Registro de vibraciones mecánicas mediante sensor inercial en Labview (Actividad 1) Yair Sánchez Flores 1 , Eduardo Romero Cuapio Cuapio2 Universidad Politécnica de Tlaxcala 1 2 Av. Universidad Universidad Politécnica Politécnica No.1, San Pedro Xalcaltinco, Xalcaltinco, 90180 90180 Tepeyanco, Tepeyanco, TLAX TLAX 1 2
[email protected] [email protected] , eduardorc96@liv
[email protected] e.com.mx
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Abstract. Abstr act. - I - I n thi th i s art i cle we study th e data obtain obtain ed by usin usin g the M M 7631 and the data data recor recor d to obtain obtain the mechanical mechanical vibrati ons in the inerti al sensor. nsor. Ex amples amples of some some of the most most i mportant appli cations cation s of F our ier analysis an alysis are also given given to se sever ver al br anches of math emati cs An d physics, physics, des descri bes bes how how the M M 7631 7631 works and the programmi ng i n Ar duin o-L adview adview Resume.Resume.- E n este este artícul o se se estu estudian dian l os datos obteni obteni dos al u ti l i zar el M M 7631 y el el r egistro egistr o de datos dato s par a obtener l as vibr aci ones on es mecáni cas en en el sensor i ner ci al T ambi é n se dan ejempl ej emplos os de algun al gun as de l as apli caciones caci ones más i mpor tantes tan tes del del an ál i sis de F our i er a vari as r amas de l a matemáti ca y de l a física, se descr descrii be cómo cómo f un ciona ci ona el M M 7631 y la pr ogramaci ogr amaci ón en ar dui no- Ladview
Índice 1. Introducción Definición de vibraciones vibraciones mecánicas, mecánicas, descripción del MMA7361 (Características principales, esquemático, esquemático, ESD…) etc 2. Material - Lista de componentes 3. Desarrollo - Programa registro de datos, Etapa de adquisición de MMA7361 con arduino 4. Aplicaciones - Ejemplos de aplicaciones de acelerómetros
vibr aciones acio nes mecáni cas median te sensor sensor in erci al con con LabVIE W Fecha: En er o 23, 2017
I.
INTRODUCCIÓN
Definición de vibraciones mecánicas
El estudio de las vibraciones mecánicas También llamado, mecánica de las vibraciones, es una rama de la mecánica, o más generalmente de la ciencia, estudia los movimientos oscilatorios de los cuerpos o sistemas y de las fuerzas asociadas con ella.
5. Conclusiones
Anexos 1. Datasheet de MMA7361, etc Referencias Referencias [1] Libros [2] Web (Arduino, datasheet, etc)
Evidencia de Actividad No.1: Registro de
Descripción del sensor MMA7361
El acelerómetro MMA7361 de Freescale es un dispositivo con salida analógica de 3 ejes. El sensor puede ser configurado para realizar mediciones entre ±1.5 g y ±6g. El sensor incluye otras características que simplifican en gran
hoja de datos que sirvió para poder conocer las cordenadas X, Y y Z
medida la interfaz con circuitos analógicos y digitales, como filtro pasa bajo, compensación de temperatura y detección de caida libre.
2) La Simulación se observa en el anexo
Características del Acelerómetro MMA7361 - Acelerómetro con interfaz analógica, requiere 3 canales de ADC en el micro controlador - Rango de medida seleccionable 1-5 y 6g Módulo con regulador de voltaje incluido, puede usarse en sistemas que lo alimentan con 3.3 y 5 volts - Capacidad de detección de caída libre (salida digital) - Filtro pasa bajo en salidas analógicas, compensación de temperatura. Alimentación del MMA7361: 2.2 a 3.6V 400 uA
1 de esta práctica. la plataforma de
labview donde se registran los datos de X, Y y Z. Estos datos son graficados en el software Matlab para obtener la serie de fuorier
3) El registro de los datos del MM7631 ver anexo 2. El programa recibe la señal del sensor y la registra en un block de notas que igual se anexa a esta practica
IV. II.
Material los
Material - Acelerómetro - jumpers - Prtoboart - resistencias de ¼ de watt Arduino Uno TOTAL III.
Piezas 1 8 1 2
costo $ 150 $ 20 -------$ 3.5
1
--------$ 173.5
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DESARROLLO
a) Objetivo Comprender el funcionamiento MMA7361 con el registro de datos.
del
b) Resultados experimentales 1) Se observó el datascheet de sensor para poder conectarlo eficientemente, en la presente grafica se anexa dicha
APLICACIONES ACELERÓMETRO MMA7361
efectos
didácticos,
DEL
que el Acelerómetro está conformado por un receptáculo en su centro de masa, y dentro del mismo tres pequeñas “bolillas” de masa xx, donde cada una está sujeta a cada eje X+, Y+, Z+ , a través de un resorte minúsculo capaz de registrar la fuerza elástica. Ahora, viene lo divertido, tal cual está colocado el chip del acelerómetro, como lo muestra anteriormente, la gravedad actúa sobre el eje Y, en sentido (-Y). La “bolilla” sujeta a Y+ sufrirá un estiramiento dado que cae por su peso, por efecto directo de la gravedad:
tensión proporcional a la magnitud en cada eje, deberían ser iguales pero en la realidad no lo es. Cada eje tiene un rango de valores y que vamos a medir con Arduino. En esta figura vemos, el resumen de cómo actúan los sentidos de la fuerza elástica.
Representación de +1G del acelerómetro Resúmen : -1G, OG, +1G
El estiramiento genera una fuerza con sentido Y+ igual a K (I-I0), donde (II0) es el estiramiento y K una constante de fabricación. I0 es el resorte sin estirar, es decir sin aplicación de fuerza alguna, llamada Fuerza fuerza 0G Esta corresponde enteramente aplicada sobre el eje Y llamada Fy, por lo tanto serpa proporcional a la fuerza +1G ya que actúa la
V.
CONCLUSIÓN
a) Yair Sanchez Flores: Se concluyó con la obtención de datos con el giroscopio MM7631 al igual que su comportamiento en los distintos ejes que son x,y,x.
b) c) Eduardo Romero Cuapio: se pudo observar la forma como funcionada el MM7631 y la función
gravedad directamente sobre él. El signo (+) indica el de la fuerza que realiza el resorte, tratando de evitar que el resorte se estire y su sentido corresponde a (+Y).
VI .
REFERENCIAS
[1]. 7. Chase, R., Jacobs, F. y Aquilano, N. (2005). Administración de la producción y operaciones 10ª edición. México: McGraw Hill, p. 114
Representación de -1G del Acelerómetro Si ahora rotamos 180 grados el chip, la “bolilla”, ahora comprimirá el resorte nuevamente por efecto de la gravedad pero, la fuerza del resorte posee un sentido hacia (-Y) lo que representara una proporción a la fuerza de -1G Con el resto de los ejes sucede lo mismo con sus respectivas “bolillas” y resortes. La teoría indica que las salidas de Anexos
[2] Principios de administración de operaciones. México: Prentice Hall
Programa de LABVIEW, para el desarrollo de la práctica. Se visualiza la programación hecha y tubo resultados satisfactorios
Visualización de registro en la pantalla LAbVIEW Anexo 2
Grafica obtenida de los datos , en el software Matlab
Anexo 3 Hoja DataCheet
Especificaciones del sensor MMA7361:
– Bajo consumo de corriente: 400 μA. – Modo de espera: 3 μA. – Bajo Voltaje de la operación: 2,2 V – 3,6 V. – Alta sensibilidad (800 mV /
[email protected]). – Sensibilidad seleccionable (± 1,5 g, ± 6 g). – Encendido Rápido Tiempo de calentamiento (0.5 ms Tiempo de Respuesta Activa). – 0g-Detect para la Protección de la caída libre. – Acondicionamiento de señales con filtro de paso bajo. – Diseño robusto, alto Shocks supervivencia.
