Lab3 - Identificar, simular y comprobar el funcionamiento de diversos sensores eléctricos PDF

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Identificar, simular y comprobar el funcionamiento de diversos sensores eléctricos determinando sus características, parámetros y analizando su data....

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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA Práctica de Laboratorio N° “3”. Fundamentos de sensores eléctricos

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1. B1_IE 3.1 hc-sr04

2. OBJETIVOS 1.1 OBJETIVO GENERAL Identificar, simular y comprobar el funcionamiento de diversos sensores eléctricos determinando sus características, parámetros y analizando su data. 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Figura 1. sensor HC-SR04

2.1. Comprender e implementar la tarjeta ARDUINO UNO.

3.1.1 Concepto: El HC-SR04 es un sensor de distancias por ultrasonidos capaz de detectar objetos y calcular la distancia a la que se encuentra en un rango de 2 a 450 cm. El sensor funciona por ultrasonidos y contiene toda la electrónica encargada de hacer la medición

1.2. Simular el comportamiento del sensor HC-SR04 utilizando PROTEUS 1.3. Elegir e implementar tres sensores compatibles con ARDUINO UNO. 1.4. Obtener curvas de calibración de los sensores implementados.

3. ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS Requerimientos necesarios para el correcto desarrollo de la práctica de laboratorio:        

Arduino IDE Version: 1.8.7. (64bit). Proteus 8 Professional Version: 8.6(64-bit). Matlab Version: R2016a(64-bit) Fritzing Versión: 0.9.3b(64-bit). Microcontrolador ATmega328. Sensor ultrasonico HC-SR04. Sensor temperatura LM35 Protoboard

3.1.2 Caracteristicas: - Voltaje de operación: DC 5 V - Rango minimo 2cm - Rango máximo: 4m - Dimensiones: 45*20*15mm - Corriente de operación: 15 Ma - Angulo de medida: 15 grados - Señal entrada de trigger: 10 us pulso TTL - Frecuencia de operación: 40Hz

3.1.3 Implementación

4. RESULTADOS

#include LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2); long tiempo=0; long distancia=0; int pinTrigger=7;

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Se procede a realizar el montaje como el circuito de la figura

Figura 2. Circuito eléctrico para el HC-SR04 Una vez se realiza el montaje en la protoboard conectando el sensor al arduino y luego se procede a programar la tarjeta Arduino, se usa el siguiente código, el cual mediante Excel podemos capturar los datos y graficar los resultados obtenidos (Se incluye archivo Excel para capturar los datos)

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A través del software Proteus se realiza la simulación del sensor, se necesita un nuevo código de Arduino que permita la visualización de los datos en un LCD, se implementa el código se presente en el tutorial “SIMULACIÓN DE SENSOR ULTRASÓNICO EN PROTEUS” [3] El siguiente código de Arduino no necesita ser cargado en el Arduino, solamente es necesario verificarlo y el software generara dos archivos los cuales se cargarán posteriormente en Proteus. 3.2 Sensor LM35

Figura 4. Sensor LM35

3.2.1 Concepto El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1 °C. Su rango de medición abarca desde -55 °C hasta 150 °C. La salida es lineal y cada grado Celcius equivale a 10 mV, por lo tanto: 150 °C = 1500 mV -55 °C = -550 mV Opera de 4v a 30v. 3.2.2 Características Figura 3.Codigo para arduino y HC-SR04

- Funciona de 4 V a 30 V - Factor de escala lineal + 10 mV / ° C

.1.4 Simluación

- Exactitud garantizada de 0,5 ° C (a 25 ° C)

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- Calibrado directamente en grados centígrados - Bajo costo debido al recorte de nivel de oblea - Clasificada para rango completo de -55 ° C a 150 ° C - Drenaje de corriente inferior a 60 μA Figura 6. Código para arduino y LM35 3.2.3 implementación

5. CONCLUSIONES 4.1 Para obtener un buen funcionamiento de los diferentes sensores se debe consultar previamente los datashett y así conocer sus características. 4.2 Se amplió el conocimiento de simulación de circuitos con el software con Proteus en conjunto con Arduino lo cual es de vital importancia a la hora de usar sensores eléctricos y realizar sus respectivas simulaciones.

Figura 5. Circuito eléctrico para el LM35 Se realiza el montaje en la protoboard y se programa la tarjeta Arduino usando el siguiente código.

4.3 El uso de sensores es de gran importancia en los procesos de automatización y control debido a que nos permiten obtener datos en tiempo real de un proceso y si hay algún error nos permite emitir la señal de alerta y posteriormente corregir las fallas 4.4 Se observó en el montaje del sensor HCSR04 y el correcto funcionamiento del sensor con un grado de error bastante pequeño.

6. RECOMENDACIONES

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5.1 Se recomienda estar familiarizado con la programación en arduino para entender de mejor manera el funcionamiento del código para usar los sensores. 5.2 Se recomienda tener cuidado a la hora de realizar los montajes en la protoboard y apoyarse en las simulaciones para que las conexiones sean correctas y asi obtener el normal funcionamiento de lo planteado

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] ELEC FREAKS. Ultrasonic Ranging Module HC - SR04 [Online]. Avaliable at: https://www.mouser.com/ds/2/813/HCSR041022824.pdf [Accessed: 29 Oct. 2018 [2] Luis Llamas (2015). MEDIR DISTANCIA CON ARDUINO Y SENSOR DE ULTRASONIDOS HC-SR04[Online]. Avaliable at: ttps://www.luisllamas.es/medirdistancia- conarduino-y-sensor-deultrasonidos-hc-sr04/ [Accessed: 29 Oct. 2018] [3] Luis Llamas (2015). MEDIR TEMPERATURA CON ARDUINO Y SENSOR LM35 [Online]. Avaliable at: https://www.luisllamas.es/medirtemperaturacon-arduino-y-sensor-lm35/ [Accessed: 29 Oct. 2018]

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