medir velocidade de deslocamento

[cristian]

galera

vou colocar um disco com furos ( encoder ) para medir a velocidade de deslocamento feito num exercicio pretendo tb com ele medir a força exercida ...é possivel??


é assim o cara vai puxar 10kg atraves duma corda puxa e volta puxa e volta

entao com o disco vou medir a volcidade e quantos kilos ele ta puxando

o disco vai ter 10 furos ...basta entao medir a largura de pulsos do disco ??

[_blackmore_]

vou colocar um disco com furos ( encoder ) para medir a velocidade de deslocamento feito num exercicio

se for aquele dentro dágua ... pense q o cabo não pode ser enrolado por cima dele mesmo, alterando a velocidade do encoder, consequentemente leitura errada.

pretendo tb com ele medir a força exercida ...é possivel??
eu imagino que não ...

o disco vai ter 10 furos ...basta entao medir a largura de pulsos do disco ??

se vc souber a velocidade periférica (entre os furos) vc conseguirá apenas medir a velocidade ... qdo a força não acho q seja possível sem uma célula de carga ou algum recurso semelhante.

[EvandroPic]

galera

vou colocar um disco com furos ( encoder ) para medir a velocidade de deslocamento feito num exercicio pretendo tb com ele medir a força exercida ...é possivel??


é assim o cara vai puxar 10kg atraves duma corda puxa e volta puxa e volta

entao com o disco vou medir a volcidade e quantos kilos ele ta puxando

o disco vai ter 10 furos ...basta entao medir a largura de pulsos do disco ??

É né.. e as aulas de física, onde ficaram?
Pela descrição não da pra saber como é o equipamento mas imagino que seja um cabo de aço passando por uma polia...
Vamos pelo modo mais simples:
Se eu ergo uma massa de 10 kg com velocidade constante, estou aplicando 98 Newtons de força ( F=m.a > F=10 X 9,8 ). Nesse caso a aceleração é a da gravidade.
Se desço com velocidade constante é a mesma coisa.

Mas como a coisa não poderia ser tão simples, temos que, no caso real, a força executada pelo atleta vai ser variável no decorrer do tempo já que o movimento não é realizado com velocidade constante durante o deslocamento.
Há aceleração e desaceleração tanto na subida quanto na descida.
Inicialmente, na subida, temos que a velocidade da massa é zero e, com a aplicação da força do atleta, a velocidade vai aumentando até que próximo ao fim da subida ela volta a diminuir, até chegar a zero novamente. Depois, na descida, o processo é o mesmo.

Na subida, a força aplicada tende a ser maior que na descida, já que na descida todo santo ajuda né (me refiro ao sentido do deslocamento da massa e não ao sentido do movimento executado pelo atleta)....

Nesse caso, se você usar um acelerômetro, pode ter a força instantânea que o "atleta" está aplicando no exercício e com isso a força instantânea também. De forma bem simples, é só somar ou subtrair com a aceleração da gravidade e multiplicar pela massa que está sendo movimentada.
Lembrando que o movimento tem que ser perpendicular ao solo, caso contrário terá que fazer a composição vetorial pra ver qual a resultante.. lembra das aulinhas de mecânica né? bem simples..

Se não usar acelerômetro, vai ter que medir a velocidade (com o disco por exemplo) em intervalos de tempo e dividir a variação da velocidade pelo intervalo de tempo (dv/dt). Processo mais chato além de não ter a força instantânea, exceto se dt for muitooooo pequeno. Acho que alguns milisegundos de dt já dá pra ter o valor como sendo instantãneo, afinal não é caso pra tanto preciosismo.

Bom, acredito que já da pra ter uma idéia e aquí no fórum tem um pessoal bom de física que vai ajudar mais...

[cristian]

nao é dentro dagua é fora ...

se vc souber a velocidade periférica (entre os furos) vc conseguirá apenas medir a velocidade

como sei isso pela distancia de cada furo ...vamos supor um disco de 5cm com 5 furos de 1 cm de distancia de um para o outro

Acho que alguns milisegundos de dt já dá pra ter o valor como sendo instantãneo, afinal não é caso pra tanto preciosismo.

nao precisa ser tao preciso mas a velocidade precisa ser

[EvandroPic]

nao é dentro dagua é fora ...

se vc souber a velocidade periférica (entre os furos) vc conseguirá apenas medir a velocidade

como sei isso pela distancia de cada furo ...vamos supor um disco de 5cm com 5 furos de 1 cm de distancia de um para o outro

Acho que alguns milisegundos de dt já dá pra ter o valor como sendo instantãneo, afinal não é caso pra tanto preciosismo.

nao precisa ser tao preciso mas a velocidade precisa ser

Vamos lá...
Você precisa ter uma roda furada. Pode ser até aquelas de mouse antigo. Não importa o tamanho da roda furada. O que você precisa saber sobre a roda furada é quantos furos ela tem. Quanto mais furos, maior será a definição das medidas de deslocamento da massa e por conseguinte da velocidade. Quantos mais furos você quiser, maior será a roda a ser furada.
Certamente você encontrará uma roda que seja mais conveniente.
É importante que essa roda tenha a mesma velocidade angular da polia onde o cabo passa fazendo a mesma girar. Isso quer dizer que as 2 (polia e roda furada)precisam estar no mesmo eixo (mesma velocidade angular).

Vamos ao caso prático:
Vou utilizar valores que simplifiquem o entendimento.
Você tem uma roda furada de mouse com 100 furos presa a polia que gira conforme o cabo é tracionado no deslocamento da massa. O cabo não pode deslizar na polia. A polia tem 20 cm de circunferência (C= 2.Pi.r > Pi=31415, r=raio)
Isso significa que se a polia der uma volta completa houve um deslocamento de 20 cm de massa e ocorreram 100 pulsos no disco furado. Logo temos que 5 pulsos para cada centimetro de deslocamento da massa. A definição será maior quanto mais furos tiver o disco furado e quanto menor for a circunferência da polia por onde o cabo de aço passa fazendo-a girar.

Nesse caso, se a polia tivesse 10 cm de circunferência, teríamos 10 pulso a cada centimetro de deslocamento da massa.
Trabalhe com a quantidade de furos e diâmetro da polia conforme a definição que você quer.

Pra ter a velocidade do deslocamento basta medir o intervalo de tempo entre os pulsos para calcular a velocidade.
No primeiro exemplo se tivéssemos 5 pulsos em 1 segundo, teríamos velocidade de 1 cm/s. Se tivéssemos 10 pulsos por segundo, a velocidade seria 2 cm/s
Quanto maior a frequência dos pulsos, maior a velocidade do descamento da massa.

E a aceleração será a variação da velocidade divida pelo intervalo de tempo na qual ocorre essa variação (dv/dt). dt tendendo a zero teremos aceleração instantânea e como isso a força aplicada naquele instante.

Acho que mais ou menos isso.

[cristian]

deixa ver se entedi

a polia tem 20cm de circunferencia

o disco tem 10 furos

1 volta da completa ocorretam 10 pulsos e deslocou 20cm

entoa num intervalo de 1 seg conto a QUANTIDADE DE PULSO e nao o intervalo q ocorreram

entoa 20cm deu 10pulsos = 2 pulso por centimetro

nao entendi a formula para dar cm/s

[_blackmore_]

ele exemplificou como calcular a velocidade periférica sabendo qual o "comprimento" da circunferência dado pela fórmula C= 2.Pi.r onde C é o comprimento da circunferência ... Pi = 3.1415 constante ... e r é o raio da circunferência ... ele adocou 20 para o valor de C para facilitar o seu entendimento ... mas apenas para vc entender .... digamos q o raio de uma circunferência seja 10 cm .... então C = 2 * 3.1415 * 10 ... então o comprimento é de C = 62.83 cm ... entendeu?
Sabendo que um giro completo tem o comprimento de 62.83cm ... e se dividir isso por 10 furos ... dignifica que a cada vez q o circuito identificar 1 furico, ou um pulso ... vc saberá que a circunferência ( ou roda ) terá deslocado 6.283 cm .. entendeu?

[cristian]

tendi ...

entao se em 1 segundo o pic recebeu 40pulsos entao :

6,283cm(1pulso) x 40 pulsos = 251,32cm\seg

[EvandroPic]

deixa ver se entedi

a polia tem 20cm de circunferencia

o disco tem 10 furos

1 volta da completa ocorretam 10 pulsos e deslocou 20cm

entoa num intervalo de 1 seg conto a QUANTIDADE DE PULSO e nao o intervalo q ocorreram

entoa 20cm deu 10pulsos = 2 pulso por centimetro

nao entendi a formula para dar cm/s

Não...você trocou os dados aí...

20 cm -> 10 Pulsos
2cm a cada pulso, ou melhor, ocorrerá 1 pulso a cada 2 cm de deslocamento.
Para a velocidade, multiplique isso pela frequência dos pulsos.
Exemplos:
Freq. pulsos = 1 Hz > Vel. = 2 cm/s
Freq. pulsos = 2 Hz > Vel. = 4 cm/s
Freq. pulsos = 3 Hz > Vel. = 6 cm/s

Reorganizando as idéias:
1 - Você encontra a circunferência da polia. Acredito que essa já estará no aparelho mas se possível faça/use uma que possua uma circunferência que facilite os cálculos de deslocamento/velocidade/aceleração. (Pro cálculo é melhor algo tipo 18 cm de circunferência do que 18,23945 cm).
2 - Com base na circunferência da polia, calcule e faça um disco com a quantidade de furos que você quer por centímetro deslocado na polia de forma que isso venha facilitar o cálculo do deslocamento, velocidade e aceleração... Não importa o tamanho desse disco e sim quantos furos ele tem, espaçados igualmente. Ele irá girar no mesmo eixo da polia.
Faça a quantidade de furos proporcional ao tamanho da polia. Isso facilita os cálculos. Por exemplo: se a polia tem 18 cm de cirfunferência, faça 18 furos no disco e terá 1 pulso por centímetro deslocado ou faça 36 furos e terá 2 pulso por centímetro deslocado (1 pulso a cama 5mm deslocado). Esse valor será uma constante nos cálculos executados pelo microcontrolador.
3- Meça a frequência dos pulsos gerados pelo disco com furos.
4- multiplique essa frequência dos pulsos pela quantidade de centímetros de massa deslocados por pulso.

Código: Selecionar todos

Velocidade = ( deslocamento/pulso ) * ( pulsos/segundo )
deslocamento/pulso = constante


Obs. O deslocamento por pulso será uma constante. Será calculado apenas no início, no papel, e depois será multiplicado pela frequência dos pulsos. Por isso escolha bem os valores da cirunferência da polia e/ou a quantidades de furos no disco para que essa constante seja um número inteiro.

[EvandroPic]

E se quiser saber o sentido do deslocamento da massa, use o esquema do mouse antigo (sensor de quadratura).

O princípio básico de construção dos mouses típicos envolve uma esfera que aciona dois eixos dispostos perpendicularmente, em cada um dos quais há um encoder simples. Neste, dois feixes de luz infravermelha são interrompidos periodicamente pelo movimento de uma roda presa ao seu eixo correspondente, como mostrado na animação seguinte. Os sinais gerados pelos detectores de luz para cada eixo estão em quadratura (defasados de 90 graus).


O sentido de rotação do eixo é determinado pelo defasamento relativo entre os dois sinais, adiantado ou atrasado. Na animação, pode-se compreender que dependendo do sentido de rotação da roda, os sinais digitais dos detetores poderiam vir na seqüência

11, 01, 00, 10 ou
10, 00, 01, 11

http://edsonmelo.trix.net/professor/est ... index.html

[EvandrPic]

E aí Cristian... nenhuma novidade?

[cristian]

estou esperando chegar o pic ...pois o meu foi se embra no projeto este fim de semana eu testo