Avance Proyecto Fan and Plate

En anteriores entradas al Blog se había explicado, varios aspectos uno de ellos es la construcción física de la planta la cual fue realizada en un material especial llamado Fibra de vidrio, con un grosor de 1.6mm y diseñada en un Software CAD llamado SolidWorks, cada pieza fue diseñada en dicho programa y además cortada por Taladros CNC, esto con el fin de minimizar al máximo los errores mecánicos los cuales podían influir en el diseño del controlador.

También se mencionó el uso de chumaceras con rodamientos las cuales se encargan de ubicar la lámina en un eje central y dar la libertad de giro que se requiere.

El ventilador usado tiene las siguientes características:

Nombre de la marca: VAKIND

Ruido: 19-25dB

Dimensiones: 50mmx15mm

Tensión: DC 12V

Corriente: 0.06A

Velocidad: 3000-7500 RPM

El Arduino usado en el proyecto es el Arduino Nano.

Características del Arduino Nano

• Microcontrolador: ATmega328
• Voltaje de operación: 5V
• Voltaje de entrada (recomendado): 7-12V
• Voltaje de entrada (máximo): 6-20V
• Pines de entrada/salida digital: 14 (6 se pueden usar como PWM)
• Pines de entrada análogos: 8
• Corriente DC por cada pin de entrada/salida: 40mA
• Memoria Flash: 32KB (2KB usados por el Bootloader)
• SRAM: 2KB
• EEPROM: 1KB
• Frecuencia de reloj: 16MHZ

El sensor usado es un MPU6050, es un sensor de movimiento que posee un acelerometro y un giroscopio en los 3 ejes (x,y,z) con una alta precisión. Posee ADC internos de 16 Bit y se maneja por I2C desde cualquier microcontrolador como Arduino. Dentro de una de las ventajas que cabe mencionar, es que este integrado posee conversores analógicos digitales por cada uno de los ejes de cada uno de los sensores para obtener los valores en simultaneo con un rango de hasta 2000°/s para el giroscopio y hasta +- 16g para el acelerometro.

Características Técnicas:

Giroscopio:

• Digital-output X-, Y-, and Z-Axis angular rate sensors (gyroscopes) with a user-programmable full-scale range of ±250, ±500, ±1000, and ±2000°/sec
• External sync signal connected to the FSYNC pin supports image, video and GPS synchronization
• Integrated 16-bit ADCs enable simultaneous sampling of gyros
• Enhanced bias and sensitivity temperature stability reduces the need for user calibration
• Improved low-frequency noise performance
• Digitally-programmable low-pass filter
• Gyroscope operating current: 5mA
• Standby current: 5μA
• Factory calibrated sensitivity scale factor

Acelerometro:

• Digital-output triple-axis accelerometer with a programmable full scale range of ±2g, ±4g, ±8g and ±16g
• Integrated 16-bit ADCs enable simultaneous sampling of accelerometers while requiring no external multiplexer
• Accelerometer normal operating current: 500μA
• Low power accelerometer mode current: 10μA at 1.25Hz, 20μA at 5Hz, 60μA at 20Hz, 110μA at 40Hz
• Orientation detection and signaling
• Tap detection
• User-programmable interrupts
• Free-fall interrupt
• High-G interrupt
• Zero Motion/Motion interrupt
• User self-test

Aunque lo que miden los sensores internos son aceleraciones lineales y angulares, pero el procesador interno es capaz de realizar cálculos sobre marcha para entregar información más útil como los ángulos de inclinación con respecto a los 3 ejes principales.

Conexiones del Sensor al Arduino Nano

Pines del MPU 6050     Pines del Arduino Nano

SDA                                               A4

SCL                                                A5

VCC                                               5V

GND                                             GND

INT                                                 D2

El módulo se conecta al Nano usando I2C los cuales corrsponden a los pines A5-A4 del Arduino, el pin INT es para realizar los cálculos de los filtros, con los que cuenta este tipo de sensor para disminuir el ruido en las mediciones.

Se toma el programa de prueba para el MPU6050, llamado MPU6050_RAW que lo que hace es leer e imprimir sin procesar los datos que los acelerometros y giroscopios le envían al Arduino, arrojando estas medidas.

Se puede observar que hay 6 valores. Los 3 primeros corresponden a los acelerometros y los 3 últimos a los giroscopios.

Al estar pegado el sensor a la lámina se verá con rapidez cual es cada uno de los ejes.

Posteriormente se uso otro programa llamado DMP6 los cuales arrojan otras medidas.

Cuando se ejecuta dicho programa se debe esperar más o menos 10s para que los valores se estabilicen y tengan sentido.

El texto que aparece en cada línea "ypr" corresponde a las iniciales en ingles de los tres angulos de referencia Yaw, Pitch y Roll.

En la pantalla LCD se puede observar el dato arrojado por el MPU6050.

Bibliografía

http://www.prometec.net/usando-el-mpu6050/

http://www.makerelectronico.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU6050-1.png

https://charlietherobot.com/2015/11/02/interfacing-mpu-6050-with-arduino/