π
<-
Chat plein-écran
[^]

p22019elec


Hierarchy of files

 Downloads
 Files created online(28568)
 TI-Nspire
(19964)

 mViewer GX Creator Lua(14447)

DownloadTélécharger


LicenceLicense : Non spécifiée / IncluseUnspecified / Included

 TéléchargerDownload

Actions



Vote :

ScreenshotAperçu


Tester en ligne !

Informations

Catégorie :Category: mViewer GX Creator Lua TI-Nspire
Auteur Author: eventide17300
Type : Classeur 3.6
Page(s) : 17
Taille Size: 1.55 Mo MB
Mis en ligne Uploaded: 09/11/2019 - 10:26:40
Uploadeur Uploader: eventide17300 (Profil)
Téléchargements Downloads: 0
Visibilité Visibility: Archive publique
Shortlink : http://ti-pla.net/a2416610

Description 

PRÀCTICA 2
ESTUDI DE DIVERSOS SENSORS

2.1 OBJECTIUS

- Veure diferents tipus de sensors
- Comparar lectures proporcionades per sensors que realitzen el mateix tipus de mesura
- Obtenir lectures de diversos sensors
- Comprovar les lectures proporcionades pels sensors




2.2 INTRODUCCIÓ

Tant en els processos industrials com en molts dels equips o aparells que utilitzem diàriament,
es fa necessari la mesura i generació de diverses magnituds de forma fiable i precisa. Per això el
primer element de la cadena de mesura que cal és el sensor. Un sensor no és res més que un
component que té per missió convertir una magnitud física o química (temperatura, alçada, rpm,
pH, pressió, concentració, cabal, posició, ...) en una magnitud elèctrica per poder ser utilitzada
pels instruments de lectura o control, ja siguin en aparells individuals o be per visualitzar i
controlar des d’un ordinador.

En general el senyal de sortida proporcionat pels sensors no és apta per a la seva lectura directa,
pel que normalment aquest senyal ha de ser degudament condicionat per fer que la mesura sigui
interpretable pels usuaris. No és objectiu d’aquesta pràctica fer el disseny dels circuits
necessaris per adaptar els senyals dels sensors, sinó simplement el fet de comprovar com
proporcionen aquests les mesures i la problemàtica que aquest fet comporta.

En el cas concret d’aquesta pràctica introductòria es veuran els sensors següents:
- Sensor infraroig (IR range finder)
- Ultrasons (Sonic range finder)
- Brúixola
- Acceleròmetre
- Giroscopi
- Intensitat lumínica




Estudi de diversos sensors - 1
Per a realitzar aquesta pràctica s’utilitzarà un sistema embedded de National Instruments,
anomenat myRIO. Un sistema embedded és una combinació de hardware i software dissenyat
per a una funció específica. És a dir, que es programa el hardware disponible per a que realitzi
unes tasques determinades. I en molts casos el sistema comporta l’ús d’un sistema operatiu en
temps real. En el cas del myRIO, el hardware del que disposa és:

- Xilinx Z-7010. FPGA, amb processador dual-core ARM cortex-A9
- 10 Entrades analògiques
- 6 sortides analògiques
- 40 Entrades/Sortides digitals
- Pins per a comunicació I2C
- Pins per a comunicació SPI
- Mòdul de comunicació WiFi
- Port USB (Càmera)
- Botons: un per activar/desactivar WiFi i l’altre a definir per l’usuari
- 4 LEDs (configurables per l’usuari)
- Acceleròmetre onboard.

Per accedir al myRIO es pot fer a través de 3 connectors diferents. Connector A, B o C. En el cas
de la pràctica hi accedirem únicament a través dels connectors A o B, connectant els sensors
amb petits cables a aquests connectors.




2 - Pràctiques d’Electrònica i Control
2.3 REALITZACIÓ PRÀCTICA



IMPORTANT: Desconnecteu l’alimentació del MyRIO cada vegada que feu les
connexions per als diferents sensors!



A- SENSOR INFRAROIG (IR RANGE FINDER)

El IR range finder utilitza un feix reflectit de llum infraroja per detectar la distància entre el sensor
i l’objecte reflector. La distància a l’objecte és proporcional al recíproc del voltatge de sortida de
l’IR range finder. Per a detectar la distància a la que es troba l’objecte, el sensor ho fa per
triangulació. És a dir, emet un pols de llum infraroja que rebota sobre l’objecte del que volem
saber la distància a la que es troba, i aquest pols retorna al receptor del sensor. Per tant, es
forma un triangle entre l’emissor, l’objecte i el receptor. Aquest triangle presenta un angle o altre
depenent de la distància a la que es trobi l’objecte del sensor (2 > 1).




objecte
objecte





emissor receptor 
emissor receptor



El receptor del sensor esta format per una matriu de CCD lineals que el converteix en una lent de
precisió capaç de determinar aquest angle d’incidència, i per tant de poder calcular la distància a
la que es troba per trigonometria. Aquest mètode de mesura és força immune a la llum ambient i
és bastant indiferent al color de l’objecte que s’està detectant.

En el cas de la pràctica, el sensor IR que s’utilitzarà es un Sharp GP2Y0A21YK0F i té un aspecte
com el següent




Estudi de diversos sensors - 3
Funciona alimentat a 5V, i com a sortida proporciona un senyal analògic. La seva connexió a
myRIO és com es mostra tot seguit.




Segons el fabricant, aquest sensor té un rang de mesura lineal que va entre 10 - 80cm. Per a
mesurar la distància a un objecte, el LED emet una llum infraroja (no visible per l’ull humà) que
rebota sobre aquest objecte, i un fotoreceptor capta aquesta llum reflectida i dóna un voltatge
proporcional a aquesta intensitat. Està clar que com més lluny sigui l’objecte, menys intensitat de
llum arribarà al receptor, i per tant, menys voltatge donarà el fotoreceptor. Per calcular la
distància en funció del voltatge, s’utilitza l’equació de linealització següent:
????????
???????????????????????????????????? = + ????????????????
????

On Ke i Koff són constants que s’han de determinar experimentalment, i V és el voltatge que es
mesura depenent de la distància on s’ha col·locat l’objecte respecte el sensor.

2.3.1 Quin dels dos elements és l’emissor? Per saber-ho podeu fer servir la càmera del mòbil,
amb ella es pot veure el llum infraroig que emet el sensor.




Per a determinar els valors de l’equació que ens permetrà calcular la distància en funció del
voltatge mesurat, realitzeu els passos següents:




4 - Pràctiques d’Electrònica i Control
2.3.2 Ompliu la taula següent, utilitzant la cinta mètrica per a tenir una distància de referència.

Distancia objecte (cm) Valor de tensió (V)
5
8
10
15
20
30
40
50
60
70
80


2.3.3 Feu la gràfica distància objecte – tensió de sortida del sensor.




2.3.4 Feu la gràfica distància objecte - inversa de la tensió de sortida del sensor.




Estudi de diversos sensors - 5
2.3.5 Mireu el rang de distància per la qual el sensor es comporta linealment.

Rang =

2.3.6 Trobeu els valors de les constants Ke i Koff de l’equació de linealització

Ke=


Koff=

2.3.7 Comproveu per als valors de distància següents:

Distancia objecte (cm) Valor de tensió (V) Distancia mesurada (cm)
5
10
20
40
45




B- SENSOR D’ULTRASONS (SONIC RANGE FINDER)

Els sensors d’ultrasons son utilitzats per detectar la presència d’obstacles o be per saber fins i tot
a la distància a la que es troba l’obstacle. De la mateixa manera, observeu que pot servir com a
eina per realitzar mesures de distància. Per tant els podeu trobar en processos industrials
(mesura de nivell de dipòsits, cinta mètrica electrònica, ...), com en robòtica mòbil, per a la
detecció i càlcul de distància amb obstacles, per exemple. El seu principi físic es basa en
l’emissió d’uns polsos de curta durada a una freqüència superior a la banda audible (d’aquí el
nom d’ultrasò), normalment entorn als 40 kHz. En el cas del sensor utilitzat a la pràctica aquesta
freqüència és de 42 kHz. El sensor després mesura el temps transcorregut entre l’emissió
d’aquest pols i la recepció del rebot d’aquest sobre l’objecte.




Emissor



Receptor




d

Sensor d’ultrasons i exemples d’aplicació




6 - Pràctiques d’Electrònica i Control
D’aquesta manera, sabent la velocitat del so a l’aire, que és d’uns V= 340 m/s, i tenint el temps
que ha tardat el pols a anar i tornar de l’obstacle (temps de vol), podem calcular la distància d a
la que es troba aquest com:

d= (V x t)/2

essent V la velocitat del so i t el temps de vol.

Cal tenir present que la mesura dependrà del tipus d’objecte en el qual es reflecteixi el pols. Si la
superfície d’aquest és altament difusora (molt rugosa, amb molts angles, ...), el pols que
retornarà cap al sensor d’ultrasons pot ser molt petit, de manera que el sensor no el detecti i no
pugui fer la mesura correctament. Els objectes plans i sense rugositats son els més fàcils de
detectar. El pols d’amplitud mínima detectable serà el que ens proporcionarà la distància màxima
que es podrà mesurar amb aquest sensor, o be la distància més llunyana a la que es podrà
detectar un objecte, depenent de l’ús que es doni al sensor.

També cal tenir present que hi ha una distància mínima que poden mesurar els sensor
d’ultrasons. Degut a que s’ha d’esperar un temps mínim després de l’emissió del pols per a evitar
que el receptor capti senyal del...

Archive contentsContenu de l'archive

Action(s) SizeTaille FileFichier
1.64 Ko KB readme.txt
695.52 Ko KB p22019elec/11-17.tns
934.83 Ko KB p22019elec/01-10.tns

Pub / Ads

-
Search
-
Featured topics
Concours TI-Planet-Casio de rentrée 2019. 3 défis pour plus d'une 15aine de calculatrices graphiques et nombre de goodies sortant de l'ordinaire ! :D
Comparaisons des meilleurs prix pour acheter sa calculatrice !
12
-
Donations / Premium
For more contests, prizes, reviews, helping us pay the server and domains...

Discover the the advantages of a donor account !
JoinRejoignez the donors and/or premium!les donateurs et/ou premium !


Partner and ad
Notre partenaire Jarrety 
-
Stats.
488 utilisateurs:
>466 invités
>16 membres
>6 robots
Record simultané (sur 6 mois):
6892 utilisateurs (le 07/06/2017)
-
Other interesting websites
Texas Instruments Education
Global | France
 (English / Français)
Banque de programmes TI
ticalc.org
 (English)
La communauté TI-82
tout82.free.fr
 (Français)