrededor de 3% de la escala completa. La impedancia de entrada es de 140k ohmios (bias: 0.6V).
Permite medir voltajes de corriente continua (DC) en el rango de 0.4V a 1.85V. Si se aplican Voltajes menores a 0.4 V la XO muestra el valor 0.4V, y en caso de conectar voltajes superiores a 1.85V,la XO muestra 1.85V. La precisión es de alrededor de 3% de la escala completa. La impedancia de entrada es de 140k ohmios (bias: 0.6V).
[[File:Voltage sensor.jpg]]
[[File:Voltage sensor.jpg]]
===XO1.5===
===XO-1.5===
Permite medir voltajes de corriente continua (DC) en el rango de 0.17V a 3.0V. La impedancia de entrada de 15k ohmios (bias:1.7V).(Aún con "bugs". Haz Click en "Parar" para eliminar el error).
===XO-1.75===
Permite medir voltajes de corriente continua (DC) en el rango de 0.17V a 3.0V. La impedancia de entrada de 15k ohmios (bias:1.7V).
Permite medir voltajes de corriente continua (DC) en el rango de -3V a +3V, (impedancia de entrada de 1k ohm (+3V bias), pero esperamos mejorar esto)
==Modo de Resistencia==
==Modo de Resistencia==
===XO1===
===XO-1===
Permite medir resistencias en el rango de 750 ohmios a 14k ohmios. Si se conectan resistencias menores a 700 ohmios la XO muestra el valor 700 ohmios, y si se conectan resistencias mayores a 14k ohmios, se muestra el valor 14k ohmios. La precisión es de alrededor de 5% con respecto a la tensión de fondo de escala medida a través de la resistencia, esto se traduce en alrededor de 50 ohmios en la escala inferior y 2k ohmios a escala superior. (si se conecta a en serie una resistencia de protección alrededor de 700 ohmios daría un rango de medición de 0 ohm a 13k ohmios y la protección contra entradas +-8V)
Permite medir resistencias en el rango de 750 ohmios a 14k ohmios. Si se conectan resistencias menores a 700 ohmios la XO muestra el valor 700 ohmios, y si se conectan resistencias mayores a 14k ohmios, se muestra el valor 14k ohmios. La precisión es de alrededor de 5% con respecto a la tensión de fondo de escala medida a través de la resistencia, esto se traduce en alrededor de 50 ohmios en la escala inferior y 2k ohmios a escala superior. (si se conecta a en serie una resistencia de protección alrededor de 700 ohmios daría un rango de medición de 0 ohm a 13k ohmios y la protección contra entradas +-8V)
===XO1.5===
===XO-1.5===
Permite medir resistencias en el rango de 2000 ohms (2k ohm) hasta circuito abierto (resistencia infinita).(Aún con "bugs". Haz Click en "Parar" para eliminar el error).
===XO-1.75===
Permite medir resistencias en el rango de 2k ohmios hasta infinito(circuito abierto).
Permite medir resistencias en el rango de 0 ohms hasta circuito abierto (resistencia infinita).
==Modo de Frecuencia==
==Modo de Frecuencia==
Permite medir la frecuencia (expresada en Hertz) de la componente más intensa del sonido que detecta el micrófono. Por ejemplo: si se golpea un diapasón de A4 (LA 440 Hz), se muestra el valor "440"; Pero si se hace sonar la segunda cuerda de un violín (Nota LA), se muestra el mismo valor aunque se generen esa frecuencia de 440 Hz (que le da la nota a la cuerda y se llama fundamental) y varias frecuencias más (llamadas armónicos)que son múltiplos de ella .
Permite medir la frecuencia (expresada en Hertz) de la componente más intensa del sonido que detecta el micrófono. Por ejemplo: si se golpea un diapasón de A4 (LA 440 Hz), se muestra el valor "440"; Pero si se hace sonar la segunda cuerda de un violín (Nota LA), se muestra el mismo valor aunque se generen esa frecuencia de 440 Hz (frecuencia llamada ''fundamental'', la cual le da el nombre a la nota emitida por la cuerda) y varias frecuencias más (llamadas armónicos)que son múltiplos de ella .
Este modo está configurado para el micrófono interno, pero también se puede acceder a través del conector de micrófono(configuración: 2V DC bias on, AC coupled, +20dB boost on).
Este modo está configurado para el micrófono interno, pero también se puede acceder a través del conector de micrófono(configuración: 2V DC bias on, AC coupled, +20dB boost on).
[[File:RC_data_to_clip.jpg]]
[[File:RC_data_to_clip.jpg]]
== Relación Voltaje-Intensidad de corriente (Curva Característica)==
Ciertos dispositivos incluyendo lámparas de incandescencia presentan una relación no lineal Intensidad de corriente/Voltaje (en este caso debido a la dependencia de la resistividad con la temperatura). En este experimento la gráfica I= f(V) correspondiente a una lámpara es dibujada utilizando la entrada de micrófono estéreo de una XO1.5.
[[Image:VIgraph.jpg|250px]] [[Image:VI Turtle Art.png|400px]]
[[File:Turtle Art Activity VI.ta]]
Las características de la lámpara y del resistor fueron seleccionadas de la siguiente forma: El voltaje máximo que admite la entrada de micrófono de XO 1.5 es de +3.0 V, de modo tal de obtener aproximadamente 1.5V en el resistor y 1.5V en la lámpara, la cual estará cercana a su máximo brillo. Se utilizó una lámpara de 2.8V & 0.85A. La resistencia estimada de la lámpara es V/I, 2.8V/0.85A = 3.3 ohms, eligiendo un resistor que teníamos a mano (más ensayo y error)encontramos que uno de 2.2 ohms funcionaba bien. La potencia máxima que disipaba el resistor en esas condiciones es V*V/R, 1.5*1.5/2.2 = 1.02W, por lo cual debe utilizarse uno de 1W o mayor.
Se utilizó una fuente de alimentación de laboratorio. Es más segura si provee un rango de voltaje de salida entre -6 y 9 V, el máximo admisible por la entrada de XO 1.5. Las opciones de bajo costo incluyen la selección de asociaciones de pilas con diversas cargas. Puede ser práctico construir un resistor variable (también conocido como "potenciómetro") utilizando la mina o grafo de un lápiz.
El eje X es el Voltaje de la lámpara, (voltaje2-voltaje), el eje Y es la intensidad de corriente la cual es proporcional al voltaje en el resistor o el voltaje del canal izquierdo (CHL).
Ver también: http://youtu.be/37vJEUr5nRI y http://www.youtube.com/watch?v=_iSXHsGvLaY (en Español) para experimentos donde se grafican relaciones V-I lineales y no lineales utilizando la placa USB4Butia.
== La XO como un amplificador de audio ==
== La XO como un amplificador de audio ==
En acústica se conoce con el nombre de "batido" al sonido generado por la superposición de dos sonidos de frecuencias ligeramente diferentes, que se percibe como variaciones periódicas en el volumen, cuya tasa es la diferencia entre las dos frecuencias. http://en.wikipedia.org/wiki/Beat_%28acoustics%29
En acústica se conoce con el nombre de "batido" al sonido generado por la superposición de dos sonidos de frecuencias ligeramente diferentes, que se percibe como variaciones periódicas en el volumen, cuya tasa es la diferencia entre las dos frecuencias. http://en.wikipedia.org/wiki/Beat_%28acoustics%29
Se necesitan tres ordenadores portátiles. Dos de ellos emiten sonidos de frecuencias 1000 Hz y 1002Hz. El bloque de Python [[File:Pythoncodeblock.jpg|40px]] se carga con el código <i>sinewave.py</i> El tercer portátil hace la gráfica del nivel de sonido que su micrófono recibe. (ver [[Activities/TurtleArt/Uso_de_TortugaArte_Sensores#Representaci.C3.B3n_gr.C3.A1fica_de_la_salida |Representación gráfica de la salida]] )
Se necesitan tres ordenadores portátiles. Dos de ellos emiten sonidos de frecuencias 1000 Hz y 1002Hz. El bloque de Python [[File:Pythoncodeblock.jpg|40px]] se carga con el código <i>sinewave.py</i> El tercer portátil hace la gráfica del nivel de sonido que su micrófono recibe. (ver [[Activities/TurtleArt/Using_Turtle_Art_Sensors#Graphing_the_output |Representación gráfica de la salida]] )
[[File:Beatfrequency.jpg]]
[[File:Beatfrequency.jpg]]
===Longitud de onda y la velocidad del sonido===
Se mide la longitud de onda de un sonido y se calcula la velocidad del sonido en el aire utilizando dos XO: una de ellas (XO1) emite el sonido utilizando Turtle Blocks mientras que la otra (XO1.5) realiza la medida a través de la Actividad Medir. Inspirado en: http://www.ted.com/talks/lang/en/clifford_stoll_on_everything.html
http://www.youtube.com/embed/l3vKVTW1LQA
===Generando un "diente de sierra"===
===Generando un "diente de sierra"===
[[File:Freq-sensor-ic.jpg]]
[[File:Freq-sensor-ic.jpg]]
Se programa en Tortugarte la síntesis de dos sonidos de diferente frecuencia. La salida de auriculares de la XO se conecta a un par de integrados LM567 [http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/DS006975.PDF LM567] decodificadores de tono, cada uno de los cuales enciende un led cuando está presente en su entrada la señal de frecuencia adecuada. Con este principio podríamos controlar la conexión/desconexión de cualquier dispositivo en función de la frecuencia que emita la XO.
Se programa en Tortug Arte la síntesis de dos sonidos de diferente frecuencia. La salida de auriculares de la XO se conecta a un par de integrados LM567 [http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/DS006975.PDF LM567] decodificadores de tono, cada uno de los cuales enciende un led cuando está presente en su entrada la señal de frecuencia adecuada. Con este principio podríamos controlar la conexión/desconexión de cualquier dispositivo en función de la frecuencia que emita la XO.
De "Física con XO", Guzmán Trinidad, [http://sites.google.com/site/solymar1fisica/fisica-con-xo-investigacion- ] [http://www.youtube.com/watch?v=IVzVlAZsz1w video]
De "Física con XO", Guzmán Trinidad, [http://sites.google.com/site/solymar1fisica/fisica-con-xo-investigacion- ] [http://www.youtube.com/watch?v=IVzVlAZsz1w video]
===Brillo===
===Brillo===
El brillo promedio de la imagen se calcula mediante el bloque de brillo [[File:Es-brillo.jpg]]. Al V106, el control de la cámara automático de ganancia (AGC) sigue funcionando. La cámara trata de corregir el brillo de la imagen a un brillo estándar, a continuación, calcula el brillo medio. El resultado es una relación no lineal entre el real y el brillo medido. Además, algunas partes de la imagen son más brillantes que otros complica aún más las cosas. El uso de un difusor, por ejemplo, material translúcido como una bolsa de plástico, puede ayudar.As at V106, the camera's automatic gain control (AGC) is still functioning. The camera tries to correct the image brightness to a standard brightness, then calculates the average brightness. The result is a non linear relationship between actual and the measured brightness. Also, some parts of the image are brighter than others further complicates things. Using a diffuser, e.g. translucent material like a plastic bag, may help.
El brillo promedio de la imagen se calcula mediante el bloque de brillo [[File:Es-brillo.jpg]]. Hasta la versión 106, el control automático de ganancia (AGC) de la cámara sigue funcionando. La cámara trata de corregir el brillo de la imagen a un brillo estándar, a continuación, calcula el brillo medio. El resultado es una relación no lineal entre el brillo real y el brillo medido. Además, algunas partes de la imagen son más brillantes que otras lo cual complica aún más las cosas. El uso de un difusor, por ejemplo, un material translúcido como una bolsa de plástico, puede ayudar.
[[File:Brightness.jpg]]
[[File:Brightness.jpg]]
===Ley de Ampère===
===Ley de Ampère===
A diferencia del transformador de corriente (antes), que sólo puede sentir amperios de CA, el sensor de efecto Hall también puede servir para medir intensidad de corriente continua. Esto se hace midiendo el campo magnético que crea una corriente.
A diferencia del transformador de corriente anterior, que sólo puede medir intensidad de corriente alterna (AC), el sensor de efecto Hall también puede servir para medir intensidad de corriente continua (DC). Esto se hace midiendo el campo magnético que crea una corriente.
[[File:Amperes law.png]] http://en.wikipedia.org/wiki/Amp%C3%A8re%27s_circuital_law
[[File:Amperes law.png]] http://en.wikipedia.org/wiki/Amp%C3%A8re%27s_circuital_law
*μ0 = 4π×10^−7 N·A−2
*μ0 = 4π×10^−7 N·A−2
*B in tesla (1 gauss = 10^-4 tesla)
*B en tesla (1 gauss = 10^-4 tesla)
*l in metres
*l en metros
*I in amps
*I en amperes
En el caso especial de un alambre en el espacio libre, la integral es fácil de evaluar. En un radio r, el campo es uniforme en una trayectoria circular alrededor del alambre, la longitud del camino es 2πr. Así que por el campo magnético B en un radio r de un alambre en el espacio libre, [[File:B2Pir-equals-uoI.jpg]]
En el caso especial de un alambre en el espacio libre, la integral es fácil de evaluar. En un radio r, el campo es uniforme en una trayectoria circular alrededor del alambre, la longitud del camino es 2πr. Así que por el campo magnético B en un radio r de un alambre en el espacio libre, [[File:B2Pir-equals-uoI.jpg]]
[[File:Ampere-spacing.jpg]]
[[File:Ampere-spacing.jpg]]
===Medición de intensidad de corriente continua===
===Medición de intensidad de corriente continua===
Aunque útil para probar la ley amperios, lo anterior es demasiado insensible para la mayoría de medición de corriente.
Aunque útil para probar la Ley de Ampère, lo anterior es demasiado insensible para la mayoría de los casos prácticos de medición de corriente.
Para aumentar la sensibilidad, a 50 vueltas de alambre fueron heridas en un clavo de 100 mm, se inclinó a una forma de C con el sensor Hall en la brecha. El mV del sensor Hall se grafican contra la corriente a través del cable en amperios.
Para aumentar la sensibilidad, se bobinaron (devanaron) 50 vueltas de alambre aislado en torno a un clavo de 100 mm, se lo curvó en forma de C con el sensor Hall colocado entre los extremos enfrentados. El voltaje de salida del sensor Hall (mV) se grafican contra la corriente a través del cable en amperios.
[[File:Hallct-img.jpg]] [[File:HallCT.jpg]]
[[File:Hallct-img.jpg]] [[File:HallCT.jpg]]
Véase también [[Activities/TurtleArt/Uso_de_TortugaArte_Sensores#Medici.C3.B3n_de_amperios_de_corriente_directa]]
Véase también [[Activities/Turtle Art/Uso_de_Tortuga Arte_Sensores#Medici.C3.B3n_de_amperios_de_corriente_directa]]
==Telemetría==
==Telemetría==
TurtleBlocks (o Tortug Arte) puede compartir 'mostrar el texto','mostrar imagen', la posición de la tortuga, trazos de la pluma y relleno. Esto significa que los datos del sensor leídos por una XO pueden ser transmitidos a otra computadora portátil XO.
[[File:Es-join-cctv.jpg]]
[[File:Es-join-cctv.jpg]]
El siguiente programa se transmitirá la salida de la cámara desde un ordenador portátil a otro. Transmitir grandes cantidades de datos de sobrecarga en la red para que la imagen se muestra el tamaño de 20% y se envía cada 2 segundos.
El siguiente programa transmitirá la salida de la cámara desde un ordenador portátil a otro. Transmitir grandes cantidades de datos sobrecarga la red por lo cual para evitar esto la imagen se muestra en un tamaño de 20% y se envía cada 2 segundos.
[[File:Es-cctv-ta.jpg]]
[[File:Es-cctv-ta.jpg]]
===Timbre de puerta remoto===
===Timbre de puerta remoto===
Basado en el ejemplo anterior la puerta de campana, que suena una alarma en una computadora portátil cuando una conexión eléctrica se realiza en otro. Abra una sesión de la tortuga de Arte para compartir en un ordenador portátil
Basado en el ejemplo anterior del timbre de puerta, en este caso se muestra un procedimiento que permite que suene una alarma en una computadora portátil cuando se realiza una conexión eléctrica en otra. Abra una sesión de "TurtleBlocks" para compartir en un ordenador portátil
[[File:Es-neighbourhood.jpg |75px]]
[[File:Es-neighbourhood.jpg |75px]]
y unirse a la sesión en otro ordenador portátil
y unirse a la sesión en otro ordenador portátil
[[File:Es-join-cctv.jpg |75px]]
[[File:Es-join-cctv.jpg |75px]]
La posición de la tortuga se utiliza para transmitir la resistencia medida a la computadora portátil segundo.
La posición de la tortuga se utiliza para transmitir la resistencia medida por la primera computadora portátil a la segunda computadora.
[[File:Es-bellsend.jpg]]
[[File:Es-bellsend.jpg]]
<i>sending laptop</i>
<i>laptop emisora</i>
En este caso, el envío de la computadora portátil se llama 'tony'. Para seleccionar la tortuga, por su nombre, 'tony', conecte un bloque de texto en el bloque de la 'tortuga' en lugar del bloque número normal. Cargue el bloque de Python con el código de onda sinusoidal de la muestra [[File:Pythoncodeblock.jpg|50px]] y suena un tono de 1 kHz, cuando el valor recibido es inferior a 3000.
En este caso, el envío de la computadora portátil se llama 'tony'. Para seleccionar la tortuga, por su nombre, 'tony', conecte un bloque de texto en el bloque de la 'tortuga' en lugar del bloque número normal. Cargue el bloque de Python con el código de onda sinusoidal de la muestra [[File:Pythoncodeblock.jpg|50px]] y suena un tono de 1 kHz, cuando el valor recibido es inferior a 3000.
[[File:Es-bellreceive.jpg]]
[[File:Es-bellreceive.jpg]]
<i>receiving laptop</i>
<i>laptop receptora</i>
Podría ser utilizado para que suene una alarma a distancia en un nivel del tanque, etc
Podría ser utilizado para que suene una alarma a distancia indicando el nivel de agua en un tanque, etc.
==Enlaces==
==Enlaces==
* http://wiki.laptop.org/go/Hardware_specification
* http://wiki.laptop.org/go/Talk:Measure
* http://wiki.laptop.org/go/Measure/Hardware
* http://bugs.sugarlabs.org/attachment/ticket/552/sensor%20gain.xls
* http://wiki.laptop.org/go/Making_XO_sensors
* http://lists.laptop.org/pipermail/devel/2010-November/date.html
* http://wiki.laptop.org/go/File:Ext_audio_1.5.png
* http://sites.google.com/site/solymar1fisica/fisica-con-xo-investigacion- (en español)