Detecta vibraciones usando un elemento piezoeléctrico Leave a comment

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Una forma bastante simple, barata pero efectiva de detectar vibraciones es usar un elemento piezoeléctrico. El elemento piezoeléctrico es un componente eléctrico que se encuentra en muchos productos comerciales para detectar impactos, vibraciones, presiones y también para producir sonido.

El efecto piezoeléctrico (como se lo conoce) fue descubierto en 1880 por los físicos franceses Jacques y Pierre Curie. Por definición, el efecto piezoeléctrico es la carga eléctrica acumulada en ciertos materiales sólidos en respuesta a la tensión mecánica aplicada. Eso es lo que piezo significa en griego, estresar, apretar o presionar. Cuando se presionan los materiales en el elemento piezoeléctrico, generan una carga proporcional a la tensión mecánica aplicada. ¡Y este cargo es muy útil para nosotros, los constructores de Arduino!

Entonces el elemento piezoeléctrico tiene 2 características y usos distintivos. Podemos usarlo como fuente de entrada y detectar fluctuaciones en el voltaje cuando se aplica presión al elemento; o podemos aplicar un voltaje con una cierta frecuencia para producir ondas de sonido (como el zumbador en su UPS y reloj de pulsera).

¿Cómo funciona?

Cabe señalar que el elemento piezoeléctrico funciona solo cuando la presión o el voltaje aplicado está cambiando a una frecuencia particular. Esto significa que si conecta el piezoeléctrico a una fuente lineal de 1.5v, como una batería, no producirá ningún sonido. Del mismo modo, si está detectando una presión en el piezo, solo detectará el cambio en la presión. Línea inferior «Cuando la presión / voltaje son constantes, el elemento piezoeléctrico no reacciona».

Entonces, ¿cómo lo usamos efectivamente? Como ejemplo, construiremos un sensor de vibración simple que teóricamente puede detectar vibraciones muy pequeñas, incluso pequeños temblores sísmicos. La configuración es muy simple.

Preparar

Toma un Arduino y un elemento piezo. Conecte el cable negro del elemento piezoeléctrico a tierra y el cable rojo al pin analógico 1. Ahora coloque el elemento piezo en una mesa y un objeto pesado encima. Objeto de 500 g apoyado en el elemento piezoeléctrico sería un buen comienzo. Eso es todo, ahora ¿cómo capturamos los datos?

Adquisición y presentación de datos

El código proporcionado enviará lecturas del pin analógico entre 0 y 1023 a la salida en serie. Para mantener las cosas simples, podemos mostrar los datos en un gráfico usando la funcionalidad de trazado en el IDE de Arduino. Vaya a Herramientas> Plotter serial.

Debería ver una línea recta en el valor 0. Ahora intente golpear la mesa … Debería ver las ondas de vibración en el trazador serial. Cuanto más golpeas, más grandes son las olas.

¿Por qué agregamos un peso? El elemento piezoeléctrico funciona cuando se aplica un cambio de presión. Sin las vibraciones de peso al salir de la mesa, no se inducirán cambios de presión en el elemento piezoeléctrico. Sin embargo, al agregar un peso, el peso vibra a la misma frecuencia (más o menos) que la mesa, en la parte superior del elemento piezoeléctrico, lo que induce cambios sustanciales de presión que pueden detectarse fácilmente.

Puedes experimentar con más o menos peso y observar el gráfico y qué tan diferente se comporta.

El código

int inputPin = A1;


 void setup () {
   // pone su código de instalación aquí, para ejecutarlo una vez:
   pinMode (inputPin, INPUT);


   Serial.begin (9600);
 }

 void loop () {
   // pone su código principal aquí, para ejecutar repetidamente:
   Serial.println (analogRead (inputPin));

 }

 


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