Micro:Bit - Controlamos un enchufe por radio.

Como parte del temario de la materia de Computación y Robótica, conocemos qué es una tarjeta controladora, y practicamos con la tarjeta Micro:Bit. Una tarjeta muy versátil y fácil de usar. La metodología empleada es la de aprendizaje por proyecto, y el proyecto de esta situación de aprendizaje es controlar un enchufe por radio. Durante el desarrollo de esta situación hemos practicado con los distintos sensores y actuadores de la tarjeta, incluido el emisor/receptor de radio, y ahora vamos un paso más allá, realizando conexiones eléctricas para poder controlar aparatos conectados a la corriente doméstica. Este proyecto puede ser la antesala para controlar aparatos domésticos vía Internet, e introducirnos en el Internet de las cosas (IoT).

En esta entrada voy a describir las conexiones necesarias para realizar el proyecto. La parte software no la  voy a compartir, ya que es parte del trabajo de clase, pero es muy sencilla.

Para poder hacer este proyecto necesitaremos dos Micro:Bits. Una será la emisora, es decir, en la que el usuario pulsará un botón para indicar que se apague o encienda la luz (en el proyecto mostrado el botón A conecta, y el botón B desconecta), y mandará la orden a la otra tarjeta de que conecte o desconecte el enchufe mediante radio. La otra tarjeta será la receptora, que se encargará de controlar el enchufe mediante un relé.

Hay que entender que nosotros no podemos controlar ningún aparato doméstico directamente conectándolo a los pines de la Micro:Bit, ya que la tarjeta funciona con 3 V de corriente continua, y un aparato doméstico funciona con 220 V de corriente alterna. Es más, con ese voltaje quemaríamos la tarjeta, por lo que usamos un relé, que es un elemento de control que permite aislar dos circuitos, es una especie de interruptor controlado por corriente. Hay muchos tipos de relé, pero es importante que el nuestro funcione con 3 V en la parte de continua, y 220 en la parte de alterna, ya que son los valores que vamos a usar.

En el relé que vamos a usar tenemos las conexiones para el circuito de alterna en los tornillos (a la izquierda de la imagen), y las conexiones para continua a la derecha.

En la parte de continua de nuestro relé (la que controla el otro circuito) hay tres conexiones con las letras S, V y G. La S significa la señal de control que, en nuestro caso, conectaremos al pin que queremos de la Micro:Bit (cable amarillo). La V significa la tensión de alimentación, que conectaremos a los 3 voltios de la tarjeta (cable naranja); y la G es la tierra (cable negro).

La parte de alterna (el circuito controlado) tiene tres tornillos. El tornillo del centro es el común, y es donde debe conectarse el cable con corriente. Los otros dos tornillos son el NO (Normalmente abierto) y el NC (Normalmente cerrado).

Hay que entender que el relé permite el paso de corriente cuando tiene 3 voltios (un 1 en el pin de nuestra tarjeta) en la entrada S, así que si hay un 1 en S, pondrá en contacto el común con el NO, mientras que el NC estará abierto, y si hay un 0 en S pondrá en contacto el común con el NC, y el NO estará abierto. Es decir el NO (normalmente abierto) es el que controlamos directamente (un 1 conecta y un 0 desconecta). Ese es el que tenemos que usar, junto con el común.

En la imagen podemos ver como se conecta la Micro:Bit receptora al relé, y como se conectan los enchufes (la base de enchufe y el enchufe "macho") al relé. Además podemos ver el detalle de como funciona. Si se le pone un uno en S, el relé conecta la conexión común con la NO (normalmente abierta), y si se pone un cero en S, se desconecta de NO, que es lo que queremos para realizar el juego de encendido y apagado del aparato que conectemos a la base del enchufe. Así que solo usaremos la conexión común y la NO, dejando libre la NC (Normalmente Cerrada).

Otra cosa que merece explicación es cómo vamos a conectar los pines de la Micro:Bit, ya que son una especie de muescas pequeñas en un borde de la tarjeta. En esta imagen puedes ver un detalle de los pines, en la que se ve su número identificativo y la función de cada uno.

Como puedes ver, los pines 17 y 18, a los lados del pin de 3V, tambíén son pines de alimentación, al igual que los que están a los lados del pin GND (pines 21 y 22). Aunque los pines tienen un tamaño pequeño, hay alguno con un tamaño sobredimensionado, como el 0, el 1, y el 2. También están sobredimensionados uno de alimentación (3V) y uno de tierra (GND). Estos pines más grandes será posible conectarlos mediante pinzas de cocodrilo, pero los demás tendríamos que soldarlos al cable, lo que no es operativo para el uso que tengo pensado en clase, por lo que voy a emplear un shield o conector, que me va a permitir acceder mucho más fácilmente a los pines.

Como puedes ver en la imagen anterior, cada uno de los pines de entrada/salida vienen claramente indicados en el shield, y hay muchas conexiones para el pin de alimentación y el de tierra (podemos utilizar cualquiera de ellas). También hay que tener en cuenta, en el shield que estoy usando, que debe conectarse correctamente para que funcione con 3 V, para lo que hay que poner una ficha amarilla conectando la parte de 3V3 en vez de la de 5V. Los cables empleados son cables especiales con unas terminaciones para este tipo de conexión en shield.

También os dejo el detalle de cómo fabricar el juego de base y enchufe, cortando uno de los cables, que habrá que conectar el que está alimentado con el conector común del relé, y el otro al conector NO, como ya vimos en un gráfico anterior.

Ya solo falta mostraros como funciona.