SENSOR DE POSICIÓN ULTRASÓNICO. Guía de Uso

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Elisa González Pérez
hace 8 años
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1 SENSOR DE POSICIÓN ULTRASÓNICO Guía de Uso

3 Introducción I NTRODUCCIÓN El S ENSOR DE P OSICIÓN U LTRASÓNICO de INGKA permite medir la distancia entre un determinado objeto y el sensor de manera continua. Para detectar esta separación, el sensor emite un tren de pulsos sonoros de frecuencia ultrasónica (40 khz) y luego recibe el eco que produce esta señal al rebotar sobre el objeto. El trayecto que recorre el tren de pulsos sonoros se puede calcular a partir del tiempo transcurrido entre la emisión de la señal y el arribo del eco, además del valor de la velocidad del sonido en el aire. Para realizar esta medición de eco el sensor posee en su cara frontal un emisor y un receptor de ultrasonido, como puede apreciarse en la Figura 1.1. Figura 1.1: S ENSOR DE P OSICIÓN U LTRASÓNICO Este sensor fue diseñado para operar bajo el sistema de adquisición I NGKA -S AD. Es posible conectar hasta dos sensores de este tipo funcionando simultáneamente en las entradas digitales del S AD. El S ENSOR DE P OSI CIÓN U LTRASÓNICO es ideal para registrar la dinámica del movimiento de cuerpos en una amplia gama de experimentos. 1

El trayecto que recorre el tren de pulsos sonoros se puede calcular a partir del tiempo transcurrido entre la emisión de la señal y el arribo del eco, además del valor de la velocidad del sonido en

4 INTRODUCCIÓN 2

5 Para utilizar este sensor se debe conectar el sistema de adquisición de datos INGKA-SAD a la computadora mediante el cable USB y ejecutar el software INGKA. Luego hacer clic en el botón conectar, de manera que el software reconozca la placa conectada. A continuación se debe conectar el SENSOR DE POSICIÓN ULTRASÓNICO a alguno de los puertos digitales de la placa de adquisición y el sistema detectará automáticamente al sensor. Las propiedades del sensor, como la distancia máxima y tiempo de muestreo, pueden ser elegidas en el menú de opciones. Para acceder a esta ventana debe clickearse según se muestra en la Figura 2.1. Utilización UTILIZACIÓN Figura 2.1: Acceso al menú de opciones para el SENSOR DE POSICIÓN ULTRASÓNICO. Opciones de Configuración El SENSOR DE POSICIÓN ULTRASÓNICO toma mediciones regulares de distancia y tiene capacidad de promediar un cierto número de veces antes de almacenar el valor de longitud y tiempo. Las opciones que se muestran en la Figura 2.2 permiten modificar las siguientes propiedades: Tiempo de muestreo (ms): es el tiempo entre dos mediciones consecutivas y se mide en milisegundos. El tiempo por defecto es de un segundo (1000 ms) y se puede ajustar entre 30 ms y 10 seg en pasos de 1 ms. De forma equivalente, la frecuencia de muestreo puede encontrarse en el intervalo 0,1 y 33 Hz. 3

A continuación se debe conectar el SENSOR DE POSICIÓN ULTRASÓNICO a alguno de los puertos digitales de la placa de adquisición y el sistema detectará automáticamente al sensor.

6 UTILIZACIÓN Cada medición del sensor toma 30 ms. Por lo tanto, el parámetro Mediciones por dato debe ser menor que el Tiempo de muestreo divido 30 ms. Es aconsejable utilizar la menor distancia máxima compatible con el experimento. Los valores de calibración sólo son almacenados mientras está activa la aplicación INGKA y mientras está conectado el sensor. Figura 2.2: Menú de opciones para el SENSOR DE POSI- CIÓN ULTRASÓNICO. Mediciones por dato: es la cantidad de mediciones que se promedian antes de almacenar el valor. El valor por defecto es de una medición por cada dato almacenado. Distancia máxima (m): es el parámetro de time-out que le indica al sensor cuál es el tiempo máximo que debe esperar el arribo del eco. Superado ese valor de espera, el sensor reportará el valor 0. Por lo tanto, cualquier objeto que se encuentre a una distancia mayor al parámetro Distancia máxima no será detectado y el sensor reportará el valor 0. Este parámetro es de utilidad para aquellos experimentos donde puedan perderse algunos ecos del objeto. En este caso el sistema permanecerá inactivo un tiempo limitado, dado por el valor de Distancia máxima. Calibrar Sensor: esta opción permite calibrar los datos que se miden, aplicando una transformación lineal a los valores entregados por el sensor y almacenarlos en una nueva variable. Por defecto esta variable tiene el nombre de <Distancia> y se expresa en milímetros (mm), según una calibración por defecto del sensor. Para realizar una nueva calibración, en primer lugar se debe asignar un <Nombre> y <Unidad> a la nueva variable. Luego se deben tomar uno a uno valores de posición conocidos, que aparecerán en la ventana Valor Actual, y asignarles el valor calibrado en la ventana <Nombre> (según el nombre que se haya elegido). El programa realizará automáticamente una regresión lineal sobre los datos de calibración. Como resultado de la misma los valores medidos por el sensor serán transfor- 4

Los valores de calibración sólo son almacenados mientras está activa la aplicación INGKA y mientras está conectado el sensor. Figura 2.2: Menú de opciones para el SENSOR DE POSI- CIÓN ULTRASÓNICO.

7 mados en su valor calibrado, además se reportarán los estimadores de la pendiente y ordenada al origen de la regresión. Al clickear el botón aceptar la calibración será guardada y todas las mediciones subsiguientes del sensor serán transformadas según esta calibración. Utilización UTILIZACIÓN 5

Al clickear el botón aceptar la calibración será guardada y todas las

8 UTILIZACIÓN 6

9 Especificaciones Resolución temporal: 30 ms. Distancia máxima: 4 m. Distancia mínima: 2 cm. Resolución espacial: ± 3 mm. Ángulo de medición: 15 o. Este sensor se puede combinar con cualquier otro sensor en el sistema INGKA-SAD. Permite un máximo de hasta dos sensores por sistema INGKA-SAD. El equipo fue calibrado para operar a 20 o C. Se estima una desviación de ± 0,2 %/ o C debido a cambios en la temperatura ambiente. ESPECIFICACIONES 7

Este sensor se puede combinar con cualquier otro sensor en el sistema INGKA-SAD.

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