Diseño y construcción de un equipo para laboratorio de física de movimiento de caída libre operado mediante software

Este trabajo, se realizó el diseño y construcción de un equipo para laboratorio de física de movimiento de caída libre autónomo, el cual tiene como finalidad limitar la intervención directa del usuario, para que este pueda ser desarrollado a distancia y contribuir a las prácticas de laboratorios de...

Full description

Autores:
Gil Torres , Carlos Andrés
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Tecnológica de Pereira
Repositorio:
Repositorio Institucional UTP
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.utp.edu.co:11059/14766
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11059/14766
https://repositorio.utp.edu.co/home
Palabra clave:
530 - Física::539 - Física moderna
Software para Experimentos
Física Experimental
Caída Libre
Ingeniería de Control y Adquisición de Datos
Caida libre
Remoto
Rights
openAccess
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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description Este trabajo, se realizó el diseño y construcción de un equipo para laboratorio de física de movimiento de caída libre autónomo, el cual tiene como finalidad limitar la intervención directa del usuario, para que este pueda ser desarrollado a distancia y contribuir a las prácticas de laboratorios de física de caída libre ofrecidos a los estudiantes de colegios y universidades en el entorno de la Universidad Tecnológica de Pereira. Para lograrlo se diseñó y construyó un sistema Mecatrónico automatizado con una interfaz de usuario que se ejecuta en un dispositivo móvil a través de la comunicación bluetooth. Con esto se buscó aportar a futuros trabajos para que pueda ser incorporado a los diferentes sistemas de laboratorios virtuales.
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spelling Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessQuintero Vallejo , Hernan AlbertoGil Torres , Carlos Andrés2023-08-02T20:19:25Z2023-08-02T20:19:25Z2023https://hdl.handle.net/11059/14766Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEste trabajo, se realizó el diseño y construcción de un equipo para laboratorio de física de movimiento de caída libre autónomo, el cual tiene como finalidad limitar la intervención directa del usuario, para que este pueda ser desarrollado a distancia y contribuir a las prácticas de laboratorios de física de caída libre ofrecidos a los estudiantes de colegios y universidades en el entorno de la Universidad Tecnológica de Pereira. Para lograrlo se diseñó y construyó un sistema Mecatrónico automatizado con una interfaz de usuario que se ejecuta en un dispositivo móvil a través de la comunicación bluetooth. Con esto se buscó aportar a futuros trabajos para que pueda ser incorporado a los diferentes sistemas de laboratorios virtuales.In this work, the design and construction of an autonomous free fall movement physics laboratory equipment was carried out, which has the purpose of limiting the direct intervention of the user, so that it can be developed remotely and contribute to the practices of free fall physics laboratories offered to students from High schools and universities in the area of the Technological University of Pereira. To achieve this, an automated Mechatronic system with a user interface that runs on a mobile device through bluetooth communication was designed and built. With this, we sought to contribute to future works so that it can be incorporated into the different virtual laboratory systems.Tabla de contenido………………………………..…………………..…………Página. 1.1 PRÓLOGO.....................................................................................................1 1.2 JUSTIFICACIÓN............................................................................................1 1.3 OBJETIVOS...................................................................................................2 1.3.1 Objetivo general.......................................................................................2 1.3.2 Objetivos específicos ...............................................................................2 1.4 ESTRUCTURA DEL TRABAJO DE GRADO..................................................3 CAPÍTULO 2...........................................................................................................4 2.1 ESTADO DEL ARTE DE LOS LABORATORIOS REMOTO ...........................4 2.1.1 Laboratorio de física de la UTP................................................................6 2.2 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL ...............................................................7 2.2.1 Caída libre ...............................................................................................7 2.2.2 Cálculo de la gravedad usando el experimento de caída libre..................8 2.2.3 Microcontrolador ......................................................................................9 2.2.4 Actuadores lineales ................................................................................10 2.2.5 Actuadores rotacionales.........................................................................10 2.2.6 Sensores................................................................................................ 11 CAPÍTULO 3.........................................................................................................13 DISEÑO DEL EQUIPO DE CAIDA LIBRE ............................................................13 3.1 REQUERMIENTOS DEL DISEÑO MECÁNICO ...........................................13 3.1.2 Selección de los componentes..................................................................13 3.1.3 Selección del actuador...........................................................................14 3.1.4 Selección del sistema de transmisión de movimiento entre el actuador y la plataforma móvil .............................................................................................15 CAPÍTULO 4.........................................................................................................17 DISEÑO DEL EQUIPO .........................................................................................17 4.1 MODELADO DE LAS PIEZAS.....................................................................17 4.1.2 Soporte fijo:............................................................................................17 4.1.3 Plataforma de lanzamiento: ...................................................................17 4.1.4 Tolva y superficie de impacto: ................................................................19 4.1.5 Sistema de realimentación de balines:...................................................19 4.1.6 Diseño final: ...........................................................................................20 iii 4.1.7 Selección de las piezas comerciales......................................................21 4.2 CONSTRUCCIÓN DEL EQUIPO .................................................................22 4.3 DISEÑO ELECTRÓNICO ............................................................................25 CAPÍTULO 5.........................................................................................................28 OPERACIÓN DEL EQUIPO .................................................................................28 5.1 FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO DE LABORATORIO Y DIAGRAMA DE FLUJO ...............................................................................................................28 5.1.2 Acceso al código fuente para ajustes de parámetros .............................29 5.1.3 Diagrama de flujo del funcionamiento del software ................................33 5.1.4 Interfaz para usuario final......................................................................34 CAPÍTULO 6.........................................................................................................37 PRUEBA DEL EQUIPO Y ANÁLISIS DE RESULTADOS .....................................37 6.1 PRUEBA DEL EQUIPO................................................................................37 7.1 CONCLUSIONES ........................................................................................39 7.2 RECOMENDACIONES................................................................................41 7. BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................43 Anexos………………………………………………………………………………..…..44PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a)96 páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería MecatrónicaFacultad de TecnologíasPereira530 - Física::539 - Física modernaSoftware para ExperimentosFísica ExperimentalCaída LibreIngeniería de Control y Adquisición de DatosCaida libreRemotoDiseño y construcción de un equipo para laboratorio de física de movimiento de caída libre operado mediante softwareTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis[1] Hesselink , L., Dharmarus, R., & Bojonson, E. (Septiembre de 2000). CyberLab: Remote access to laboratories through the world-wide-web. Retrieved, 26, 27-39.[2] Aktan, B., Bohus, C., Crowl, L. A., & Short, M. H. (1996). 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deopen.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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