Sistema Automático Basado en FPGA para la Caracterización de Sensores de Fuerza

Abstract

En la actualidad los sensores de fuerza son utilizados en gran variedad de aplicaciones de uso cotidiano, como médicas, industriales, entre muchas más. Por esta razón, el proceso de calibración de los sensores de fuerza es sumamente importante ya que de esto dependerá la precisión de la medición que se realiza. En este sentido, la propuesta de este trabajo consiste en el diseño de un prototipo que permitirá caracterizar sensores de fuerza de manera automática. El sensor utilizado como referencia se basa en una galga extensiométrica la cual puede ser intercambiada para tener mediciones máximas de 1kg, 5 kg o 10 kg. La automatización del sistema se realiza mediante una interfaz gráfica diseñada en Matlab que interactúa con el sistema implementado en el FPGA donde se diseñó e implemento el controlado para el motor a pasos, el controlador para el HX711 que se encarga de adquirir la señal de sensor, el sistema de adquisición de datos y el protocolo de comunicación RS-232. Se observa que al enviar un pulso de trabajo en la resolución más alta del controlador (1/16 de paso) se tiene una presión de 6.59 gr, 6.69 gr y 5.28 gr con los sensores de 1 kg, 5 kg y 10 kg respectivamente y la distancia mínima de trabajo del prototipo de 3.5211267605633 μm.