Anteproyecto De Ingenieria Civil.

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V.II. VARIABLES (IDENTIFICACIÓN Y DEFINICIONES, CONCEPTUALES Y OPERACIONALES)

IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES:

- Aceleración, “a”

- Tiempo, “t”

- Frecuencia, “f”

- Espectro de Amplitud, “A”

V.II.I. VARIABLES OPERACIONALES

V.II.I. a. Aceleración: “La aceleración es una unidad derivada, la unidad de medida es metro por segundo cuadrado (m/s2 o m·s-2)” (The International System of Units (SI)).

Se necesitan registrar los cambios de aceleración para poder determinar las frecuencias de vibración de los puentes.

La aceleración es una magnitud vectorial que nos indica la variación de velocidad por unidad de tiempo. En el contexto de la mecánica vectorial newtoniana se representa normalmente por “[pic 12]”o “a” y su módulo por .Su unidad en el Sistema Internacional es m/s2.[pic 13]

V.II.I. b. Tiempo: “La unidad de medida del tiempo es el segundo (s), el segundo es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.” (The International System of Units (SI)).

Es necesario registrar los intervalos de tiempo entre cada cambio de aceleración.

El tiempo “t” es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación; esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando este presentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador (o aparato de medida).

VARIABLES CONCEPTUALES

V.II. II. a. Frecuencia: “Magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.” (Gran atlas de la Ciencia, Energía. Editorial Sol 90, 2012).

La frecuencia “f” es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

Para calcular la frecuencia de un suceso, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido. Según el Sistema Internacional (SI), la frecuencia se mide en hercios (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Un hercio es la frecuencia de un suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. Así, un fenómeno con una frecuencia de dos hercios se repite dos veces por segundo. Esta unidad se llamó originalmente «ciclo por segundo» (cps).

[pic 14]

Un método alternativo para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos repeticiones (periodo) y luego calcular la frecuencia (f) recíproca de esta manera:

[pic 15]

Donde T es el periodo de la señal.

V.II. II. b. Espectro de Amplitud: “Distribución de amplitudes para cada frecuencia de un fenómeno ondulatorio (sonoro, luminoso o electromagnético) que sea superposición de ondas de varias frecuencias.” (http://electromagneticas-calzadilla.blogspot.com/2012/08/espectro-de-frecuencia.html)

El espectro de amplitud “A” es una variable que caracteriza por la distribución de amplitudes para cada frecuencia de un fenómeno ondulatorio (sonoro, luminoso o electromagnético) que sea superposición de ondas de varias frecuencias. También se llama espectro de frecuencia al gráfico de intensidad frente a frecuencia de una onda particular.

DEFINICIONES:

- Arduino: es una placa o tarjeta controladora, con una serie de entradas y salidas, y que se programa a través del ordenador mediante un lenguaje de programación.

- Alimentación: Arduino puede estar alimentado por dos vías:

- Conexión USB (que proporciona 5 V).

- Jack de alimentación (que normalmente será una pila de 9 V o fuente de alimentación, que se recomienda que esté entre 7 – 12 V).

Los pines de alimentación: son para alimentar los circuitos la placa de prototipos o breadboard o protoboard:

- 3.3 V proporciona una tensión de 3,3 V, y una intensidad máxima de 50 mA.

- 5 V proporciona una tensión de 5 V, y una intensidad máxima de 300 mA.

- GND es la toma de tierra, o nivel 0 V de referencia.

- Vin proporciona la tensión máxima con la que está alimentado Arduino.

- Valores de entrada y de salida: en función de cómo esté siendo utilizado en pin, tendremos:

- Salida y entrada digital: los valores de salida pueden ser o 0 V (LOW) o 5 V (HIGH), y se interpretará una entrada de entre 0 y 2 V como LOW y de entre 3 y 5 V como HIGH.

- Salida analógica: los valores de salida van desde 0 V a 5 V en un rango de 0 a 255 (precisión de 8 bits) valores intermedios.

- Entrada analógica: los valores de entrada van desde 0 V a 5 V en un rango de 0 a 1023 (precisión de 10 bits) valores intermedios.

V.III. INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

V.III.I Sistema Arduino: instrumento que capta las vibraciones y lo registra en forma de frecuencias que posteriormente son analizadas por un software especializado.[pic 16]

Arduino Nano. [Figura]. http://saber.patagoniatec.com/arduino-nano-328-arduino-atmega-clon-compatible-arduino-argentina-ptec/

Características

- Micro controlador: ATmega328

- Tensión de Entrada (recomendado): 7-12 V

- Tensión de Entrada (límites): 6-20 V

- Pines E/S Digitales: 14 (de los cuales 6 proveen de salida PWM

- Entradas Analógicas: 8 Corriente máx por cada PIN de E/S: 40 mA

- Memoria Flash: 32 KB (Atmega328) de los cuales 2KB son