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20/03/18 Medidor de carga de baterías y pilas con Arduino paso a paso

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Medidor de carga de baterías y pilas con Arduino paso a paso

Comentarios(31)

Luis del Valle Hernández

En este artículo te voy a explicar cómo podemos hacer un medidor de carga de baterías y

pilas. Lo haremos a través del montaje de un circuito con Arduino.

Suele ser muy típico que tengamos por casa diferentes aparatos eléctricos que utilizan pilas o

baterías. En ocasiones, dudamos si el dispositivo está roto o las pilas se han gastado.

Medidor de carga de baterías y pilas con Arduino paso a pasoMedidor de carga de baterías y pilas con Arduino paso a paso

Gracias a este proyecto esto ya no será un problema. El medidor de carga de baterías y pilas

te dará la solución.

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Indice de contenidos

1 Objetivo del medidor de carga de baterías y pilas con la placa de Arduino

2 Componentes de Arduino que vamos a utilizar

3 Montando el circuito con Arduino

4 Programando el medidor de carga de baterías y pilas con Arduino

5 Código nativo de Arduino

Objetivo del medidor de carga de baterías y pilascon la placa de ArduinoUtilizaremos Arduino para leer a través de una entrada analógica el voltaje que suministra

una pila. Dependiendo de este voltaje, encenderemos un LED de un color. Si la pila está

nueva, se encenderá un LED verde. Si la pila no es nueva pero se ha consumido parte de

su energía encenderemos un LED amarillo. Por último, si la pila está gastada o no suministra

el suficiente voltaje, encenderemos un LED rojo.

Debemos de tener mucho cuidado con el tipo de pila y de batería que vamos a medir. Es

muy peligroso suministrar más de 5V a los pines analógicos de Arduino. Si lo que queremos

es medir pilas, lo más típico, solo podremos hacerlo con pilas AA, AAA, C y D. Son las que se

utilizan en los mandos de la televisión, en juguetes e incluso para alimentar Arduino.

Mucho ojo con una pila de 9V, las cuadradas. Como bien he dicho antes, estas pilas superan

con creces el límite de 5V. También debemos de llevar cuidado con las baterías ya que

dependerá del voltaje que suministren. Comprueba antes de conectar que realmente es menor

o igual que 5V.

Componentes de Arduino que vamos a utilizarVamos a ver que tipo de componentes necesitamos para este circuito.

Arduino UNO o cualquier placa de Arduino

Protoboard donde conectaremos los componentes

Cables para la conexión entre los componentes y la placa

3 resistencias de 220 Ω

1 resistencia de 10 kΩ

1 LED rojo de 5 mm

1 LED amarillo de 5 mm

Medir más de 5V por alguna entrada analógica puede dañar la placa.

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1 LED verde de 5 mm

Como ves se trata de un circuito muy simple. Con 3 LEDs y 4 resistencias es suficiente para

construir un medidor de carga de baterías o pilas con Arduino.

Montando el circuito con ArduinoUna vez recopilada toda la información, pasamos al montaje. En la siguiente imagen te

muestro cómo debes conectar los diferentes componentes. Presta atención sobre todo en

las resistencias.

Vamos a ver como se han conectado los componentes. Lo primero son los LEDs. Cada uno

está conectado en serie con una resistencia de 220 Ω para alargar la vida útil de los mismos.

El LED verde está conectado al pin 2, el LED amarillo está conectado al pin 3 y LED rojo

está conectado al pin 4. Esto es importante recordarlo para cuando veamos la programación.

Para medir la batería he colocado una resistencia pull-down. Este tipo de resistencia lo que

hace es mantener un estado lógico bajo es decir, a 0V. Es importante utilizar este tipo de

resistencias ya que, cuando no tengamos la batería o pila conectada para medir, tenemos un

estado indeterminado a la entrada del pin analógico, lo que hace que oscile y puede que hasta

que se encienda algún LED. Puedes probar a quitar esta resistencia y verás el resultado.

El polo positivo de la batería lo conectamos a la resistencia de pull-down y a la entrada

https://programarfacil.com/blog/arduino-blog/resistencia-pull-up-y-pull-down/



analógica A0. El otro extremo de la resistencia a tierra. Por último, el polo negativo de la

batería debemos conectarlo a la tierra de Arduino.

Programando el medidor de carga de baterías ypilas con ArduinoAhora toca la parte de la lógica y la programación. Lo primero que debemos hacer, es plantear

el problema o el algoritmo que queremos conseguir. Una vez que lo tengamos claro ya

podemos empezar a programar. Como siempre digo, un algoritmo es una secuencia de

pasos ordenados que debemos seguir para conseguir un objetivo. En este caso nuestro

objetivo es medir la carga de de una pila o batería con Arduino.

Algoritmo

En esta sección voy a detallar los pasos que debemos seguir sin escribir ni una línea de

código, eso lo haremos luego cuando tengamos claro lo que tenemos que hacer.

1. Leer el pin analógico donde tenemos conectada la pila

Cuidado con invertir las polaridades es decir, el positivo con negativo o viceversa.

Es más que aconsejable que todos los componentes tengan la misma referencia a tierra.

Todos deben estar conectados al mismo pin GND de Arduino.



2. Calculamos el voltaje para el valor que nos ha dado

3. Evaluamos el voltaje

1. Si es mayor o igual que el umbral máximo

1. Encendemos LED verde

2. Si es menor que el umbral máximo y mayor que el umbral medio

1. Encendemos LED amarillo

3. Si es menor que el umbral medio y mayor que el umbral mínimo

1. Encendemos LED rojo

4. El resto de los casos

1. No enciende ningún LED

4. Apagamos todos los LEDs

Analizando el algoritmo que vamos a implementar, sacamos como conclusión que vamos a

utilizar 3 umbrales:

Umbral máximo: indicará que la pila está totalmente cargada.

Umbral medio: de este umbral al umbral máximo la pila se ha usado pero todavía tiene

energía.

Umbral mínimo: de este umbral al umbral medio la pila no suministra suficiente energía.

Por debajo de este umbral interpretamos que no hay una pila conectada.

Código nativo de ArduinoVamos a ir viendo por partes el código del medidor de carga de baterías con Arduino.

Variables y constantes

Las constantes las vamos a utilizar para almacenar los pines donde conectaremos los LEDs y

el pin analógico donde conectaremos la pila. Los umbrales serán variables aunque podríamos

utilizar también constantes. Por último declararemos 3 variables para almacenar el valor que

nos devuelve el pin analógico, el voltaje en ese pin y el tiempo de espera para el parpadeo de

los LEDs.

Declaramos las constantes con los pines donde conectamos los LEDs y el pin analógico.

Lo siguiente es declarar las variables y los umbrales. Estos últimos dependerán del tipo de

pila. En este caso yo voy a hacer las pruebas con una pila AA

1

2

3

4

5

// Pines para los LEDs

#define LEDVERDE 2

#define LEDAMARILLO 3

#define LEDROJO 4

#define ANALOGPILA 0



Función setup

En la función setup inicializamos el monitor serie y ponemos los pines de los LEDs en modo

salida.

Función loop

Comenzamos la función loop que se repetirá continuamente. Lo primero es leer el pin

analógico y almacenarlo en la variable analogValor.

Calculamos el voltaje. Es una simple regla de 3. Si 5V es 1024, con dividir 5 entre 1024 y

multiplicarlo por el valor que nos da el pin analógico, ya tenemos el voltaje. Así de sencillo. Para

comprobar que todo está bien lo mostramos por el monitor serie.

En la siguiente parte vamos a decidir que LEDs debemos de encender. Esto lo hacemos a

través de las estructuras condicionales if.

1

2

34

5

6

7

8

9

// Variables

int analogValor = 0;

float voltaje = 0;int ledDelay = 800;

// Umbrales

float maximo = 1.6;

float medio = 1.4;

float minimo = 0.3;

123

45

67

89

10

void setup() { // Iniciamos el monitor serie Serial.begin(9600);

// Los pines de LED en modo salida

pinMode(LEDVERDE, OUTPUT); pinMode(LEDAMARILLO, OUTPUT);

pinMode(LEDROJO, OUTPUT);

}

1

23

void loop() {

// Leemos valor de la entrada analógica analogValor = analogRead(ANALOGPILA);

12

34

// Obtenemos el voltaje voltaje = 0.0048 * analogValor;

Serial.print("Voltaje: "); Serial.println(voltaje);

1

23

45

67

8910

1112

// Dependiendo del voltaje mostramos un LED u otro

if (voltaje >= maximo) {

digitalWrite(LEDVERDE, HIGH); delay(ledDelay);

digitalWrite(LEDVERDE, LOW); }

else if (voltaje < maximo && voltaje > medio) { digitalWrite(LEDAMARILLO, HIGH);

delay(ledDelay); digitalWrite(LEDAMARILLO, LOW);



Por último, apagamos todos los LEDs. Así comenzamos en la siguiente iteración con el estado

inicial todos apagados. Como estamos hablando de muy poco tiempo, microsegundos, esto

no afectará al funcionamiento.

Código completo

A continuación te dejo el código completo para que no tengas que ir copiando parte por parte.

No es muy buena práctica copiar y pegar sin leer lo anterior. Si realmente quieres aprender,

sigue todos los pasos e intenta tu mismo escribir el código. Solo así, aprenderás a programar

con Arduino.

1314

1516

1718

19

} else if (voltaje < medio && voltaje > minimo)

{ digitalWrite(LEDROJO, HIGH);

delay(ledDelay); digitalWrite(LEDROJO, LOW);

}

12

34

5

// Apagamos todos los LEDs digitalWrite(LEDVERDE, LOW);

digitalWrite(LEDAMARILLO, LOW); digitalWrite(LEDROJO, LOW);

}

12

34

56

789

1011

1213

1415

1617

181920

2122

2324

2526

272829

3031

3233

34

// Pines para los LEDs#define LEDVERDE 2

#define LEDAMARILLO 3#define LEDROJO 4

#define ANALOGPILA 0

// Variablesint analogValor = 0;float voltaje = 0;

int ledDelay = 800;

// Umbralesfloat maximo = 1.6;

float medio = 1.4;float minimo = 0.3;

void setup() {

// Iniciamos el monitor serie Serial.begin(9600);

// Los pines de LED en modo salida pinMode(LEDVERDE, OUTPUT);

pinMode(LEDAMARILLO, OUTPUT); pinMode(LEDROJO, OUTPUT);

}

void loop() { // Leemos valor de la entrada analógica

analogValor = analogRead(ANALOGPILA);

// Obtenemos el voltaje voltaje = 0.0048 * analogValor;

Serial.print("Voltaje: ");

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41 Comentarios Programar Fácil con Arduino Acceder1

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camilo gomez • hace 12 días

Hola amigo, soy nuevo en esto de Arduino asi que desconozco acerca de algunos errores que se me

presentan a la hora de ejecutar, estaria muy agradecido si me explicaras que significa este error:

Error al configurar los parámetros del puerto serial: 9.600 N 8 1

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace 12 díasModerador > camilo gomez

Hola Camilo, eso significa que estás pasando mal los parámetros cuando llamas a la función

Serial.begin(9600); Algo está mal en esa línea.

△ ▽

• Responder •

camilo gomez • hace 12 días> Luis del Valle

yo estoy copiando y pegando el codigo tal cual y no me funciona.

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace 8 díasModerador > camilo gomez

Seguramente sea un problema de conexión con tu placa, revisa bien los cables.

△ ▽

• Responder •

Cesar Guevara Cabrera • hace 15 días

Muy buen Post Luis como siempre :)

Quisiera agregar algunas cosas para ayudar a los que hayan tenido las mismas dudas que yo, porfavor

Luis las confirmas si pudieras, si me equivoco no quiero dejar un conocimiento erroneo. je.

1. Se que puede parecer basico pero me demoro algo en recordar, se pone esa resistencia al lado de la

fuente, serie, todo el voltaje de la pila caera sobre esta resistencia, asi al haber una pila, arduino medira

el voltaje en la resistencia por que esta midiendo justo en la mitad respecto a tierra. Y en caso no haya

bateria mida 0V exactos y no dejar la entrada al aire, la cual se vuelve suseptible a ruidos externos.

2. Para medir la bateria usando un esp8266, como el esp8266 como tal no tiene entrada analogica, se

deberia usar un nodeMCU o un Wemos, etc. En estas placas de prototipado si hay un pin analogico que

soporta hasta un maximo de 3.3V por un convertidor de voltaje interno, con esto y casi el mismo codigo,

se puede medir la bateria para proyectos con wifi.

Espero mis aportes esten bien y le sirvan a alguien, saludos :)

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace 15 díasModerador > Cesar Guevara Cabrera

Muchas gracias César por tus aportes :)

△ ▽

Maycon Moreira • hace un mes

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Maycon Moreira • hace un mes

Hola amigo,

Yo voy a construir un medidor de batería de notebook usando arduino, sólo que cuando la batería está

llena, voy a cortar la tensión. ¿Puedo informarme qué componentes necesitaré?

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace un mesModerador > Maycon Moreira

Ufff, eso es algo complicado. Yo te recomiendo que mires algún circuito que haga lo que estás

diciendo y que dese Arduino lo controles. También puedes ver un relé.

△ ▽

• Responder •

Cristian Daniel López • hace 4 meses

disculpe esta información de carga de las baterías me pregunto si se podría enviar a mi celular mediante

bluetooth. Soy nuevo en esto y si se podria como hacerlo ?

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace 4 mesesModerador > Cristian Daniel López

Claro que se podría Cristian, por Bluetooth o por WiFi. ¿Conoces APP Inventor?

△ ▽

• Responder •

FREDDY ARLEY PRADA LOPEZ • hace 14 días> Luis del Valle

si yo también pretendo hacer lo mismo que cristian daniel, seria de mucha ayuda su

aporte respecto a esto, y para contestar la pregunta de APP inventor , si lo conozco, de

antemano muchas gracias

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace 13 díasModerador > FREDDY ARLEY PRADA LOPEZ

Con APP Inventor hay tutoriales para conectar por BLE con una placa o cualquier

otro dispositivo.

△ ▽

• Responder •

Pablo Ponce • hace 5 meses

Muchas gracias por el aporte, funciona muy bien. Tengo una duda, estoy utilizando batería de litio, cuyos

valores serían: máximo 4.2; medio: 3.7; mínimo: 2.75. ¿Cómo podría representar en valores de

porcentaje el nivel de carga de la batería? Muchas gracias.

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace 5 mesesModerador > Pablo Ponce

Hola Pablo. Para hacer eso solo tienes que hacer una simple regla de 3. 4,2 es 100 y un valor es

X. Despejas X y te sale que X = (100*valorBat)/4,2 Lo puedes probar y me dices.

△ ▽

• Responder •

Pablo Ponce • hace 5 meses> Luis del Valle

Gracias por tu respuesta, el inconveniente de hacer ese cálculo es, que por ejemplo mi

0% debería ser 2.9 y con esta cuenta no lo logro. Me explico mejor, mi 100% sería 4,2V,

mi 50% sería 3.7V y mi 0% 2.9V. Espero puedas ayudarme. Saludos

△ ▽

Pablo Ponce • hace 5 meses> Pablo Ponce

Lo solucioné, explico como lo hice por si alguien mas lo necesita. Mi proyecto lo

alimento con batería de 3 celdas de 4.2V, en total 12.6V. Con un divisor de tensión

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alimento con batería de 3 celdas de 4.2V, en total 12.6V. Con un divisor de tensión

lo bajo a 4.2 para poder leer la tensión con arduino. Luego de haber calculado el

divisor, verifico los niveles máximos y mínimos obtenidos a la entrada A0. En mi

caso fueron, máx 843 para 4.2V y min 596 para 2.9V. La diferencia entre ellos es

de 247. Con estos datos, ahora realizando regla de 3 puedo obtener mis valores

de 0% a 100%. El cálculo, sería el siguiente: porcentaje=(((medida_A0-

596)*100)/247). Saludos.

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace 5 mesesModerador > Pablo Ponce

Muy buena solución Pablo, gracias por tu aporte :). También lo podías haber hecho

cambiando de escala pero es lo mismo. Enhorabuena por tus avances :)

△ ▽

• Responder •

Miguel Simal Lalana • hace 9 meses

Gracias, esto cae en examen y está mejor explicado que con el "profesor"

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace 9 mesesModerador > Miguel Simal Lalana

Gracias a ti Miguel :)

△ ▽

• Responder •

David Alan Rubio Rojas • hace un año

muy bueno el tutorial

pregunto como le hago para hacerlo para una bateria de lipo de 11.1v ya que neceito saber el voltaje ya

que sera para aplicarlo a un dron

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace un añoModerador > David Alan Rubio Rojas

Más o menos igual, el problema está en medir esa tensión con Arduino. Podrías utilizar un divisor

de tensión y reducir el voltaje https://programarfacil.com/...

△ ▽

• Responder •

David Alan Rubio Rojas • hace un año> Luis del Valle

si tengo un divisor de voltaje que es de 1:4 tengo una entrada de 12v que es lo que me

arroja una bateria de lipo de 3s y el divisor de voltaje en la saldia me entrega aprox unos

3v y mi duda es despues de eso como le hago para que en serial me aparezca que la pila

esta carga en este caso que tiene 12v y que se demuestre como disminuye el voltaje

△ ▽

• Responder •


Si tienes un Arduino UNO lo metes por un pin analógico, los 3V. Estos pines tienen

una resolución de 10-bit así que el 0 es 0V y el 1023 es 5V. Calcula cuanto es 3V.

Para mostrarlo por el serial Serial.println(valorAnalogico); Si quieres hacer la

transformación inversa aplica la regla de 3 y ya está.

△ ▽


si tengo un arduino uno de igual manera lo estoy metiendo por el pin analogico, si

la parte de los 10-bit lo entiendo, pero la parte del calculo aun no la entiendo muy

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• Responder •

bien,se supone que en mi caso los 3V son en reailidad mis 12V,entonces en mi

puerto serial al entrar los 3V me debe de aparecer que son 12V en la terminal, al

realizar el calculo,que en este caso el calculo es mi voltaje de entrada al pin

analogico que se multiplica por el valor que se obtine al dividir 12V/1023, es en

esta parte donde tengo mi duda, por que al hacer mi simulacion que la realizo en

proteus cuando introduzco los 3v por el pin analogico y me aparece por la terminal

que mi voltaje es de 12v y se supone que al reducir mi voltaje de 3V por obvia

razon se debe de reducir en la terminal los 12V pero no reducen los 12V si no que

sigue aparciendo igual los 12V, cuando ya reduje me voltaje a menos de 3V, me

ha servido de mucho tu ayuda,gracias

△ ▽

• Responder •


Hola David, todavía no entiendo el montaje de tu circuito pero me lo imagino.

Tienes 12V que lo reduces a 3V con una resistencia por ejemplo. Esos 3V lo

metes a un pin analógico del Arduino. Este pin mide de 0V a 5V que equivalen a 0

y 1023. Por lo tanto si tienes 3V con una regla de tres tendrás en el pin (1023x3)/5

= 614 aproximadamente. Compruébalo con un multímetro.

Una vez que se vaya reduciendo el valor de la entrada tendrás que comprobar que

voltaje tiene. Si por ejemplo tienes 300 entonces el valor en voltios es (5x300)/1023

= 1,4V aproximadamente.

Ahora falta cambiar la escala de 3V a 12V. Otra regla de tres. Si 3V son 12V

¿cuánto será 1,4V? => (12x1,4)/3 = 5.6V aproximadamente.

Si los cálculos están bien y no he metido la pata en algún momento, esto te puede

servir :).

Ya me vas contando.

△ ▽

• Responder •


Hola,gracias me ha servido mucho tu ayuda,con respecto a mi circuito en contre

un transistor que es el lm7805 que reduce cualquier voltaje a 5v,entonces ahora

mi escala seria de 5V a 12V,tendria que hacer lo mismo, por ejemplo si tengo

1023 valor en voltios seria 5V, y ahora lo tendria que pasar a mi escala, por

ejemplo si tengo 4v mi conversion seria (12*4)/5=9,6v.Muchas gracias con eso

que me explicaste solucione mi duda.

gracias :)

△ ▽

• Responder •


Hola David, eferctivamente lo que comentas es así, si cambias a 5V es más

sencillo :).

Suerte y ánimo con el proyecto.

△ ▽


Muchas gracias,si reulto mas sencillo asi.

gracias ya solo falta que durante el vuelo del dron se mantenga estable :).

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• Responder •

gracias.

△ ▽

• Responder •


De nada David, ahora a añadir otra funcionalidad. Así es el prototipado y el diseño

incremental. Buen trabajo ;)

△ ▽

• Responder •

David Alan Rubio Rojas • hace 10 meses> Luis del Valle

Hola Luis, el pasado jueves presente mi prototipo de un dron al cual ya le integre el

medidor de bateria,solo que al final un profesor me pregunto si era lineal el

sistema de medicion.

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace 10 mesesModerador > David Alan Rubio Rojas

Hola David, en principio tendría que ser lineal lo único que dependerá mucho de la

electrónica que se esté utilizando y de las condiciones de trabajo. Lo puedes

probar obteniendo los datos cada poco tiempo y haciendo una gráfica.

△ ▽

• Responder •

David Bento • hace un año

Buenisimo el tutorial gracias.

Se podría hacer el mismo medidor pero con un attiny85? Pregunto ya que tengo montado en un attiny85

un sensor pir y me gustaría saber el nivel de carga de la pila. Posteriormente le agregaría un modulo

bluetooth hc-06.

Saludos

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace un añoModerador > David Bento

En principio no tiene porque haber problema aunque no te lo puedo garantizar ya que no lo he

probado con el Attiny85.

△ ▽

• Responder •

Gabriel Lázaro Mena • hace un año

Geniales los proyectos, en cuanto saque algo de tiempo me pongo con ellos y te voy mandando el

resultado de nuestros progresos, sigue así....

△ ▽

• Responder •

Luis del Valle • hace un añoModerador > Gabriel Lázaro Mena

Muchas gracias Gabriel, espero esos resultado y cualquier duda ya sabes donde encontrarme ;)

△ ▽

• Responder •

Maximilian Sinn (http://hazmep • hace un año

Hola, buenas… Me llamo Maximilian. Aprovecho la campaña de Bitácoras para pasar por aquí y decirte

que te acabo de votar para tu categoría, y si de paso tienes un hueco libre para “hazmepoeta.com” en

Arte y Cultura sería genial. Muchísimas gracias por adelantado y suerte!!

△ ▽

Luis del Valle • hace un añoModerador > Maximilian Sinn (http://hazmep

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SCT-013 mide el consumo eléctrico en tu casacon Arduino

34 comentarios • hace 6 meses

Nemigo — puntualizar un par de cosasel cable de

neutro siempre es de color azuly las fases de

color marrón, negro o gris (en usa rojo)

#126 ¿Arduino y ESP se unen? Proyectos quesalvan vidas y muchas cosas más

6 comentarios • hace 2 meses

Luis del Valle — Muchísimas gracias Jorge por

tus palabras, es un placer poder compartir con

estos dos monstruos un podcast. Respecto al

proyecto …#130 Monitorizar temperatura en invernaderoscon Arduino y más preguntas

11 comentarios • hace 21 días

Luis del Valle — Por supuesto Jorge, cualquier

ayuda es buena y te lo agradezco de todo

corazón :)

Detector de bordes Canny cómo contarobjetos con OpenCV y Python

2 comentarios • hace un año

Luis del Valle — Hola Jorge muchas gracias por

tus palabras. Con respecto al vídeo es como tu

dices, hay que recorrer frame a frame. Aquí te …

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Luis del Valle • hace un año> Maximilian Sinn (http://hazmep

Hola Maximilian

Muchas gracias, ya estás votado ;)

△ ▽

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Maximilian Sinn (http://hazmep • hace un año> Luis del Valle

Muchas gracias señor!!! Saludos

△ ▽

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Luis del Valle • hace un añoModerador > Maximilian Sinn (http://hazmep

Gracias a ti Maximilian ;)

△ ▽

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Alexander Robayo • hace un año

Que buen proyecto!!!

Gracias por compartir esta información

△ ▽

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Luis del Valle • hace un añoModerador > Alexander Robayo

Hola Alexander, de nada gracias a ti por comentar :)

△ ▽

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