Sensor de Presion MPX100

8/15/2019 Sensor de Presion MPX100

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Sensor de Presion MPX100En esta oportunidad les explicare cada parte del proyecto "Sensor de Presión".Este proyecto es capaz de determinar la Presión(KPa) que se ejerce sobre unobjeto con ayuda del sensor MP!. #si mismo$ se puede a%re%ar un Set point alsistema para tener un control sobre la presión aplicada$ en caso que la presión

actual sobrepase el &alor del Set point una alarma sonora se acti&ara. 'os ran%osde presion leida son mostrados en una barra de leds.

Contenido• Materiales

• Acondicionamiento de la Señal de Entrada

• Microcontrolador y Perifericos del Sistema

• Programacion

Materiales

Pic!*++#'m,-'/0!x-Sensor de Presion MP!

1arra de leds+*2+23esistencias4!x -- o5m !678+x !9 o5m !678!x !9 o5m !678,x :rimpot !9 o5m!x 2 o5m aprox.

Acondicionamiento de la Señal de entrada

Para poder saber el correcto uncionamiento de este sensor MP! es necesarioleer el datas5eet del abricante.

5ttp466pd!.alldatas5eet.es6datas5eet;pd6&ie


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En esta tabla podemos obser&ar4

• 'a alimentación del sensor es de ,>0/ a >0/.

• Presión m?xima a Medir !9Pa.

• El sensor es lineal y tiene un oset m?ximo de ,2m>.

@na &ez que 5ayamos entendido del uncionamiento de este sensor procederemosa realizar el acondicionamiento de seAal.

Para empezar con esta etapa es necesario reducir la impedancia del sensor paraque la medición ten%a mayor exactitud.


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'ue%o como el 0atas5eet de este sensor nos dice que es necesario que obtener la&ariación de los &oltajes se realiza un arre%lo con opamps llamado 3estador Bn&ersor.

'as resistencias en esta etapa deben de ser i%uales$ 3!C3-C3,C37$ para que noexista ampliicación y solo se resten los &oltajes de salida del Sensor.


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#5ora eliminaremos el oset y ampliicaremos la seAal obtenida para que trabajede a 2 > eso quiere decir que >0/ C KPa y 2>0/C!KPa./omo el datas5eet nos dice que cada .m> equi&ale a !KPa por tanto m>sera !KPa.

'a ampliicacion en esta etapa sera de *7$ para poder obtener el resultado de2>0c cuando se tiene !KPa.

El oset se re%ulara con el potenciometro.

'os opamps son alimentados mediante una uente simetrica de 2>0c.

Microcontrolador y Perifericos del Sistema

El microcontrolador usado ue el pic!*++# de este controlador se usan -Entradas analo%icas. la primera para la seAal antes acondicionada del sensorde presión$ la se%unda para el potenciometro que nos dara el set point.

! entrada di%ital que nos permite modiicar el set Point.!! salidas di%itales ! de ellas para la barra de leds y ! para nuestra alarmasonora.

Programacion

#INCLUDE "16F877A.H"#DEVICE ADC=8#FUSES HS,NOWDT,NOLVP#USE DELAY(CLOCK=20!

#DEFINE USEPOT$LCD TUE#INCLUDE "LCD.C"

FLOAT DATO,%&')*+,P*-,P%&*/)+ )

VOID AIN(! LCDINIT(!

DELAYUS(!


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SETTISC(0300! SETTISD(0401! SETUPADC(ADCCLOCKDIV52! SETUPADCPOTS(AN0AN1VEFVEF! OUTPUTC(0400! OUTPUTD(0400! SETADCCHANNEL(1!

INICIO PINTF(LCDPUTC," S'+*& ' "! PINTF(LCDPUTC,"+ P&')*+ "! '-9/(1000! LCDPUTC(":"!

S'%*)+ D-*=EADADC(! '-9;(100! D-*=D-*


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OUTPUTHIH(PIND2! OUTPUTHIH(PIND5! OUTPUTLOW(PIND>! OUTPUTLOW(PIND! OUTPUTLOW(PIND6! OUTPUTLOW(PIND7!

OUTPUTLOW(PINC>! OUTPUTLOW(PINC! OUTPUTLOW(PINC6! OUTPUTLOW(PINC7! '' ): (%&')*+=50!

OUTPUTHIH(PIND2! OUTPUTHIH(PIND5! OUTPUTLOW(PIND>! OUTPUTLOW(PIND! OUTPUTLOW(PIND6!

OUTPUTLOW(PIND7! OUTPUTHIH(PINC>! OUTPUTLOW(PINC! OUTPUTLOW(PINC6! OUTPUTLOW(PINC7! '' ): (%&')*+=>0!

OUTPUTHIH(PIND2! OUTPUTHIH(PIND5! OUTPUTLOW(PIND>! OUTPUTLOW(PIND! OUTPUTLOW(PIND6! OUTPUTLOW(PIND7! OUTPUTHIH(PINC>! OUTPUTHIH(PINC! OUTPUTLOW(PINC6! OUTPUTLOW(PINC7! '' ): (%&')*+=0!

OUTPUTHIH(PIND2! OUTPUTHIH(PIND5! OUTPUTLOW(PIND>! OUTPUTLOW(PIND!

OUTPUTLOW(PIND6! OUTPUTLOW(PIND7! OUTPUTHIH(PINC>! OUTPUTHIH(PINC! OUTPUTHIH(PINC6! OUTPUTLOW(PINC7! '' ): (%&')*+=60!


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OUTPUTHIH(PIND2! OUTPUTHIH(PIND5! OUTPUTLOW(PIND>! OUTPUTLOW(PIND! OUTPUTLOW(PIND6! OUTPUTLOW(PIND7! OUTPUTHIH(PINC>!

OUTPUTHIH(PINC! OUTPUTHIH(PINC6! OUTPUTHIH(PINC7! '' ): (%&')*+=70!

OUTPUTHIH(PIND2! OUTPUTHIH(PIND5! OUTPUTHIH(PIND>! OUTPUTLOW(PIND! OUTPUTLOW(PIND6! OUTPUTLOW(PIND7!

OUTPUTHIH(PINC>! OUTPUTHIH(PINC! OUTPUTHIH(PINC6! OUTPUTHIH(PINC7! '' ): (%&')*+=80!

OUTPUTHIH(PIND2! OUTPUTHIH(PIND5! OUTPUTHIH(PIND>! OUTPUTHIH(PIND! OUTPUTLOW(PIND6! OUTPUTLOW(PIND7! OUTPUTHIH(PINC>! OUTPUTHIH(PINC! OUTPUTHIH(PINC6! OUTPUTHIH(PINC7! '' ): (%&')*+=0!

OUTPUTHIH(PIND2! OUTPUTHIH(PIND5! OUTPUTHIH(PIND>! OUTPUTHIH(PIND! OUTPUTHIH(PIND6!

OUTPUTLOW(PIND7! OUTPUTHIH(PINC>! OUTPUTHIH(PINC! OUTPUTHIH(PINC6! OUTPUTHIH(PINC7! '' ): (%&')*+=100!

OUTPUTHIH(PIND2!


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OUTPUTHIH(PIND5! OUTPUTHIH(PIND>! OUTPUTHIH(PIND! OUTPUTHIH(PIND6! OUTPUTHIH(PIND7! OUTPUTHIH(PINC>! OUTPUTHIH(PINC!

OUTPUTHIH(PINC6! OUTPUTHIH(PINC7! C*+)@)*+' ): (%&')*+D-*G=0! OUTPUTHIH(PIND1! DELAY/(200! OUTPUTLOW(PIND1! ''

OUTPUTLOW(PIND1! IF (INPUT(PIND0!==1! SETADCCHANNEL(1! '-9/(100! LCDPUTC(":"! OTO S'%*)+ ''

SETADCCHANNEL(0! '-9/(100! LCDPUTC(":"! OTO P&')*+

SENSOR DE PRESION

(NEUMATICO)


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Inicio

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INTRODUCCION

Lo primero, una "definición" (a mi aire, nunca mejor dicho pr!ctica #eum!tica

hace referencia a sistemas accionados con aire comprimido, a presión Es por

esto $ue se hace imprescindi%le sa%er la presión del sistema

Si dispones de un &it de neum!tica de LE' o elementos neum!ticos de alg)n

otro set, este sensor casero te ir! muy %ien En lugar de usar el manómetro $ue

*iene con el sensor, podr!s usar este otro y *isuali+ar los datos en la pantalla del

#-

Aun$ue la mayor *entaja o%*iamente es poder controlar toda la neum!tica con el

#- Por ejemplo, puedes a%rir y cerrar un %ra+o neum!tico y, cuando la presión

descienda de un *alor prefijado, $ue se acti*e un motor para *ol*er a presuri+ar

el sistema . cuando la presión llegue al punto de consigna prefijado como

m!/imo, $ue se pare -odo autom!tico y controlado por el #-

0icho de otra forma, puedes almacenar el *alor de la presión en una *aria%le del

#- y procesarla como $uieras en tus montajes neum!ticos Es decir, *amos a

construir un manómetro digital casero para tu #-

Por )ltimo, agradecer la cola%oración de !Tran"i! con el diseño del circuito

utili+ado en este sensor Este ha sido un diseño compartido

http://www.nxtorm.es/index.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-ayudas-nxt.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-sensores-analogicos-caseros-nxt.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-sensores-digitales-caseros-nxt.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-sensores-proyectos-caseros-nxt.htmlhttp://www.nxtorm.es/Foro/index.phphttp://www.nxtorm.es/menu-contacto.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-tienda-caseros-nxt.htmlhttp://www.nxtorm.es/index.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-ayudas-nxt.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-sensores-analogicos-caseros-nxt.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-sensores-digitales-caseros-nxt.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-sensores-proyectos-caseros-nxt.htmlhttp://www.nxtorm.es/Foro/index.phphttp://www.nxtorm.es/menu-contacto.htmlhttp://www.nxtorm.es/menu-tienda-caseros-nxt.html


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MATERIA#

1na relación del material necesario para la construcción de este sensor Adem!s

de lo relacionado a continuación, son necesarios los ha%ituales ca%les de

cone/ión al #- (solo ca%le %lanco y negro, pe$ueños ca%les para cone/iones y

el %oard

Las resistencias (234 de *atio son5

6 de 27& (marrón negro naranja

2 de 28& (marrón gris naranja

2 de 9:7& (naranja %lanco amarillo2 de 2;7& (marrón rojo amarillo

2 integrado LM9 son

suficientes

. por supuesto, el set de neum!tica de LE' En caso de no tenerlo, no creo $ue

este sensor te resulte demasiado )til

E# SENSOR

El sensor MP;;77AP es de presión a%soluta E/isten otros con ; tu%os de

entrada $ue son de presión diferencial, es decir, nos dice la diferencia de presión

entre ; puntos

El sensor en cuestión tiene un pe$ueño orificio en la parte superior para conectar

los tu%os de neum!tica Por cierto, entran perfectamente Este sensor tiene alguna

peculiaridad con respecto a otros $ue hemos construido Ser! necesario

alimentarlo con %ater=as e/ternas

En ese sentido (solo en ese es como el relo$%calendario permanente de digital

En mi caso con 4 %ater=as recarga%les Es decir, 4 / 2,9 ? apro/, aun$ue

admitir=a m!s tensión En principio podr=a alimentarse directamente con el #-,

pero de momento no lo he conseguido

http://www.nxtorm.es/digitales/sd-o-reloj.htmlhttp://www.nxtorm.es/digitales/sd-o-reloj.html


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tra peculiaridad es $ue la respuesta del sensor la da en *oltaje 'ran parte de los

sensores construidos hasta ahora son resisti*os, es decir, med=amos la resistencia

A$u= son *oltios, concretamente unos pocos m> (entre 27 y 47 m> apro/,

imposi%le de digerir por el #- si no amplificamos la señal

Esa es precisamente la función de toda la electrónica asociada Si el sensor diera

una respuesta en *oltios, con una resistencia lo hu%i@ramos arreglado

PRECAUCION5 El sensor tiene un inter*alo (ha%itualmente se le llama "rango",

aun$ue eso es lo de los militares entre otros de tra%ajo de 7 a ;: psi No de&es

so&re'asar NUNCA los 'si de 'resión, o podr=as dañar el sensor En ese

sentido es m!s limitado $ue el manómetro


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IDENTIICACION DE #OS PINES DE# SENSOR

Lo primero en cuanto al sensor es identificar correctamente los 4 pines La hoja

de datos anterior te dar! m!s información

Si te *i$as+ una de las 'atas del e,tre-o tiene una -uesca. Ese es el 'in n/

0. En la imagen $ue sigue, el pin 2 est! a la derecha El orificio por el $ue se

conecta el tu%o neum!tica est! justo al otro lado, so%re el pin 4


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1na *e+ correctamente identificados, las cone/iones $ue usaremos a

continuación ser!n las siguientes Recuerda esta i-agen 'ara cuando -ontes

el circuito. Podr=as poner los terminales de un tester en los pines ; y 4 para medir

la respuesta del sensor Selecciona m> Luego tienes m!s información de cómo

hacerlo si no lo tienes claro #o ol*ides no superar la presión m!/ima

0onde dice , de%er!s conectarlo al polo positi*o de las pilas e/ternas 0onde

dice 7>, conectar! al polo negati*o de las pilas El pin 4 *a directamente al ca&le

negro del N1T . el pin ; *a al circuito para poder amplificar la señal

Resu-iendo2

Pin 25 alimentación del sensor, polo negati*o (B

Pin ;5 señal de salida del sensor positi*a

Pin 95 alimentación del sensor, polo positi*o (

Pin 45 señal de salida del sensor negati*a

E# AMP#IICADOR #M345

#o es mi intención dar demasiadas e/plicaciones so%re el circuito Como sueledecirse, "$ueda fuera de las pretensiones de este li%ro" Lo )nico $ue har@ es

descri%ir a grandes rasgos $u@ hace y las cone/iones

Si dispones de un tester, ponlo en la posición de medir tensión (> en corriente

continua en su escala m!s %ajita Prescinde de todo y conecta solo el sensor a las


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pilas (pines 2 y 9 y mides con el tester los pines ; y 4, $ue son la señal de salida

del sensor

En la siguiente imagen, *er!s el selector en corriente cont=nua hasta ;77 m> Si

el *otaje es mayor, simplemente mue*e el selector hacia arri%a hasta $ue de

lectura


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Puedes tam%i@n conectar un tu%o de neum!tica de LE' al sensor e

"inflarlo" Recuerda no so&re'asar nunca la 'resión de 'si , as= $ue te

*endr! %ien conectar una "-" y el manómetro de LE' para no pasarte de la

raya

>er!s $ue al medir, con la presión a 7, o%tendr!s aldededor de los 22 mili*oltios

en el tester Seg)n aumentes la presión, se incrementar!n los m> hasta unos

47m> si no recuerdo mal

Esas tensiones son demasiado %ajas para poderlas medir con el #-, y de ah= la

utilidad del circuito con este amplificador La hoja de datos del #M345 te dar!

m!s información Si %uscas por la red "amplificadores operacionales", tam%i@n

encontrar!s a%undante información, no siempre demasiado clara Se representan

ha%itualmente en los circuitos con un tri!ngulo

Los pines son los siguientes Decuerda $ue para identificar correctamente los

pines, tienes $ue poner la muesca nera $ue lle*a el circuito en la parte superior

Como puedes *er en el es$uema, el circuito integrado (C consta en realidad de

; amplificadores -iene la toma de tierra (pin 4, la alimentación a (pin 8 y

las entradas de las señales a amplificar

Simplemente decir $ue seg)n la com%inación de resistencias $ue pongamos,

lograremos un factor de amplificación u otro Si el factor fuera /277,

con*ertir=amos los 22m> en 2,2> y los 47m> en 4> Esto ya es suficiente para

$ue lo detecte el #- La gracia de este circuito es $ue mantiene la

proporcionalidad de la señal pero aumentada

CIRCUITO

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/texasinstruments/lm358.pdfhttp://www.datasheetcatalog.org/datasheet/texasinstruments/lm358.pdf


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El montaje parece m!s complicado de lo $ue realmente es, no te asustes As= $ue

lo detallar@ lo mejor posi%le para $ue no te pierdas

0ado $ue lle*a alimentación e/terna, ten cuidado de dónde pinchas los

terminales de las %ater=as #o te confundas y le metas los a la entrada del

#- o se te $uede un ca%le suelto y haga alg)n contacto sin $uerer

Como puedes o%ser*ar, solo se utili+an el ca%le %lanco (a la derecha arri%a en la

imagen del circuito y el ca%le negro Es lógico Los ca%les a+ul y amarillo se

usan en los circuitos digitales . la alimentación (ca%le *erde es e/terna, por lo

$ue solo necesitamos esos dos ca%les para medir la tensión (los *oltios

En la siguiente imagen hay algunos cruces de ca%les $ue no he podido e*itar

Solo *an conectados a$uellos en los $ue hay un cuadradito negro, indicando la

cone/ión En el siguiente apartado tienes una guia *isual para construirlo paso a

paso Decuerda $ue si tienes pro%lemas con la identificación de colores de los

componentes, tienes una ayuda deresistencias

http://www.nxtorm.es/ayudas/ay-f-resistencias.htmlhttp://www.nxtorm.es/ayudas/ay-f-resistencias.html


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La l=nea roja (en *ertical a la i+$uierda se conecta al polo positi*o de la pila

( La linea negra (hori+ontal a%ajo se conecta al polo negati*o de la pila

(7>

#os 6alores de las resistencias son los siguientes5

D2, D4, D


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Huita todo el montaje anterior y empe+amos de cero

-en en cuenta $ue toda la l=nea superior ir! conectado al polo negati*o de la pila

y la fila inferior al polo positi*o ( 1na *e+ claro esto, pinchamos el LM98


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Ahora conectamos el sensor con el pin 2 seg)n la imagen El pin 2 est! a la

derecha del todo y de%e coincidir con el ca%le de la imagen anterior


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Ahora la alimentación del integrado y del sensor (ca%le %lanco en el pin 9 La

parte superior son 7> (ca%le negro de la pila y la parte de a%ajo son los

(ca%le rojo de la pila i$ate &ien en el ca&le 8ue se9ala la *lec:a Ie montado

el crcuito ; *eces para compro%ar todo y las dos *eces me lo he dejado sin poner


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Las resistencias D; y D9 >an del pin 2 al ;


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Ahora los ca%les del #- El negro directo al sensor, al pin 4 de la i+$uierda del

todo Entre el %lanco y el pin 2 del integrado la resistencia D2

El primer conjunto de resistencias5 la DF y D: El pin ; del sensor es el $ue lle*a

la señal al circuito para su amplificación


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Por )ltimo la alimentación


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El resultado final de%er=a ser este5

Sugerencia

Si tienes un -ester, $uita los ca%les %lanco y negro del #- y mides en su lugar

los *oltios generados por el circuito para compro%ar $ue todo est! %ien Decuerda

$ue tienes $ue su%ir la escala del tester al menos una posición

"Iincha" el sensor con el set de LE' neum!tica sin so&re'asar los 'si y

o%ser*a la respuesta del tester para *er si efecti*amente *an aumentando los

*oltios con la presión En la prue%a $ue he reali+ado, la medida ha *ariado desdelos 2978 m> para presión 7 hasta los 29;7 m> para ;: psi

PRO;RAMA


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El programa %!sico es muy sencillo En realidad, simplemente *isuali+ando

el !ra

ocurre es $ue ese *alor *ar=a proporcionalmente con la presión, pero no sa%emos

$u@ presión tenemos Lo $ue si podemos sa%er antes de continuar es si lo hemos

montado %ien y funciona

Iaciendo esto, y *ariando la presión hasta los ;: psi, mi #- ha *ariado desde

raJ igual a 6:9 hasta F;


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1sando el programa anterior, *amos anotando en nuestra ta%la los *alores de

presión en psi leidos del manómetro y su *alor raJ correspondiente En mi caso,

he o%tenido la siguiente ta%la5

Ahora hacemos una representación gr!fica y luego un ajuste por m=nimo

cuadrados Con programas de tipo hoja de c!lculo es muy sencillo5 seleccionas

todos los *alores de la ta%la y le das a "insertar gr!fico"

Selecciona el gr!fico de tipo "dispersión", l=neas rectas Con el ratón, ponte so%re

la recta di%ujada y dale a "Agregar l=nea de tendencia" Acti*a la opción de

"Presentar la ecuación en el gr!fico" Si te piedes, tienes una e/plicación m!s

detallada de estos ajustes en el sensor de te-'eratura

http://www.nxtorm.es/analogicos/sa-h-termometro.htmlhttp://www.nxtorm.es/analogicos/sa-h-termometro.html


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1na pe$ueña mejora ser=a medir el *alor 7 y ;: cada *e+ $ue lo pones en marcha

Ser=a como una pe$ueña cali%ración para el sensor antes de cada uso -e pongo el

ejemplo del cero Solo ha%r=a $ue modificar algunos iconos del inicio -odo el

resto ser=a igual

Esto es interesante por$ue en el sistema puede $uedar presión residual (aun$ue elmanómetro mar$ue cero u otros factores 0esconoco cómo afecta la presión

atmosf@rica, pero sospecho $ue influye El sensor tiene un pe$ueño orificio en su

parte delantera . esto hace $ue la recta de cali%ración *ar=e un poco cada *e+

$ue lo usas

El icono de espera inicial sir*e simplemente para darte tiempo a *aciar de presión

el sistema 1na *e+ reali+ado, se pulsa el %otón naranja del #- para $ue

empiece a medir

Sensor de Presion MPX100

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