Acelerómtero

Control de Servomotores

Para controlar los servomotores utilizamos una señal PWM a través de una libreria en MBED, asignándoles un periodo de 20 ms y el movimiento se realizaba a través del ancho de pulso, dependiendo de la aceleración en cada eje en que se moviera el microcontrolador se realizaba un cambio gradual en el servomotor. 

En el programa creamos un variable en donde se leia la aceleración y mediante un factor de conversión se lo asignabamos al ancho de pulso para poder observar el movimiento gradual.

Single y Double Tap

Para poder realizar el Single Tap fue necesario considerar tres parámetros:

1. Tiempo de ventana: para estar por encima o debajo del umbral deseado (PULSE_TMLT).

2. Valor del umbral para activar el evento (PULSE_THSX, PULSE_THSY, PULSE_THSZ).

3.Tiempo de latencia (PULSE_LTCY).

El evento single tap es detectado cuando el valor de la aceleración es más grande que el valor en los registros (PULSE_THSX, PULSE_THSY, PULSE_THSZ). Además, el periodo de tiempo deberá ser menor que el tiempo puesto en el registro PULSE_TMLT.

Se utilizó una frecuencia de 400 Hz, el umbral fue de 3G para el eje X,Y y de 5G para el eje Z.

Si se activa la interrupción del Single Tap, encendía un led verde.

FreeFall Detection

Para esta etapa fue necesario configurar los siguientes registros:

1. Registro FF/MT Config- Configuración de caida libre.

2. Registro FF_MT_THS- Configuración de umbral.

3. Registro FF_MT_COUNT- Configuración de contador de rebotes.

4. Registro FF_MT_SRC- Fuente de detección de caida libre.

Se configuró la frecuencia en 50 Hz, el umbral  menor a 0.2 G, para eliminar las falsas lecturas del contador de rebotes fue requerido configurar el timer en 120 ms.

Para detectar la caida libre se encendía un led rojo.

Sensor de Choque

Debido a problemas con el PIC32 decidimos utilizar el FRDM-KL25Z para entregar esta prática, a pesar de lo sucedido seguiremos utilizando el PIC32.

El FRDM-KL25Z cuenta con un acelerómetro incluido: MMA851Q, por lo cual no fue necesario comprar un acelerómetro. La programación se realizó a través de MBED debido a que se encuentran librerias que facilitan el uso de este dispositivo.

La detección de choque se realizó en base a la detección de caida libre (Hoja de datos), a través del registro 0x15 (detección de caida libre) y el registro 0x17, en cual configuramos a golpe equivalente a 5G. Para saber si existe un choque se habilitó una salida del microcontrolador para encender un led, indicándonos el estado.

Las pruebas se realizaron golpeando fuertemente el microcontrolador contra  un mochila acolchonada para evitar daños al microcontrolador.

Arrelgo de Paneles B

ARREGLOS DE PANELES SOLARES

Los dispositivos a medición consisten en 16 paneles fotovoltaicos modelos S60MC-250 de la marca SOLARTEC conectados en serie.

Caracterísitcas del arreglo de paneles solares

Potencia. 250 W

Corriente en corto circuito (máxima): 8.62 A

Voltaje en circuito cerrado (máximo): 37.62 VDC

Módulo de eficiencia: 15.37 %

16 paneles fotovoltaicos en serie x 37.92 VDC de salida  = 606.72 VDC

Lista de materiales

Regulador 78L22 de 3.3 V  $9.00

Borne doble grande $7.00

Borne quintuple grande $15.00

Base DIP angosta 28 pines $3.50

Sensor de corriente ACS722  $135

Transductor de voltaje CV 3-1000  $6450.00

PIC32MX220F032B-I/SP $ 53.55

Total $ 6661.55 MXN.

CORRIENTE

La etapa de medición de corriente se realizó mediante un sensor de corriente de acuerdo a los parámetros del arreglo de paneles solares.

Se escogió este sensor debido a su bajo costo, provee de un aislamiento de la entrada y la salida, la señal de salida está acondicionada para el módulo ADC.

Sensor de corriente

El sensor consta de un circuito preciso, bajo offset utilizando el concepto de sensor lineal de efecto Hall. Además, provee una aislamiento eléctrico de 2.4 kVrms. Te permite seleccionar un ancho de banda para contrarrestar el ruido.

Modelo del integrado: ACS722LLCTR-10AU-T2

Precio: $ 4.31 USD.

Voltaje máximo de entrada: 2 400 VDC

Corriente máxima de entrada: 10 A

Alimentación: 3.3 V

Salida: 264 mV/A

Figura 1. Configuración del sensor de corriente.

VOLTAJE

El transductor de voltaje te permite  medir VDC con separación galvánica entre el circuito primario y el circuito secundario. Las ventajas de este integrado son excelente precisión, muy buena linealidad, baja deriva térmica, amplio ancho de banda y bajo ruido en nodo común.

Modelo del integrado: CV 3-1000

Precio: $ 430 USD.

Voltaje RMS primario nominal: 700 V

Voltaje de alimentación: ±15V

Razón de conversión: 1000 V: 10V

Figura 2. Configuración del transductor de voltaje.

POTENCIA

Para calcular la potencia del arreglo de paneles fotovoltaicos consiste en la ecuación de la potencia eléctrica P = I*V, donde la lectura analógica de la corriente será en el módulo ADC_01 y la lectura analógica de voltaje en el módulo ADC_02 (como se muestra en la figura), debido a que los valores de corriente y voltaje son DC  el microcontrolador  hará el cálculo multiplicando los valores de los ADCs, ya teniendo valor de la potencia se mandaría a imprimir en una LCD 16x2.

ENERGIA

Se realizó un diagrama de flujo para obtener la energía del arreglo de paneles fotovoltaicos.

PCB

Esquemático

Analog Front End (AFE)

Definición.

La interfaz análoga o AFE (Analog Front-End) se define como toda funcionalidad analógica la cual se encuentra localizada entre la señal a ser procesada o transmitida y la nucleo del procesamiento digital.
Esto incluye receptores y transmisores aunque tambien puede incluir una antena como subsistema.
Un ejemplo de aplicaciones de interfaces analogas es el TAPI (interfaz de programación de apliacaiones telefonicas) la cual es la interfaz de programacion estandar que te permite y a tu computadora "hablar" a traves de telefonos o video llamadas a persona.

Características:

• Pueden oscilar en frecuencia desde los hertz hasta los Gigahertz.
• Existen AFEs especializados (multi canal para detector de rayos X, interfaces camara/videocamara, procesos de control, monitoreo de ritmo caridiaco, radar)
• Tiene un soporte que lo sirve indirectamente por medio de una aplicación o programa llamado back-end, esto porque usualmente el back-end tiene un recurso muy parecido o porque tiene la capacidad de comunicarse con el recurso requerido.

Fabricantes:

• Texas Instruments (se inclina mas al mercado de la salud)
• Atmel (su mercado es mas hacia la medición inteligente)
• Analog Devices (se inclina a la medición en general)

Referencias:

http://starsproject.nl/activities/theme2/

http://en.wikipedia.org/wiki/Analog_front-end
http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/34-06/imaging/

http://www.planetanalog.com/author.asp?section_id=3065&doc_id=561344 
http://www.ni.com/white-paper/14848/en/

http://whatis.techtarget.com/definition/front-end
http://searchexchange.techtarget.com/definition/TAPI

Práctica 1: Sensores analógicos

Para esta tarea se utilizó una tarjeta de desarrollo basado en un pic18F4550 debido a que el pic32 aun no ha llegado, dicho microcontrolador nos permite configurar el módulo ADC mediante la función analogRead(), en el cual solo le indicamos el pin en el cual se realizará la lectura.

Se utilizó un fototransistor para medir el valor generado en el pin A0 del microcontrolador y desplegarlo en un LCD 16x2.

Código implementado en el lenguaje C mediante CCS

#define LCD_ENABLE_PIN  Pin_B0      //Configuración de los puertos del LCD                                   

#define LCD_RS_PIN      Pin_B1                                   

#define LCD_RW_PIN      Pin_B2                                   

#define LCD_DATA4       Pin_B4                                    

#define LCD_DATA5       Pin_B5                                   

#define LCD_DATA6       Pin_B6                                   

#define LCD_DATA7       Pin_B7

#include <G-PiC Lite!.c>             //Incluye las librerias del reloj, bootloader, etc

#include <lcd.c>                     //Incluye la libreria del LCD

#define phototransistor Pin_A0             //Entrada analogica para fototransistor en el pin A0

int sensor;

void main()

{

    lcd_init();      // Inicialización del LCD

    while (TRUE)

    {

      sensor = analogRead(phototransistor);  //Lee el voltaje del fototransistor

      printf(lcd_putc,"\f Valor=%u",sensor); //Imprime valor numérico

      delay_ms(200);

    }

}

Simulación en proteus

Se utilizó el microcontrolador mencionado anteriormente, un LCD 16x2, un fotoresistor y una resistencia. Se realizó la simulación para comprobar el funcionamiento del código para luego ser implementado en el protoboard. Se puede observar que en el pin RA0/AN0 se hará lectura del fototransistor (presione la imagen para ver).

Presentación

Sensores y actuadores

Equipo #4 -4ndroide-

André José Novelo Celmo
Cesar Alberto Sosa Zuñiga
Eduardo Eribert Escobar Aquino

Les presentamos el microcontrolador de 32 bits que usaremos para nuestras prácticas.
El PIC32MX150F128B de Microchip Technology

Tiene un núcleo MIPS32 M4K que trabaja a una frecuencia de reloj máxima de 40Mhz, este micro cuenta tambien con 128 KB de memoria para programar y 32KB de RAM.
Cuenta con los siguientes periféricos
20 pines reasingables
5 timers
5 interrupciones externas
10 ADC con resolucion de 10bits
los siguientes modulos de comunicacion
2 UART
2 SPI
2 I2C
El ambiente de programacion es MPLAB y Program executive.
El precio es de aproximadamente 4 dolares y se puede conseguir en Mouser electronics, Newark, Arrow.
Hemos decido por PIC ya que es muy popular y queremos aprender a usarlo, además de que hay bastante ayuda y la marca maneja bastante variedad en sus productos.