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Título: Desarrollo de prototipos para mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje de temas en el campo de la física: prototipo portable funcional para medir la velocidad con sensor ultrasónico.
Autor: Jara Ortiz, Nathly Nicole
Palabras clave: FÍSICA
PROTOTIPO
MEDICIÓN DISTANCIA
PLANO INCLINADO
CINEMÁTICA
SENSOR ULTRASÓNICO
Fecha de publicación: feb-2023
Editorial: Quito : EPN, 2023.
Citación: Jara Ortiz, N.N. (2023). Desarrollo de prototipos para mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje de temas en el campo de la física: prototipo portable funcional para medir la velocidad con sensor ultrasónico. 101 páginas. Quito : EPN.
Resumen: In this work, a low-cost functional portable prototype was designed and implemented to measure distance, speed, and acceleration of a car moving on an inclined plane by using an ultrasonic sensor. First, the hardware design was carried out, consisting of the structure and the electronic circuits. All the pieces of the structure were implemented with the selected electronic components. Among the main ones are the HC-SR04 ultrasonic sensor, optical sensors, and an LCD. The LCD was included in order to show distance and speed even without a computer. Then, the software was designed on Arduino IDE and LabVIEW. A graphical interface was created on LabVIEW to observe the measurement data. This interface has three pages: start (front page), data acquisition (configuration and real-time measurements), and main graphs (movement curves, theoretical curves, and the percentage error of the acceleration). The functionality of the prototype was verified by taking measurements and comparing them to theoretical calculations. The obtained errors are attributed to the resolution of the ultrasonic sensor, parameter measurement errors, and the estimations made. The low-cost characteristic of the prototype was demonstrated by comparing the total fabrication price with the commercial cost of the EPN reference equipment. A total saving of 85,20 % was obtained. Finally, a laboratory guide and a user’s manual were written to be able to perform a practice with the prototype named NNCart.
Descripción: En este trabajo se diseñó e implementó un prototipo portable funcional de bajo costo que mide distancia, velocidad y aceleración de un carro que se mueve en un plano inclinado, mediante el uso de un sensor ultrasónico. Se realizó primero el diseño de hardware compuesto por la estructura y los circuitos electrónicos. Se implementaron todas las piezas que conforman la estructura junto con los componentes electrónicos seleccionados, entre los principales se encuentra el sensor ultrasónico HC-SR04, sensores ópticos y un LCD. El LCD fue incluido con el fin de que el prototipo muestre la distancia y velocidad aún cuando no se cuenta con una computadora. Después, se diseñó el software en los programas Arduino IDE y LabVIEW. Se realizó una interfaz gráfica en LabVIEW para observar los datos de la medición. Esta interfaz presenta tres páginas: inicio (portada), toma de datos (configuración y mediciones en tiempo real) y gráficas características (curvas del movimiento, curvas teóricas y error porcentual de la aceleración). Se comprobó la funcionalidad del prototipo realizando mediciones y comparando con lo predicho por la teoría. Los errores obtenidos son atribuidos a la resolución del sensor ultrasónico, los errores a la hora de medir parámetros y por las estimaciones realizadas. El prototipo desarrollado es de bajo costo, pues al comparar con el equipo de referencia de la EPN, se obtuvo un ahorro del 85, 20 %. Por último, se redactó una guía de laboratorio y un manual de usuario para poder realizar una práctica con el prototipo nombrado NNCart.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24404
Tipo: bachelorThesis
Aparece en las colecciones:Tesis Física (FISICA)

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