Sistema de escaneo de campos acústicos en inmersión
Este trabajo muestra el desarrollo de un sistema de escaneo de campos acústicos en inmersión. Basado en una ruteadora CNC antigua, fue desarrollado un sistema de posicionamiento de un hidrófono que permite medir la presión acústica en una matriz de puntos al frente de un transductor ultrasónico. La...
- Autores:
-
Lasprilla Narvaez, Juan Pablo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
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- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/14947
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10614/14947
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- Palabra clave:
- Ingeniería Mecatrónica
Transductores ultrasónicos
Ondas ultrasónicas
Hidrófono
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- Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2023
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Este trabajo muestra el desarrollo de un sistema de escaneo de campos acústicos en inmersión. Basado en una ruteadora CNC antigua, fue desarrollado un sistema de posicionamiento de un hidrófono que permite medir la presión acústica en una matriz de puntos al frente de un transductor ultrasónico. La electrónica de control fue diseñada y construida completamente, usando como parte central un microcontrolador Arduino Mega 2560 y drivers tipo puente H L298A para alimentar los motores de pasos. Para el posicionamiento del hidrófono y la adquisición sincronizada de las señales se desarrolló un software de control constituido por una serie de rutinas en el microcontrolador y otras en el computador (Matlab), y la comunicación se realizó por medio del puerto serial. Las señales ultrasónicas son adquiridas con un osciloscopio digital y transferidas al computador vía red LAN. El sistema fue testado escaneando dos transductores ultrasónicos de 1 y 2,25 MHz. Los resultados mostraron que el sistema funciona correctamente y será una herramienta de medición valiosa para la línea de acústica de grupo de investigación. |
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[1] D. F. Comesana, ˜ “Scan-based sound visualization method using sound pressure and particle velocity,” Ph.D. dissertation, University of Southhamptom, Southampton, England, 7 2014. [2] L. E. Kinsler, A. R. Frey, A. B. Coppens, y J. V. Sanders, Fundamentals of acoustics, 4th ed. Nashville, TN: John Wiley & Sons, Dec. 1999. [3] G. Gibbs, H. Jia, y I. Madani, “Obstacle detection with ultrasonic sensors and signal analysis metrics,” Transportation Research Procedia, vol. 28, pp. 173–182, 2017, iNAIR 2017. [En línea]. https://www.sciencedirect.com/science/ article/pii/S2352146517311031 [4] M. N. F. Saniman y I. Ihara, “Application of air-coupled ultrasound to noncontact evaluation of paper surface roughness,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 520, p. 012016, Jun. 2014. [En línea]. https://doi.org/10.1088/1742-6596/ 520/1/012016 [5] R. C.A, P. J. F., C. J.J, F. E.E., y E. 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Para el posicionamiento del hidrófono y la adquisición sincronizada de las señales se desarrolló un software de control constituido por una serie de rutinas en el microcontrolador y otras en el computador (Matlab), y la comunicación se realizó por medio del puerto serial. Las señales ultrasónicas son adquiridas con un osciloscopio digital y transferidas al computador vía red LAN. El sistema fue testado escaneando dos transductores ultrasónicos de 1 y 2,25 MHz. Los resultados mostraron que el sistema funciona correctamente y será una herramienta de medición valiosa para la línea de acústica de grupo de investigación.This work shows the development of an immersion acoustic field scanning system. Based on an out-of-use CNC router, a hydrophone positioning system that allows to measure the acoustic pressure in a matrix of points in front of an ultrasonic transducer was developed. The electronic circuitry was completely designed and build, using as central part an Arduino Mega 2560 microcontroller and L298A H-bridge drivers to power the stepper motors. For the positioning of the hydrophone and the synchronized acquisition of the signals, a control software was developed consisting of a series of routines in the microcontroller and others in the computer (Matlab). The communication was carried out through the serial port. The ultrasonic signals are acquired with a digital oscilloscope and transferred to the computer via LAN. The system was tested by scanning two ultrasonic transducers of 1 and 2.25 MHz. The results showed that the system works correctly and will be a valuable measurement tool for the acoustics research line in our group.Proyecto de grado (Ingeniero Mecatrónico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2023PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a)44 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería MecatrónicaFacultad de IngenieríaCaliDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2023https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Ingeniería MecatrónicaTransductores ultrasónicosOndas ultrasónicasHidrófonoUltrasonic transducersUltrasonic wavesHydrophoneUltrasonidoCampos acusticosHidrófonoTransductor ultrasónicoSistema de escaneo de campos acústicos en inmersiónTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_71e4c1898caa6e32Lasprilla Narváez, J. P. (2023). Sistema de escaneo de campos acústicos en inmersión. (Proyecto de grado). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://red.uao.edu.co/handle/10614/14947[1] D. F. Comesana, ˜ “Scan-based sound visualization method using sound pressure and particle velocity,” Ph.D. dissertation, University of Southhamptom, Southampton, England, 7 2014.[2] L. E. Kinsler, A. R. Frey, A. B. Coppens, y J. V. Sanders, Fundamentals of acoustics, 4th ed. Nashville, TN: John Wiley & Sons, Dec. 1999.[3] G. Gibbs, H. Jia, y I. Madani, “Obstacle detection with ultrasonic sensors and signal analysis metrics,” Transportation Research Procedia, vol. 28, pp. 173–182, 2017, iNAIR 2017. [En línea]. https://www.sciencedirect.com/science/ article/pii/S2352146517311031[4] M. N. F. Saniman y I. Ihara, “Application of air-coupled ultrasound to noncontact evaluation of paper surface roughness,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 520, p. 012016, Jun. 2014. 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