Diego Luis Aristizábal R., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Física Universidad Nacional de Colombia

Transcripción

1 Diego Luis Aristizábal R., M. Sc. en Física Roberto Fabián Restrepo A., M. Sc. en Física Carlos Alberto Ramírez M., M. Sc. en Física Esteban González V., Ing. Físico Asistente Técnico Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales

2 Página 2 PhysicsSensor La sonda digital Ultrasónica Distanciometro Descripción En este manual se describe los pasos necesarios para la construcción de una sonda ultrasónica (figura 1), fabricada con electrónica digital de bajo costo que acoplada al PC a través de una tarjeta de adquisición de datos como ARDUINO permite medir distancias en un rango de 2 cm a 4 m. Figura 1 Materiales Cantidad Descripción Costos 1 Sensor SFR05 US$ 25 1 Cable 1x1 con plug de audífono de 1.5 m a 2 m de largo. US$ 2,00 1 Regleta de pines macho para montaje por presión de 40x1 a 90. US$ 0,50 1 Base para montar el sensor en acrílico. US$ 7,00 2 Tornillo goloso de 1/8 x 1.5 mm Termoencogible de 3 mm. Multímetro Elementos para hacer soldaduras con estaño Procedimiento Los sensores SFR05 tienen espacio para conectar 10 pines, sin embargo, sólo se usará la mitad de ellos para alimentar el sensor y leer la respuesta (pines de la izquierda en la Figura 2a). Los otros pines sólo se emplean durante el proceso de fabricación del módulo y por tanto NO SE DEBEN USAR. Se necesitarán 5 pines de la regleta a 90 los cuales deben meterse en los huecos del sensor como se muestra en la Figura 2b y sujetarse con puntos de soldadura desde la parte frontal del sensor. El módulo SFR05 viene con dos modos de funcionamiento; en el primero se utiliza la conexión Disparo para enviar el pulso y se obtiene la respuesta por la conexión Salida ECO.

3 Facultad de Ciencias,, Sede Medellín Página 3 El segundo modo de funcionamiento utiliza la conexión Disparo para enviar el pulso y también para obtener la respuesta del sensor. Éste segundo será el modo que se implementará ya que permite disminuir el número de conexiones que se deben hacer y para activarlo se deben conectar en corto circuito las terminales Modo (N.C.) y GND. (a) Figura 2. Sensor SFR05 a) Conexionado b) Ubicación de los pines en el sensor. Luego se toma el cable 1x1 y se corta en uno de los dos extremos de éste, dentro del cual se encontrarán 3 cables de menor calibre. Es necesario utilizar el multímetro para saber a qué cable corresponde cada uno de los contactos del plug, ya que se va a seguir la convención para las conexiones mostrada en la Figura 3a. (b) (a) (b) (c) Figura 3. a) Estándar elegido para trabajar con los plug de cable 1x1. Sensor SFR05 con el cable 1x1 solado a los pines b) Vista Frontal c) Vista Trasera.

4 Página 4 PhysicsSensor Antes de poner los puntos de soldadura se debe poner un trozo de termoencogible de 3 mm dentro de cada cable para prevenir posibles cortos circuitos no deseados. Se debe conectar y soldar el cable de Alimentación (5V) al pin de +5VCC del sensor, el cable de Tierra (0V) al pin GND y el cable Señal al pin Disparo. Una vez terminadas las soldaduras se procede a poner el termoencogible sobre éstas y encogerlo con calor, por lo que el sensor debe quedar como el que se muestra en las Figura 3b y 3c. La base en la cual se montará el sensor se puede construir en el material que se desee; en éste caso se eligió como material el acrílico. En las Figuras 4a y 4b se presentan los planos para su construcción. Una vez tenga la base se instala el sensor de modo que quede atrapado entre ambas partes de ésta y se fija con los tornillos de Ø 1/8. La sonda se acoplará al PC a través de la tarjeta de adquisición de datos ARDUINO a través de sus puertos digitales. Para desplegar en el PC las medidas de distancia se podrá emplear el paquete PhysicsSensor: este software se diseñó bajo el concepto de Instrumentación Virtual, es de libre uso y es propiedad de la. Correo: dfisica_med@unal.edu.co Profesor Diego Luis Aristizábal R Correo: daristiz@unal.edu.co

5 Facultad de Ciencias,, Sede Medellín Página 5 (a) (b) Figura 4. Planos para la construcción de la base para el sensor SRF05