CARACTERIZACION ULTRASONIDO Y FLUJO

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA[pic 2]

INFORME DE LABORATORIO PRACTICA 9.

CARACTERIZACION DE SENSORES DE FLUJO Y ULTRASONIDO

Daniela Cristancho Madrigal Código: 1802418.

u1802418@unimilitar.edu.co

Edgar Humberto Casallas Esquinas. Código: 1802414.

U1802414@unimilitar.edu.co

        RESUMEN: Antes de realizar la aplicación de estos sensores fue necesario hacer la caracterización de estos dos. Para el sensor de flujo fue necesario utilizar el datasheet de la respectiva referencia usada en el montaje, para el sensor de ultrasonido se usaron diferentes materiales a diferentes distancias del sensor para ver como variaba el periodo en un osciloscopio con respecto al material y a la distancia que se encuentre.

        ABSTRACT: Prior to application of these sensors was necessary to characterize these two. For the flow sensor was necessary to use datasheet of the respective reference used in the assembly for ultrasonic sensor different materials were used at different distances from the sensor to see how varied the period on an oscilloscope to the material and the distance you are.

PALABRAS CLAVE:

• Sensor de flujo
• Sensor de ultrasonido
• Caracterización

1. INTRODUCCIÓN

Los sensores de ultrasonidos se presentan como la solución perfecta para medios en donde se presenta grandes cantidades de polvo o gases, que afectan notablemente otra clase de sensores, además de la industria la importancia de los sensores de ultrasonido también radica principalmente en la robótica ya que se usan para cálculos de distancia y con esto realizar diversas acciones.

En esta práctica vamos a realizar una aplicación en la que usaremos un sensor flujo para medir el flujo de agua por medio de un tubo al abrir una llave de paso y a su vez se va a implementar un sensor de ultrasonido para medir la distancia entre este sensor y el agua.

1. OBJETIVOS

• Verificar el funcionamiento de un sensor de ultrasonido y de un sensor de flujo
• Realizar la correcta caracterización de los dos sensores para posterior a esto implementarlos en el montaje de la aplicación.
• Realizar la correcta implementación entre programa de ARDUINO y montaje.

1. MATERIALES.

• Fuente DC
• Multímetro
• Resistencias
• Potenciómetros
• Caimanes.
• Arduino uno.
• LCD
• Sensor de flujo
• Sensor de ultrasonido
• Montaje con recipiente y tubos de pvc
• Agua

1. MARCO TEORICO

• SENSOR DE ULTRASONIDO HC-SR04:

Es un sensor de ultrasonido de bajo costo que no solo puede detectar si un objeto se presenta, como un sensor PIR (passive infrared sensor), sino que también puede sentir y transmitir distancia l objeto.

Está compuesto por dos transductores, básicamente, un altavoz y un micrófono.

Ofrece una excelente detección sin contacto con elevada precisión y lecturas estables en un formato fácil de usar.

El funcionamiento no se ve afectado por la luz solar o el material negro.

Los modulos incluyen transmisores ultrasónicos, el receptor y el circuito de control

• VCC: Alimentacion +5v (4.5v min 5.5v max)
• TRIG: trigger entrada del sensor
• ECHO: echo salida del sensor
• GND: tierra
• Corriente de reposo: <2mA
• Corriente de trabajo: 15mA
• Angulo de medición: 30°
• Detección de 2cm a 400cm
• La precisión puede variar entre los 3mm o 0.3cm
• Frecuencia de tranajo: 40KHz

Hay que tener en cuenta que la distancia que recorre la inda es dos veces la distancia del objeto al usar. [1]

[pic 3]

Figura 1. Sensor de ultrasonido

• SENSOR DE FLUJO YF-S201

Este sensor sirve para medir el flujo del agua. Este señor se instala en la línea del agua y utiliza un sensor de efecto hall. Sirve para medir la cantidad de líquido que se ha movido a través de el. El aspa de viento tiene un pequeño imán atado, y hay un sensor magnético de efecto hall, en el otro lado del tubo de plástico se puede medir la cantidad de vueltas de la aspa de viento que ha hecho a través de la pared de plástico. Este método permite que el sensor permanezca seguro y seco.

El sensor viene con tres cable, alimentación, tierra y salida de impulsos. Al contar los pulsos de la salida del sensor, puede seguir fácilmente el movimiento del fluido, cada pulso es de aproximadamente 2,25ml.

Hay que tener en cuenta que este sensor no es de precisión y la frecuencia de pulso varia dependiendo de la velocidad de flujo, la presión del fluido y la orientación del sensor. [2]

• Voltaje de funcionamiento: 5 a 18v
• Max consumo de corriente: 15mA
• Trabajo caudal: 1 a 30 litros/minuto
• Precisión: +-2%
• Rango de flujo: 1-30L/min
• Pulsos por litro: 450

[pic 4]

Figura 2. Sensor de flujo

1. PROCEDIMIENTO

• Para empezar fue necesario realizar las respectivas caracterizaciones.

• En el caso del sensor de ultrasonido, este se conectó a un generador de señales y a un osciloscopio para visualizar como variaba la frecuencia con respecto al material y a la distancia del sensor al material. Para esto se usaron 4 diferentes materiales (papel, madera, metal y agua) y se fue variando la distancia de cuatro en cuatro centímetros hasta llegar a 20 centimetros, es decir 5 diferentes mediciones. Con estas variaciones pudimos observar cómo iba variando la frecuencia pero su amplitud se mantenía constante, esto lo pudimos ver en una señal cuadrada.

• En el caso del sensor de flujo, se buscó el datasheet del sensor implementado y con estos datos encontrados, logramos aprovechar el funcionamiento del sensor, por medio del voltaje de funcionamiento, rango de funcionamiento entre otros parámetros importantes que nos ayudaron a la caracterización.

1. CALCULOS Y RESULTADOS

• SENSOR DE ULTRASONIDO

• ESPECIFICACIONES TECNICAS

• VCC: Alimentacion +5v (4.5v min 5.5v max)
• TRIG: trigger entrada del sensor
• ECHO: echo salida del sensor
• GND: tierra
• Corriente de reposo: <2mA
• Corriente de trabajo: 15mA
• Angulo de medición: 30°
• Detección de 2cm a 400cm
• La precisión puede variar entre los 3mm o 0.3cm
• Frecuencia de tranajo: 40KHz

• ECUACIONES EMPLEADAS

[pic 5]

En donde Vpp es un valor medido en el osciloscopio

• MEDIDA DE FRECENCIA CON PAPEL

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