ACELEROMETRO MMA7361 CON MICROCONTROLADOR MC908QY4CPE

ACELEROMETRO  MMA7361 CON MICROCONTROLADOR  MC908QY4CPE

CENTRO INDUSTRIAL DE MATENIMIENTO Y MANUFACTURA

SENA_SOGAMOSO

ELKIN URIEL QUEMBA HERNANDEZ

euquemba@misena.edu.co

RESUMEN: En este proyecto  utilizamos el acelerómetro MMA7361  para medir la aceleración de un objeto, es decir la dirección en los ejes XYZ junto con el MCU MC908QY4CPE que programado a través del software codewarrior nos permite visualizar  dichos valores  en una pantalla LCD 2x16.

ABSTRACT: In this project we use the MMA7361 accelerometer to measure the acceleration of an object, ie the direction in the XYZ axes with the MCU MC908QY4CPE that allows us to visualize these values ​​on a LCD 2x16.

PALABRAS CLAVES: Acelerómetro, micro controlador, LCD, codewarrior, acondicionador.

INTRODUCCION: El acelerómetro MMA7361 es un sensor el cual proporciona señales analógicas de salida de cada uno de los ejes (X, Y, Z) que son recibidos por el micro controlador a través de sus pines configurados como adc, estas señales serán procesadas por medio del programa code warrior el cual nos permite visualizar los diferentes  parámetros en una pantalla.

ACELEROMETRO: es un instrumento que nos permite medir la aceleración. Un acelerómetro nos permite realizar las siguientes mediciones.

·         aceleración de la vibración

·         velocidad de vibración

·         variación de vibración.

Existen varios tipos de acelerómetros los más comunes encontramos son:

v  Acelerómetro mecánico

v  Acelerómetro piezoeléctrico

v  Acelerómetro piezoeléctrico de cuarzo

v  Acelerómetros efecto hall

v  Acelerómetros de condensador

v  Acelerómetro de dos ejes

Los acelerómetros son portátiles y pueden realizar mediciones exigentes en el campo de la industria y así poder resolver problemas técnicos que existan.

Acelerómetro de tres ejes - MMA7361

http://www.triquitraqueando.com/tiendita/placa_MMA7361

Es un acelerómetro analógico requiere de muy poca energía para funcionar. Incluye también un modo de ultra bajo consumo (sleep), condicionamiento de señales, filtros pasa bajas de primer orden, compensación de temperatura, auto prueba y detección de caída libre.

Características:

·         Dos rangos seleccionables (±1.5g y ±6g)

·         Bajo consumo de corriente: 400 µA

·         Modo de espera: 3 µA

·         Bajo voltaje de operación: 2.2 V - 3.6 V

·         Alta sensibilidad(800 mV/g a 1.5g)

·         Veloz tiempo de encendido (0.5 ms)

·         Auto diagnóstico para detectar caída libre.

APLICACIONES

Los podemos encontrar en:

- En  teléfonos celulares

- En PC portátiles

- En robótica

- En navegación, etc.

MC908QY4CPE

http://eastyle-hk.com/Demo_eProduct.asp

El  MC908QY4CPE es un micro controlador de bajo costo y de alto rendimiento, pertenece la firma Freescale Semiconductor.  Este MCU posee 8K bytes de memoria FLASH y 256 bytes de memoria RAM. Además cuenta con 16 pines la mayoría de ellos son utilizados. Internamente se divide mediante.

 Los módulos PTA y PTB hacen referencia a los puertos de entrada/salida. 

• El PTA consta de 6 bits, en el cual se utiliza el PTA5 (OSC1) como entrada de clock de 9,8304[MHz

• El PTB consta de 8 bits.

 • El módulo TIM es un contador/temporizador, utilizado para realizar diferentes retardos dentro del programa.

Datasheet.

http://www.cctools.eu

se configuran los pines PTA0, PTA1, PTA4 como canales del ADC recibiendo las señales analógicas del eje X , Y y Z Y como salidas los  puertos PTB0, PTB1, PTB2 respectivamente.

PANTALLA LCD 2X16

Esta pantalla de cristal líquido es un dispositivo microcontrolado trae 2 filas 16 caracteres por cada una y permite visualizar 32 caracteres alfanuméricos.

LM324

Amplificador operacional cuádruple el circuito integrado LM324 es un dispositivo muy conocido y es utilizado en una gran variedad de proyectos de electrónica, este operacional contiene 4 amplificadores operacionales independientes de uso general. 

METODOLOGIA DE TRABAJO

Conexión y modo de trabajo.

El sensor genera una señal analógica de salida en cada uno de los ejes proporcional a la aceleración sometida, esta señal analógica se acondiciona mediante la implementación de filtros pasa bajos. En la figura podemos observar la implementación de estos filtros, esta configuración ha sido extraída de la hoja de datos del sensor.

https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/MMA7361L.pdf

Ya que  el sensor y el MCU pertenecen a la misma firma, la hoja de datos del sensor tiene una configuración en la cual nos muestra como realizar la conexión entre los dos dispositivos.

https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/MMA7361L.pdf

Podemos ver en la figura anterior que las salidas del acelerómetro se conectan a las tres entradas del ADC del MCU. En esta aplicación no es necesario controlar el pin 12 (Sleep Mode) desde el micro controlador, se conecta a VDD (3,3[V]), esto quiere decir que no trabaja a bajo consumo, debido a que para esta aplicación el consumo de corriente no es tan significativo.

Para este circuito se tuvieron que acondicionar las señales XYZ que salen del sensor ya sus valores eran muy bajos y la configuración de cada uno de los adc del microcontrolador trabajan de 0v a 5 voltios, para esto se utilizaron tres amplificadores no inversores en los cuales en sus entradas les llega de 0v a 1.5v  y en su salida obtenemos el voltaje de 0v a 5v con el  circuito integrado LM324 (amplificador operacional).

CIRCUITO IMPLEMENTADO

Aquí podemos ver los componentes que tiene el circuito que son un led que nos indica cuando el circuito esta alimentado junto con una resistencia de 330Ω que limita la corriente del mismo, luego tenemos un diodo zener de 3.3v junto con una resistencia de 1KΩ que nos sirven de regulador ya que el sensor trabaja a 3.3v y la fuente que se utilizo es de 5v, enseguida encontramos el acelerómetro MA7361 que envía las señales al LM324 para acondicionarlas y enviarlas al microcontrolador. Además tiene un diodo rectificador como protección contra conexión inversa y asi evitar posibles daños en el circuito.

SOFTWARE IMPLEMENTADO (Code Warrior)

Para la programación del micro controlador se utilizó el software “Code Warrior” el cual es un programa que nos permite configurar los diferentes parámetros a través del “device initialization” el cual es una herramienta gráfica que nos facilita su utilización.

En la imagen podemos ver los diferentes módulos para configurarlos debemos hacer clic en cada uno de ellos y cambiar los parámetros de acuerdo a nuestra programación.

El código que se utilizo es el siguiente.

CONCLUSIONES:

-Por medio de un acelerómetro y un microcontrolador podemos ver cuando hay un movimiento en un objeto.

-El microcontrolador HC08 se utiliza mucho por su tamaño, su bajo costo y es una buena elección a la hora de aprender a programar un micro.

- un amplificador operacional sirve para el acondicionamiento de señales, de acuerdo a la señal podemos utilizar un amplificador inversor, no inversor, diferencial, restador, seguidor o comparador.

BIBLIOGRAFIA:

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceler%C3%B3metro – 26/OCT/2013

http://www.edutecne.utn.edu.ar/microcontrol_congr/comunicaciones/Acelerometro_con_MMA7260QT.pdf - 26/OCT/2013

http://www.triquitraqueando.com/tiendita/placa_MMA7361 - 26/OCT/2013

http://www.cctools.eu – 26/OCT/2013

http://eastyle-k.com/Demo_eProduct.asp

26/OCT/2013

https://www.sparkfun.com/datasheets/mponents/General/MMA7361L.pdf -28/OCT/2013