En el mundo de la electrónica, conectar el interruptor de láminas a Arduino es fundamental para poder interactuar con sensores y dispositivos externos de forma sencilla y efectiva. En este artículo, aprenderás paso a paso cómo realizar esta conexión y sacar el máximo provecho de esta herramienta tan versátil. ¡Sigue leyendo para descubrir cómo llevar tus proyectos a un nuevo nivel con Arduino!
Si ha visto una computadora portátil o un teléfono celular que se abre como una concha, probablemente haya notado que se enciende o apaga en consecuencia cuando lo abre y cierra. ¿Pero cómo sabe esto? Si estás pensando que hay una especie de interruptor en la bisagra que detecta este movimiento de apertura y cierre, ¡estás en lo cierto!
Estos dispositivos utilizan un sensor económico y muy confiable llamado «interruptor de láminas» que se enciende o apaga cuando el imán está cerca.
Los interruptores de láminas se utilizan en todo tipo de aplicaciones creativas, como sensores de puertas, anemómetros (que determinan la velocidad del viento), etc. Son perfectos para cualquier proyecto que requiera control sin contacto. ¡Así que echemos un vistazo más de cerca a qué son y cómo funcionan!
¿Quién inventó los interruptores de láminas?
Como muchos otros grandes inventos, el interruptor de láminas fue inventado en los Laboratorios Bell por Walter B. Ellwood a mediados de la década de 1930. Su solicitud de patente para un interruptor electromagnético fue presentada el 27 de junio de 1940 y concedida oficialmente el 2 de diciembre de 1941.
Sin embargo, el diseño de su interruptor de láminas original es ligeramente diferente al que utilizamos hoy.
Descripción general de los interruptores de láminas
Un interruptor de láminas típico contiene un par de lengüetas metálicas hechas de un material ferromagnético (algo que se magnetiza fácilmente pero que pierde su magnetismo cuando abandona un campo magnético). Las superficies de los contactos de láminas están recubiertas con metales duraderos como rodio, rutenio, paladio o iridio para darles una vida útil más larga cuando se encienden y apagan millones de veces.
Las láminas están selladas herméticamente en una funda tubular de vidrio para mantenerlas libres de polvo y suciedad. El sello hermético La variedad de interruptores de láminas los hace adecuados para su uso en entornos explosivos donde las pequeñas chispas de los interruptores tradicionales representarían un peligro. El tubo de vidrio se llena con un gas inerte, normalmente nitrógeno, o vacío para evitar la oxidación de los contactos.
Normalmente, los contactos están hechos de una aleación de níquel-hierro que se magnetiza fácilmente (tiene una alta permeabilidad magnética) pero no permanece así por mucho tiempo (tiene una baja remanencia magnética). Al ser dispositivos mecánicos, requieren algún tiempo para responder a los cambios en el campo magnético. En otras palabras, su velocidad de conmutación es lenta en comparación con los interruptores electrónicos (normalmente 0,6 ms de tiempo de encendido, 0,2 ms de tiempo de apagado).
En presencia de un campo magnético, ambos contactos (en lugar de solo uno) se mueven y forman entre sí una superficie de contacto plana y paralela. Esto ayuda a aumentar la vida útil y la confiabilidad del interruptor de láminas.
Un interruptor de láminas sólo detecta la presencia de un campo magnético y no mide su fuerza. Si está interesado en medir la fuerza, un sensor de efecto Hall analógico es una mejor opción.
¿Cómo funciona un interruptor de láminas?
La clave para comprender cómo funcionan los interruptores de láminas es reconocer que son parte de un circuito tanto magnético como eléctrico: tanto el magnetismo como la electricidad fluyen a través de ellos.
Si acerca un imán al interruptor de láminas, todo el interruptor, incluido el imán, pasa a formar parte del «circuito magnético» (la línea de puntos en la imagen muestra parte del campo magnético).
Los dos contactos de un interruptor de láminas se convierten en polos magnéticos opuestos, por lo que se atraen y se unen. No importa a qué extremo del imán te acerques: los contactos siguen estando polarizados de manera opuesta y se atraen entre sí.
Cuando retiras el imán, los contactos se separan y vuelven a su posición original.
Un interruptor de láminas de este tipo normalmente está abierto (NO). Esto significa «normalmente» cuando el interruptor no se ve afectado por el campo magnético, el interruptor está abierto y no conduce corriente. Cuando un imán se acerca lo suficiente como para activar el interruptor, los contactos se cierran y la corriente fluye a través de él.
En estas ilustraciones el movimiento de los contactos está muy exagerado. Los verdaderos interruptores de láminas tienen contactos que están separados por unos pocos micrómetros (unas diez veces más delgados que un cabello humano). Por tanto, el movimiento no es visible a simple vista. Gracias a Zatonyi Sandor por compartir fotografías macroscópicas del interruptor de láminas.
Cableado de un interruptor de láminas a un Arduino
La estructura del circuito para nuestro ejemplo es muy simple. Primero, doble ambas patas del interruptor de manera que apunten verticalmente lejos del cuerpo del interruptor, formando una “U”.
Inserte el interruptor de láminas en la placa de pruebas. Luego conecte un extremo del interruptor a tierra usando cables de puente y el otro extremo al pin D2 del Arduino.
Si conecta el interruptor de esta manera, deberá habilitar la resistencia pull-up «integrada» del Arduino para el pin de entrada. De lo contrario, necesitarás usar una resistencia pull-up externa de 10K en tu circuito.
Aquí hay un circuito de ejemplo:
Precaución:
La carcasa de vidrio que encierra el interruptor de láminas se rompe fácilmente cuando se tuerce. Por tanto, tenga cuidado al doblar las piernas.
Código Arduino: lectura de un interruptor de láminas
Aquí hay un boceto de Arduino muy simple basado en el circuito anterior que enciende el LED incorporado (conectado al pin 13) cuando acerca un imán al interruptor y lo apaga cuando lo aleja.
const int REED_PIN = 2; // Pin connected to reed switch
const int LED_PIN = 13; // LED pin
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(REED_PIN, INPUT_PULLUP); // Enable internal pull-up for the reed switch
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}
void loop() {
int proximity = digitalRead(REED_PIN); // Read the state of the switch
// If the pin reads low, the switch is closed.
if (proximity == LOW) {
Serial.println("Switch closed");
digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // Turn the LED on
}
else {
Serial.println("Switch opened");
digitalWrite(LED_PIN, LOW); // Turn the LED off
}
}Después de subir el boceto, toma tu imán y acércalo al interruptor. Debería dispararse cuando el imán alcance una distancia de 1 cm del cuerpo del interruptor de láminas. Intente mapear todo el rango de activación del interruptor de láminas. ¡Mira hasta dónde puedes llevar el imán!
Explicación del código:
El código se explica por sí mismo. Primero, se definen dos constantes que indican los pines de Arduino a los que están conectados el interruptor de láminas y el LED incorporado.
const int REED_PIN = 2;
const int LED_PIN = 13;En el setup()El pin del interruptor de láminas se configura como entrada, mientras que el pin del LED se configura como salida. Además, se activa el pull-up interno para el pasador del interruptor de láminas.
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(REED_PIN, INPUT_PULLUP);
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}En el loop()El LED incorporado se enciende cuando el pin del interruptor de láminas muestra BAJO; de lo contrario, se apaga.
void loop() {
int proximity = digitalRead(REED_PIN);
if (proximity == LOW) {
Serial.println("Switch closed");
digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
}
else {
Serial.println("Switch opened");
digitalWrite(LED_PIN, LOW);
}
}Preguntas Frecuentes sobre el Interruptor de Láminas
¿Quién inventó los interruptores de láminas?
Como muchas otras grandes invenciones, el interruptor de láminas fue creado en los Laboratorios Bell, inventado por Walter B. Ellwood a mediados de la década de 1930. (Fuente: Patente US2266198A)
¿Cómo funciona un interruptor de láminas?
Un interruptor de láminas típico contiene un par de láminas metálicas hechas de un material ferromagnético. Las láminas están selladas herméticamente dentro de un tubo de vidrio para mantenerlas libres de polvo y suciedad. En presencia de un campo magnético, las láminas se mueven y forman un área de contacto paralela. El interruptor se activa al acercar un imán y se desactiva al alejarlo.
¿Cómo conectar un interruptor de láminas a Arduino?
El montaje del circuito es bastante sencillo. Primero dobla ambas patas del interruptor para formar una forma de «U». Luego, inserta el interruptor en el protoboard y conecta una extremidad a tierra y la otra al pin D2 de Arduino. Asegúrate de activar la resistencia pull-up interna del Arduino para el pin de entrada.
- Conecta un extremo del interruptor a tierra.
- Conecta el otro extremo al pin D2 de Arduino.
Código Arduino – Lectura de un interruptor de láminas
A continuación se muestra un ejemplo básico de código Arduino que encenderá el LED integrado cuando acerques un imán al interruptor y lo apagará al alejarlo.
const int REED_PIN = 2; // Pin conectado al interruptor de láminas
const int LED_PIN = 13; // Pin del LED
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(REED_PIN, INPUT_PULLUP); // Habilitar resistencia pull-up interna para el interruptor de láminas
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}
void loop() {
int proximidad = digitalRead(REED_PIN); // Leer el estado del interruptor
if (proximidad == LOW) {
Serial.println("Interruptor cerrado");
digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // Encender el LED
} else {
Serial.println("Interruptor abierto");
digitalWrite(LED_PIN, LOW); // Apagar el LED
}
}
¡Con el código cargado, acerca un imán al interruptor y observa cómo se enciende el LED! Experimenta con la distancia a la que se activa el interruptor de láminas.
¡Wow! Me encanta descubrir nuevas formas de sacarle provecho a mi Arduino, con este tutorial definitivamente tengo que probar a conectar un interruptor de láminas. ¡Gracias por la inspiración!
¡Qué interesante! No sabía que se podía conectar un interruptor de láminas a Arduino. Voy a probarlo en casa. ¡Gracias por la idea!
¡Me parece genial! Siempre es emocionante aprender nuevas formas de integrar tecnología en nuestro día a día. ¡Definitivamente intentaré conectar mi interruptor de láminas a Arduino!
¡Parece súper interesante! Nunca se me había ocurrido conectar un interruptor de láminas a Arduino, pero ahora que lo leo, ¡voy a probarlo seguro! ¡Gracias por compartir este tutorial!