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Midiendo Intensidad

En esta entrada realizaremos medidas de intensidad a través del sensor  ACS712 – 5A, dicho sensor internamente trabaja con un sensor de “Efecto Hall” que detecta el campo magnético que se produce por inducción de la corriente que circula por la línea que se está midiendo y nos entrega un voltaje proporcional a la corriente.

Edwin Hall(1855-1938) descubrió que si por una fina lámina de oro circula una corriente y se le aplica un campo magnético elevado perpendicular al movimiento de las cargas, aparece una separación de cargas que da lugar a un campo eléctrico en el interior de la lámina, perpendicular al movimiento de las cargas y al campo magnético aplicado, a este campo eléctrico se le denomina “Voltaje Hall”

   voltaje_hall

En el mercado podemos encontrar el ACS712 para diferentes rangos de intensidad:

rango_asc712

El sensor necesita alimentación de +5v y este nos entrega un valor de +2.5 voltios más una tensión proporcional a la intensidad que circula por él, con una relación lineal entre la salida de voltaje del sensor y la corriente. Dicha relación es una línea recta donde la pendiente es la sensibilidad y la intersección en el eje Y es 2.5 voltios. La ecuación de la recta seria la siguiente:

Tensión de Salida del Sensor = Sensibilidad * Intensidad que Circula + 2.5

de donde se despeja que:

Intensidad=(Tensión de Salida del Sensor -2.5)/Sensibilida

Circuito ACS712

esquema_acs712

Sensor

sensor_acs712-5a

Calibración del punto intensidad cero sin carga.

Para realizar el calibrado inicial del punto cero (sin carga) realizaremos un programa que en ausencia de intensidad debería de dar una salida de 2.5 v.

Para evitar ruido, realiza 1.000 medidas y luego realizo la media.

codigo_calibrando

 

Pero como se puede observar el valor es ligeramente superior 2.503 v

calibrado_sensor

Calibrando la sensibilidad del Sensor.

Como hemos dicho anteriormente el sensor responde a una ecuación de la resta con una pendiente que es el valor de la sensibilidad, pues bien calculando dos valores, seremos capaces de calcular la pendiente de la recta con la formula siguiente:

Sensibilidad del sensor = (V1-V0)/(I1-I0)

Para realizar el ensayo coloco una carga de aproximadamente 230 mA y realiza una nueva medida con el programa anterior, obteniendo los siguientes resultados:

calibrado_sensor_carga_230ma

Con estos valores calculamos la pendiente.

Sensibilidad del sensor = (2.530-2.503)/(230-0)=0.117

Sensibilidad=0.117 V/A

Realizando Mediciones

Circuito teórico

medir-intensidad_bb

Circuito Práctico.

vista_general

Medida del Polímetro

polimetro

Medida del Sensor

midiendo_sensor

No se varia mucho de lo que hemos medido con el polímetro, aunque para ser sinceros, para obtener unos resultados aceptables hay que realizar una calibración cada vez que realicemos la medida.

Código del Programa de Medida

codigo_midiendo

Códigos Fuente  Arduino Completo

Calibrando_sensor.ino

Midiendo_Intensidad.ino

Vídeo resumen:

 

 

 

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ArduRover IX (Calibración)

Realizando unas pruebas para calibrar el recorrido.

Para convertir los pasos a distancia real, se debe realizar unas medidas para determinar a cuanto equivale cada paso. Debido a que la precisión del Rover y la electrónica empleada no es muy precisa, se hace necesario un proceso de calibración.

He escogido para realizar el proceso de calibración el método de “Ajuste por Mínimos Cuadrados”.

El método consiste en someter al Rover a diferentes medidas, fijando para ello distintos valores de los pasos (variable independiente x), y anotando en cada caso el correspondiente valor medido en mm. (variable dependiente). De este modo se dispone de una serie de puntos (x1,y1)…(xn,yn)que, representados gráficamente, deberían caer sobre una línea recta de la forma siguiente “ y= ax+b“. Sin embargo, los errores experimentales siempre presentes hacen que no se hallen perfectamente alineados. El método de mínimos cuadrados determina los valores de los parámetros a y b de la recta que mejor se ajusta a los datos experimentales.

Medidas, Graficas y Rectas de Calibración.

Grafica_Marcha_Atras

Medición realizada con los motores en avance

Grafica_Marcha_Adelante

 Medición realizada con los motores en retroceso.

Como se puede observa la pendiente de la recta no es muy mala, pero existe un desplazamiento (b) de unos 4 cm. Esto puede ser debido a la inercia de la parada de los motores. Hay que tener en cuenta también en los errores de medida, pues los he realizado con un metro de los de bricolaje normal.

De lo que se trata no es de realizar una calibración muy precisa, sino de mostrar un método de calibración del Rover, que cuanto mas precisos seamos en las medidas y corrijamos el avance debido a la inercia (cortando unas decimas de segundo antes) mayor será la precisión en el camino a recorrer.

Archivo Excel:

Curva_de_Calibracion

Video de la realización de una curva de Calibración:

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