Inclinometro

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E INSTALACIÓN DE UN INCLINOMETRO DIGITAL EN EL BUQUE ARC QUITASUEÑO

Grumete ANDRADE VEGA ALEXANDER

Grumete. MEDINA PÉREZ WILLIAM

Grumete NIÑO DE HOYOS RAFAEL

Grumete. ORTEGA MARIN LUIS

ESCUELA NAVAL DE SUBOFICIALES A.R.C. "BARRANQUILLA"

PROGRAMA DE ELECTRÓNICA

Barranquilla D.E.I y P.

2009

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E INSTALACIÓN DE UN INCLINOMETRO DIGITAL EN EL BUQUE ARC QUITASUEÑO

Grumete ANDRADE VEGA ALEXANDER

Grumete. MEDINA PÉREZ WILLIAM

Grumete NIÑO DE HOYOS RAFAEL

Grumete. ORTEGA MARIN LUIS

Trabajo de grado para optar al título de

Tecnólogo Naval en Electrónica

Asesores

OD10 ROCIO CALDERON (Asesora Metodológica)

Docente catedrático Jefe Técnico Retirado Duarte Luis (Asesor Técnico)

ESCUELA NAVAL DE SUBOFICIALES A.R.C. "BARRANQUILLA"

PROGRAMA DE ELECTRÓNICA

Barranquilla D.E.I y P.

2009

NOTA DE ACEPTACIÓN

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Firma de jurado

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Firma de jurado

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Firma de jurado

Barranquilla D.E.I. y P., noviembre 2009

DEDICATORIA

Dios siempre te daremos gracias por habernos permitido culminar con gran éxito este trabajo, por darnos esa luz de sabiduría y paciencia en los momentos difíciles, para así poder dedicarle este trabajo a nuestros seres queridos quienes nos han apoyado en este corto pero arduo camino de nuestra vida.

Así mismo, le damos gracias a nuestros docentes que siempre estuvieron a nuestro lado apoyándonos y abriendo nuestras mentes, en especial a nuestra Asesora Metodológica Rocío Calderón y nuestro Asesor Técnico JT(R) Duarte Luis.

AGRADECIMIENTOS

Al todo poderoso, por dar la sabiduría y fortaleza para afrontar las dificultades que se presentaron durante el inicio, desarrollo y cierre del proyecto.

A los facilitadores del conocimiento, quienes con su calidad humana y disposición guiaron la realización del proyecto, siempre estuvieron prestos para atender nuestras inquietudes.

A nuestros asesores (Técnico y Metodológico) quienes con gallardía y respeto nos hicieron ver aspectos positivos y negativos objeto del presente proyecto, ello ayudó a corregir y enriquecer categóricamente el presente trabajo de grado.

Las familias, docentes y asesores fueron el baluarte que ayudaron a centrar el rumbo y cumplir con pulcritud el objetivo propuesto.

CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 12

1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 12

1.1.1 Formulación del problema 12

1.1.2 Localización 12

1.1.3 Población 13

1.2 JUSTIFICACIÓN 13

1.3 OBJETIVOS 14

1.3.1 Objetivo general 14

1.3.2 Objetivos específicos 14

1.4 METODOLOGÍA 15

1.4.1 Etapa 1 – Investigación 15

1.4.2 Etapa 2 – Análisis 15

1.4.3 Etapa 3 – Desarrollo 16

2. MARCO TEÓRICO 17

2.1 MARCO LEGAL 17

2.2 MARCO HISTÓRICO 19

2.3 MARCO TEÓRICO 21

2.3.1 INCLINOMETRO 21

2.3.2 ACELEROMETRO 22

2.3.3 Determinación de la inclinación a partir de la aceleración 23

2.3.4 Características del acelerómetro ADXL202E 23

2.3.5 Calibración del acelerómetro 26

2.3.6 MICROCONTROLADOR PIC 16F877 27

3. RESULTADOS 30

4. CONCLUSIONES 31

5. RECOMENDACIONES 32

6. BIBLIOGRAFÍA 33

7. ANEXOS 34 

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Esquema Metodológico 15

Figura 2 Señal de salida de un acelerómetro con un eje 22

Figura 3 Señal de salida en un acelerómetro de 2 ejes perpendiculares 22

Figura 4 Relación entre aceleración y ciclo útil. 24

Figura 5 Plano de conexión del acelerómetro 25

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Medidas para la calibración del acelerómetro 26

Tabla 2. Características microcontrolador pic 16F877 28

LISTA DE ANEXOS

Pág.

Anexo A. ANALAG DEVICES Low-cost g Dual-axis Accelerometer with Duty Cycle Output ADXL202E* 32

GLOSARIO

Balanceo: movimiento típico de un barco que consisten ir inclinándose alternativamente hacia una u otra banda por causa del oleaje.

Digital: es todo lo que suministra los datos mediante dígitos o elementos finitos o discretos.

Escora: inclinación del barco con respecto a la posición vertical. Se mide con el incunometro o clinómetro.

Inclinometro: aparato para medir los ángulos de eslora o balance del buque. También denominado inclinometro o incunometro.

Porte de un buque: peso de carga comercial, tanque de combustibles, lubricantes, agua de reserva, pañoles de víveres y de más efectos de consumo normal, transporta un buque

INTRODUCCIÓN

El problema de saber con precisión el ángulo de inclinación es común en los diferentes capos de la ciencia como la física, la ingeniería y aplicaciones avanzadas como la robótica, donde estos valores de inclinación pueden ser usados como información para la toma de una decisión, definir característica de una estructura o para tomarla como una variable de retroalimentación para corregir la posición de algún mecanismo. La necesidad de obtener y procesar estas variables físicas con la ayuda de nuevas tecnologías genero el interés de realizar el diseño de un inclinometro digital el cual permite básicamente medir en cuanto una línea o una superficie varía de un punto de referencia horizontal aplicando nuevas opciones tecnológicas para impulsar el espíritu de investigación en los alumnos de la escuela Naval de Suboficiales ARC “Barranquilla” y contribuyendo al fortalecimiento del área de electrónica.

Con el fin de utilizar dispositivos programables en el ámbito de la electrónica se diseña e implementa una herramienta para la toma de medidas de inclinación basada en un dispositivo perteneciente a la familia de los microcontroladores. Este microcontrolador es particular porque utiliza lenguaje de programación “PBSIC”, el cual es muy similar al lenguaje Basic enseñado en la escuela Naval de Suboficiales ARC “Barranquilla”. Además se busca ampliar los conocimientos en el uso de acelerómetros, como su forma de calibración, limitaciones, interpretación de las variaciones de la aceleración en unidades de gravedad.

El inclinometro en los buques de guerra y/o comerciales; es de gran ayuda para la organización del porte de buque (peso de carga comercial, tanque de combustibles, lubricantes, agua de reserva, pañoles de víveres y de más efectos de consumo normal, transporta un buque), ya que se tiene un dato exacto de cuanto esta escorado o apopado el buque.

Con la implementación de este dispositivo en el buque ARC Quita Sueño se podrá ver el nivel de inclinación en forma digital por medio de un display y no con una burbuja de aire como se hace actualmente. El sensor estará ubicado estratégicamente en el puente de mando, con el fin de no interferir con los demás quipos de navegación.

Este sensor se encargará de enviarle una señal al microcontrolador el cual ya se ha programado para poder interpretar las señales recibidas y este a su vez se encargará de mostrar el ángulo de inclinación en un display.

Unos de los mas grandes obstáculos que se presentaron, fue la tecnología del acelerómetro, el cual es un sensor relativamente

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