Cómo crear un Nivelador de Superficies Digital usando un Arduino, MPU6

Cómo crear un Nivelador de Superficies Digital usando un Arduino, MPU6050 y Pantalla OLED

13 nov 2024

Jose Fernando Gonzalez Chavarria

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En este tutorial aprenderás a construir un dispositivo para nivelar superficies de manera digital, utilizando el sensor MPU6050, un Arduino y una pantalla OLED. El objetivo es crear un nivelador preciso y fácil de usar para superficies planas.

Materiales Necesarios

Arduino (Uno, Nano, o similar)
MPU6050 (Sensor de acelerómetro y giroscopio)
Pantalla OLED (128x64)
Buzzer
Alambres y cables
Placa de pruebas o placa base
Material para la base (madera, plástico, acrílico, etc.)
Herramientas para montaje (pegamento, tornillos, etc.)

Pasos para la Creación del Nivelador Digital

Paso 1: Conectar los Componentes

Conecta el sensor MPU6050, la pantalla OLED y el buzzer a tu placa de Arduino según el esquema de conexiones. Asegúrate de conectar correctamente los pines de alimentación, I2C y otros pines de control.

En este proyecto se omitió la explicación sobre la alimentación, ya que utilizamos la conexión USB del Arduino para proporcionar energía a todos los componentes durante la fase de prueba y desarrollo. Sin embargo, si deseas que el dispositivo sea portátil, también puedes alimentarlo mediante baterías.

Paso 2: Instalar las Librerías Necesarias

Para este proyecto, utilizaremos varias librerías que son fundamentales para la comunicación y el manejo del sensor MPU6050 y la pantalla OLED. A continuación, se explica cómo descargarlas y agregarlas al entorno de Arduino:

Librerías de Jeff Rowberg para el MPU6050

Descarga el repositorio desde: https://github.com/jrowberg/i2cdevlib/tree/master

Haz clic en el botón Code y selecciona Download ZIP.
Extrae el archivo .zip que descargaste.
Copia las carpetas Arduino/MPU6050 y Arduino/I2Cdev en la siguiente ruta de tu computadora:
```
Documentos/Arduino/libraries/
```
Reinicia tu IDE de Arduino para que detecte las nuevas librerías.

Librerías de Adafruit para la pantalla OLED

Descarga la librería Adafruit GFX desde: https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library
Descarga la librería Adafruit SSD1306 desde: https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306

Para cada enlace, haz clic en Code y selecciona Download ZIP.
Extrae los archivos .zip que descargaste.
Copia las carpetas Adafruit_GFX_Library y Adafruit_SSD1306 en la siguiente ruta:
```
Documentos/Arduino/libraries/
```
Reinicia tu IDE de Arduino para que detecte las nuevas librerías.

Paso 3: Programar el Arduino

Descarga y abre el código en tu Arduino IDE.
Verifica que las librerías estén correctamente instaladas.
Carga el código al Arduino.

A continuación, te explicamos cómo funciona el dispositivo:

El sensor MPU6050 mide la inclinación (pitch y roll) de la superficie en la que está colocado.
La pantalla OLED muestra un círculo que se mueve según la inclinación detectada. Si el círculo se encuentra en el centro, la superficie está nivelada.
El buzzer emitirá un sonido cuando el dispositivo detecte que el pitch y roll están dentro del rango de ±3 grados, indicando que la superficie está nivelada.

Paso 4: Crear una Base para el Dispositivo

Para asegurar que el MPU6050 funcione correctamente y mida la inclinación de manera precisa, es importante crear una base estable. Sigue estos pasos:

Usa un material resistente como madera, plástico o acrílico.
Coloca el MPU6050 con el chip hacia arriba, alineado con la superficie que deseas medir.
Fija el sensor utilizando adhesivos, tornillos o pegamento para evitar que se mueva durante las mediciones.

Paso 5: Prueba del Nivelador Digital

Coloca el dispositivo en la superficie que deseas nivelar.
Observa la pantalla OLED:
- Si el círculo está centrado, la superficie está nivelada.
- Si el círculo se mueve hacia los bordes, ajusta la inclinación hasta centrarlo.
El buzzer se activará cuando la superficie esté dentro del rango de ±3 grados.