Actividad 4: Medición de Presión

La Actividad 4 es fundamental porque introduce el uso de un sensor industrial (MPX4115A) y el concepto de Función de Transferencia, esencial para que un ingeniero pueda interpretar los voltajes de un robot en Marte como datos físicos reales.

1. Introducción y Alineación con los ODS

Este proyecto permite medir la presión atmosférica, un parámetro crítico en meteorología y exploración espacial (para calcular la densidad del aire o predecir tormentas de polvo).

• ODS 13 (Acción por el Clima): El monitoreo de la presión es la base para entender los fenómenos meteorológicos y el cambio climático.
• ODS 9 (Industria, Innovación e Infraestructura): Fomenta el uso de instrumentación técnica y la conversión de señales analógicas a digitales.

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2. Descripción de Hardware y Software

Hardware:

• Sensor MPX4115A: Es un sensor de presión absoluta. Se aplica porque es capaz de medir variaciones sutiles en el peso de la columna de aire.
• Cables de conexión: Se usan 3 cables para alimentar el sensor y extraer la señal de datos.
• Arduino Mega: Se aplica para leer el voltaje analógico (de 0 a 5V) que entrega el sensor y procesarlo mediante su convertidor analógico-digital (ADC).

Software:

• Arduino IDE: Se utiliza para programar la lógica de conversión.
• Lógica de Calibración: Se aplica en el código para “traducir” el valor del ADC (0-1023) a la unidad física kPa (kilopascales), usando la fórmula matemática específica que el fabricante indica en la hoja de datos (datasheet) del sensor.

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3. Diagrama de Conexiones

Basado en la Figura A9 del PDF, el sensor tiene una muesca que indica el Pin 1. Las conexiones son:

• Pin 1 del Sensor (Datos): Conectado al Pin A5 del Arduino (Entrada analógica).
• Pin 2 del Sensor (Tierra): Conectado al pin GND del Arduino.
• Pin 3 del Sensor (Alimentación): Conectado al pin 5V del Arduino.

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4. Software (Código Programado)

Este código lee el voltaje en el pin A5, lo guarda en una variable llamada AnalogP y luego aplica la fórmula de conversión para obtener AnalogPf (presión final).

void setup() {
  // Se aplica para iniciar la comunicación con el ordenador a 9600 bps
  Serial.begin(9600); 
}

void loop() {
  // 1. Definir variables de punto decimal
  float AnalogP;
  float AnalogPf;

  // 2. Leer el pin A5 y guardarlo como número decimal (0.0 a 1023.0)
  AnalogP = float(analogRead(A5));

  // 3. Aplicar la función de transferencia del sensor MPX4115A
  // La fórmula despejada del datasheet es: P = ((Vout/Vs) + 0.095) / 0.009
  // Donde Vs es la resolución del Arduino (1024 pasos)
  AnalogPf = ((AnalogP / 1024.0) + 0.095) / 0.009;

  // 4. Mostrar los resultados en el monitor
  Serial.println(); // Espacio en blanco para legibilidad
  Serial.print("Presion en el aula: ");
  Serial.print(AnalogPf);
  Serial.println(" kPa");

  // Esperar 1 segundo antes de la siguiente lectura
  delay(1000);
}

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5. Salida (Pantallazo esperado)

Al abrir el Monitor Serie (Serial Monitor) en el Arduino IDE, deberías ver una columna de datos que se actualiza cada segundo. Si estás a nivel del mar, el valor será cercano a 101.3 kPa.

Monitor Serie

Presion en el aula: 101.32 kPa

Presion en el aula:101.31 kPa

Presion en el aula: 101.33 kPa