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Lección 07: Módulo Sensor de Velocidad Infrarrojo

En esta lección, aprenderás a medir la velocidad de rotación utilizando una Raspberry Pi y un sensor simple. Conectaremos un sensor de entrada digital al pin GPIO 17 y utilizaremos Python para monitorear los cambios de estado. El enfoque estará en calcular las revoluciones por segundo contando las activaciones del sensor durante un período de tiempo específico. Escribirás una función en Python para capturar con precisión estos datos y convertirlos en una velocidad medible. Este proyecto práctico es una introducción directa y útil a la recolección de datos del mundo real y el análisis con Raspberry Pi, ideal para principiantes interesados en la programación aplicada en Python e interacción con hardware.

Componentes requeridos

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí tienes el enlace:

Nombre	ELEMENTOS EN ESTE KIT	ENLACE
Kit de Sensor Universal Maker	94	BUY

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

Introducción al componente	Enlace de compra
Raspberry Pi 5	Comprar
Módulo Sensor de Velocidad Infrarrojo	Comprar
Motor TT	-
Placa de Pruebas	Comprar

Conexión

Código

from gpiozero import DigitalInputDevice
from time import time

# Inicializar el sensor
sensor = DigitalInputDevice(17)  # Suponiendo que el sensor está conectado al GPIO17

def calculate_rps(sample_time=1, steps_per_revolution=20):
    """
    Calculate Revolutions Per Second (RPS)

    :param sample_time: Sampling time in seconds
    :param steps_per_revolution: Number of steps in each complete revolution
    :return: Revolutions per second
    """
    start_time = time()
    end_time = start_time + sample_time
    steps = 0
    last_state = False

    while time() < end_time:
        current_state = sensor.is_active
        if current_state and not last_state:
            # Detect a transition from inactive to active state
            steps += 1
        last_state = current_state

    # Calculate RPS
    rps = steps / steps_per_revolution
    return rps

# Example usage
print("Measuring RPS...")

try:
    while True:
        rps = calculate_rps()  # Default sampling for 1 second
        print(f"RPS: {rps}")
except KeyboardInterrupt:
    # Salir de manera segura cuando se detecta una interrupción por teclado
    pass

Análisis del código

Importación de bibliotecas

El script comienza importando DigitalInputDevice de gpiozero para interactuar con el sensor y time para la gestión del tiempo.
```
from gpiozero import DigitalInputDevice
from time import time
```
Inicialización del sensor

Se crea un objeto DigitalInputDevice llamado sensor, conectado al pin GPIO 17. Esta configuración asume que el sensor digital está conectado a GPIO17.
```
sensor = DigitalInputDevice(17)
```

Definición de la función calculate_rps

Esta función calcula las Revoluciones Por Segundo (RPS) de un objeto en rotación.
sample_time es la duración en segundos durante la cual se muestrea la salida del sensor.
steps_per_revolution representa el número de activaciones del sensor por cada revolución completa.
La función utiliza un bucle while para contar el número de pasos (activaciones del sensor) dentro del tiempo de muestreo.
Detecta las transiciones de estado inactivo a activo e incrementa el contador de steps en consecuencia.
El RPS se calcula como el número de pasos dividido entre steps_per_revolution.

def calculate_rps(sample_time=1, steps_per_revolution=20):
    """
    Calculate Revolutions Per Second (RPS)

    :param sample_time: Sampling time in seconds
    :param steps_per_revolution: Number of steps in each complete revolution
    :return: Revolutions per second
    """
    start_time = time()
    end_time = start_time + sample_time
    steps = 0
    last_state = False

    while time() < end_time:
        current_state = sensor.is_active
        if current_state and not last_state:
            # Detect a transition from inactive to active state
            steps += 1
        last_state = current_state

    # Calculate RPS
    rps = steps / steps_per_revolution
    return rps

Ejecutando el bucle principal:
- El script entra en un bucle continuo donde llama a calcular_rps para calcular e imprimir el RPS.
- El bucle se ejecuta indefinidamente hasta que se detecta una interrupción por teclado (Ctrl+C).
- Se utiliza un bloque try-except para manejar la interrupción de manera adecuada, permitiendo una salida segura.
```
try:
    while True:
        rps = calcular_rps()  # Muestreo por defecto durante 1 segundo
        print(f"RPS: {rps}")
except KeyboardInterrupt:
    pass
```