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Autor Tema: Problema de control  (Leído 816 veces)
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« : 09/06/2018, 02:30:26 am »

 :BangHead: :¿eh?: :¿eh?:  :enojado:
Se desea construir un altímetro barométrico cuyo funcionamiento está basado en la relación entre presión y altitud, la presión atmosférica desciende con la altitud aproximadamente 1 (milibar) por cada 27 (pres) de altitud. Se toma una base de referencia al nivel del mar, pero su funcionamiento está condicionado a los cambios, por lo que un altímetro de cierta calidad debería permitir compensar las variaciones de presión provocadas por el clima. El modelo para calibrar el altímetro (hasta 36.900 pies) es el siguiente:

[texx]h=\displaystyle\frac{(1- (Po/Pref)^(0.19026))^(288,15)}{0,00198122}[/texx]

Donde h indica la altitud en pies, [texx]P_0[/texx] es la presión estática, P_ref es la presión absoluta motorota MPX41154. Compensado en temperatura el fabricante nos da como curva de calibración la gráfica del dispositivo.

Se suguiere que el altímetro mida la altitud desde el nivel del mar y presente una salida lineal de [texx]0[/texx] metros de altura, hasta una altura de [texx]400[/texx] mts sobre el nivel del mary presente una salida lineal de de [texx]0[/texx] a [texx]5[/texx] voltios D.C. en este rango, además existe un ruido de alta mayor a [texx]1k(ohmio)[/texx] que debe ser filtrado (tener en cuenta el filtro activo de ganancia unitaria).

Se pide el acondicionamiento analogico y digital de la señal para un ADC de [texx]8 bits[/texx] con [texx]vr=5(voltios)[/texx] que permita cumplir con el requerimiento. Indicar la resolución del instrumento en Pa.  :BangHead: :BangHead: :BangHead:


 :indeciso: planteamos entonces: [texx]1 milibar\longrightarrow{27 pies }[/texx], P^atm, 
[texx]-({P_0}/{P_ref}) ^ (0,19026)=\displaystyle\frac{h(0,0019)-1}{288,15}\longrightarrow{\displaystyle\frac{P_0}{P_ref}}= \sqrt[0,19026 ]{1-\displaystyle\frac{h(0,0019)}{288.15}}[/texx]

[texx]P_0=P_ref (\sqrt[0,19026 ]{1-\displaystyle\frac{h(0,0019)}{288.15}})[/texx]

No se si es un buen análisis para empezar o que más puedo considerar
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Abdulai
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« Respuesta #1 : 09/06/2018, 03:28:56 pm »

Se desea construir un altímetro barométrico cuyo funcionamiento está basado en la relación entre presión y altitud,

Hay detallles discutibles en las especificaciones que das, por lo que sería útil saber si esto es un ejercicio o sos vos qque querés implementar un altímetro y especificaste lo que te vino a la cabeza.

Cita
... El modelo para calibrar el altímetro (hasta 36.900 pies) es el siguiente:

[texx]h=\displaystyle\frac{(1- (Po/Pref)^(0.19026))^(288,15)}{0,00198122}[/texx]

Esa fórmula no está bien escrita, ni como fórmula ni el código LaTex.

Debe ser como la que propone el NOAA

[texx]h=h_0 \, \left(1- \dfrac{P_o}{P_{ref}}\right)^{0.190284}[/texx]

con  [texx]h_0=145366.45[pies][/texx]  o  [texx]h_0=4430769.4[metros][/texx] 
y [texx]P_{ref}[/texx] la presión de referencia, normalmente al nivel del mar.

Aunque hay una leve diferencia en los coeficientes respecto a la fórmula que da el NOAA pero no tiene importancia.

Cita
Donde h indica la altitud en pies, [texx]P_0[/texx] es la presión estática, P_ref es la presión absoluta motorota MPX41154. Compensado en temperatura el fabricante nos da como curva de calibración la gráfica del dispositivo.

No,  la presión medida por el transductor es [texx]P_o[/texx]

Cita
Se suguiere que el altímetro mida la altitud desde el nivel del mar y presente una salida lineal de [texx]0[/texx] metros de altura, hasta una altura de [texx]400[/texx] mts sobre el nivel del mar

Es una especificación de mas, pues si se usa el MPX4115 ya tiene una linealidad y error por temperatura propio.

Cita
y presente una salida lineal de de [texx]0[/texx] a [texx]5[/texx] voltios D.C. en este rango,

Ojo con esto ¿Que operacionales pensás usar y qué tensiones de alimentación? 

Algo me dice que operacionales comunes y 0-5V , en cuyo caso es imposible.

Cita
además existe un ruido de alta mayor a [texx]1k(ohmio)[/texx] que debe ser filtrado (tener en cuenta el filtro activo de ganancia unitaria).

¿Qué es "un ruido en alta mayor de [texx]1k\Omega[/texx]" ?

Cita
Se pide el acondicionamiento analogico y digital de la señal para un ADC de [texx]8 bits[/texx] con [texx]vr=5(voltios)[/texx] que permita cumplir con el requerimiento. Indicar la resolución del instrumento en Pa.  :BangHead: :BangHead: :BangHead:

Esto es independiente de lo anterior.  A 0m la presión es 1013mb y a 400m es 966mb --> correctamente ajustada la ganancia y offset del amplificador y las referencias max/min del ADC la resolución será  [texx]\Delta P_{min}=\dfrac{1013-966}{256} = .184mb[/texx]

Como en ese rango la función es bastante lineal, para conocer la resolución en metros bastaba  [texx]\Delta h = \dfrac{400}{256}\approx 1.5m[/texx]
 
Cita
....
No se si es un buen análisis para empezar o que más puedo considerar

Tensiones de fuente y los operacionales (si fuente partida, single o rail-to-rail), con eso definís el rango en la entrada del ADC.

Para el filtro, con eso de "ganancia unitaria" se está sugiriendo un pasabajo Sallen-Key. 
Pero como la variación en altitud es un proceso muy lento, casi cualquier cosa va a andar bien (incluso un filtro RC).
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