ITESM Campus Chihuahua
Laboratorio de electrónica
Práctica 1: Adquisición de datos
Objetivo:
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Familiarizarse con las etapas de adquisición de señales mediante
Distinguir las propiedades de los sensores, acondicionarán las señales y representarán
gráficamente los resultados.
Leer hojas de datos de los sensores
Material proporcionado en el laboratorio:
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Motor con encoder.
Sensor de temperatura.
Osciloscopio.
Fuente de alimentación
Banco de pruebas para conectar los sensores.
Material que deben traer los alumnos:
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Arduino o microcontrolador compatible.
Cables de conexión y protoboard.
Software de programación (Arduino IDE 2 u otro).
Resistencia de pull-up/pull-down si es necesaria para el sensor de temperatura.
Cualquier material adicional para la visualización (como LEDs o displays).
Parte 1: Conociendo los sensores (30 minutos)
1. Identificar el sensor y su hoja de datos:
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Localicen los sensores físicamente (encoder y sensor de temperatura).
o
Busca en internet estos dos sensores y obtén la hoja de datos de ambos sensores.
Link directo Datasheet encoder.
R1: https://people.ece.ubc.ca/~eng-services/files/courses/elec391-data_sheets/MOT4-info.pdf
Link directo datasheet sensor de temperatura.
R2: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/8866/NSC/LM35.html
o
Analicen las propiedades del sensor:
▪ Tipo de señal que generan (digital o analógica).
▪ Rango de operación. (¿Cuál es el valor mínimo que va a medir y que representa eso
en voltaje?, igual con el rango máximo)
▪ Fenómeno físico que mide
Encoder:
Tipo de señal. (explica por qué)
R3: analogica porque su salida es un rango de datos
Rango de operación (con unidades)
R4: 46 - 300 mA
Fenómeno físico que mide
R5:
Sensor de temperatura:
Tipo de señal. (explica por qué) pon el nombre del sensor que usaste.
R6: analogico debido a que su salida es un rango de daros LM35
Rango de operación (con unidades)
R7: +6V -0.1V
Fenómeno físico que mide
R8: temperatura
2. Preguntas de entendimiento
o
¿Qué significa cuando marcan el termino como “Nominal”? (velocidad nominal, rango
nominal)
R9: Es el valor estandar en condiciones normales o ideales
o
Indiquen qué esperan observar en las señales generadas. Dibuja una gráfica en tu cuaderno o
en tu dispositivo dónde coloques lo que esperas en la salida vs lo que pasa en la entrada.
Puedes hacerla a mano, sólo asegúrate que se entiendan los rangos y los nombres de los ejes.
Ejemplo
Parte 2: Medición y acondicionamiento de señales (40 minutos)
1. Encoder con motor:
o
Conecten el encoder. (Investiga como debe ser la conexión, puedes ver videos, preguntar a
ChatGPT, ver fotos de Google)
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Conecta las terminales positiva y
negativa directo a la fuente de poder.
(Revisa que la alimentación sea la
correcta)
Conecta las terminales del encoder GND
y + a la alimentación. Puede ser a una
fuente o directo a la alimentación de tu
Arduino.
Conecta sólo la terminal A y el GND al
osciloscopio.
(para simplicidad, sólo observaremos la señal A)
Ilustración 1 esto es un ejemplo, puede que tu encoder no corresponda a esta foto.
o
Si usan Arduino, configuren una lectura básica de los pulsos generados por el encoder para
identificar si el movimiento es hacia adelante o atrás.
o
Utilizando la fuente de poder prende tu motor para que avance (sólo en una dirección y a una
velocidad). Identifiquen las señales generadas por el encoder (forma de onda, frecuencia).
Forma de onda, amplitud y frecuencia de la señal cuando el motor está en movimiento.
R10:
En tu sistema de medición, dónde está el acondicionamiento y el convertidor AC/DC.
R11:
Pon una foto donde se observe la señal medida y los datos que acabas de colocar en la respuesta
pasada ¿qué tan diferente es a la gráfica que acabas de hacer?
R12:
2. Sensor de temperatura:
o
Repitan el proceso ahora con el sensor de temperatura. Puedes usar tu mano para cambiar la
temperatura o intenta con un foco de calor o un ventilador.
o
Conecten el sensor de temperatura al osciloscopio y observen su señal.
o
Conecten el sensor a Arduino para leer los valores a través del puerto analógico. (Compara las
diferencias de cómo se observa en el osciloscopio y como en el Arduino)
o
Identifiquen el acondicionador de señal y el convertidor analógico-digital (ADC) en el sistema.
Forma de onda, amplitud y frecuencia de la señal cuando el motor está en movimiento.
R13:
En tu sistema de medición, dónde está el acondicionamiento y el convertidor AC/DC.
R14:
Pon una foto donde se observe la señal medida y los datos que acabas de colocar en la respuesta pasada
¿qué tan diferente es a la gráfica que acabas de hacer?
R15:
Parte 3: Análisis y visualización de resultados (50 minutos)
Esta parte es sólo conceptual. En las empresas muchas veces se debe presentar el anteproyecto
antes de se te de el visto bueno. Para este punto sólo necesitamos la conceptualización del
proyecto, no la fabricación .
1. Encoder con motor. Digamos que como empresa te pedí la conceptualización de un sistema que
pueda analizar el movimiento de un motor, tanto la velocidad como la dirección. Utilizando este
mismo encoder.
o
Describe, con las cosas que para este momento de tu carrera puedes hacer, ¿Cómo me
entregarías la visualización de este proyecto? Describe tanto el programa, los elementos que
usarías, si es necesario haz un dibujo de la interfaz de usuario, ¿entregarías algo en físico?
¿Cómo enseñarías la dirección y la velocidad angular? Si vas a usar algo como un puente H o
un display de 7 segmentos o un LED describe con palabras como lo conectarías
R16:
2. Sensor de temperatura:
o
Haz lo mismo con el sensor de temperatura.
R17
• Cuál es la diferencia entre las mediciones del osciloscopio y las mediciones en Arduino.
justifica esta respuesta con datos, y al menos una referencia. No sólo lo que se pueda
observar.
R18
• Para el final de esta práctica debes poder describir las 3 etapas de un sistema de
medición: Captura del fenómeno físico, adquisición de datos y despliegue de información.
• Debes de poder leer hojas de datos y conocer que se espera de un sensor.
• Cuál es la diferencia entre las mediciones del osciloscopio y las mediciones en Arduino.