desarrollo de un sistema automático de detección y adquisición de...

Desarrollo de un Sistema Automático de Detección y Adquisición de Vibraciones que Generan Ruidos en los

Frenos.

TITULACIÓN: Ingeniería Técnica Industrial en Electrónica Industrial

Autor: Jordi Bargalló Rafecas Director: Roberto Giral Castillón

Fecha: Junio del 2010


Frenos.

ÍNDICE GENERAL


Fecha: Junio de 2010

Índice General

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1. ÍNDICE GENERAL................................................................................................. 2 2. MEMORIA DESCRIPTIVA................................................................................... 6 2.1 Objetivo del proyecto ........................................................................................... 7 2.2 Presentación de la empresa demandante del proyecto.......................................... 9 2.3 Alcance estratégico............................................................................................. 12 2.4 Antecedentes....................................................................................................... 13 2.5 Normas y referencias .......................................................................................... 14 2.6 Requisitos de diseño ........................................................................................... 15 2.7 Análisis de soluciones ........................................................................................ 19 2.8 Estudio de viabilidad .......................................................................................... 22 2.9 Resultados finales (Confidencial)....................................................................... 23 2.10 Planificación ..................................................................................................... 42 2.11 Orden de prioridades ........................................................................................ 43

3. MEMORIA DE CÁLCULO.................................................................................. 44 3.1 Cálculo de la Transformada de Fourier .............................................................. 46 3.2 Cálculo de frecuencia de adquisición máxima de modulo Ni-9213................... 47 4. PLANOS.................................................................................................................. 48 4.1 Separador ............................................................................................................ 50 4.2 Base .................................................................................................................... 51 4.3 Lateral derecho ................................................................................................... 52 4.4 Lateral izquierdo................................................................................................. 53 4.5 Frontal................................................................................................................. 54 4.6 Trasero ................................................................................................................ 55 4.7 Tapa .................................................................................................................... 56 5. PLIEGO DE CONDICIONES .............................................................................. 57 5.1 Objetivo .............................................................................................................. 59 5.2 Materiales ........................................................................................................... 59 5.3 Condiciones generales ........................................................................................ 59 5.4 Condiciones económicas .................................................................................... 60 5.5 Condiciones de seguridad................................................................................... 60 5.6 Limitación de responsabilidad............................................................................ 60 6. ESTADO DE MEDICIONES................................................................................ 61 6.1 Definir el hardware del equipo y el lenguaje de programación.......................... 63 6.2 Programación del software y elección de los sensores....................................... 65 6.3 Montaje de la caja y realización de ensayos....................................................... 67 6.4 Análisis y formación........................................................................................... 70

7. PRESUPUESTO ..................................................................................................... 71 7.1 Presupuesto FASE I. Definición del equipo....................................................... 73 7.2 Presupuesto FASE II. Programación .................................................................. 74 7.3 Presupuesto FASE III. Montaje e instrumentación ............................................ 75 7.4 Presupuesto FASE IV. Análisis y formación ..................................................... 76 7.5 Resumen ............................................................................................................. 76

Índice General

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8. ESTUDIO CON ENTIDAD PROPIA .................................................................. 77 8.1 Estudio de seguridad y salud en el trabajo ......................................................... 79


Frenos.

MEMORIA DESCRIPTIVA



Memoria Descriptiva

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ÍNDICE 2. MEMÒRIA DESCRIPTIVA .................................................................................. 6

2.1 Objetivo del proyecto .......................................................................................... 7 2.2 Presentación de la empresa demandante del proyecto......................................... 9

2.3 Alcance estratégico............................................................................................ 12

2.4 Antecedentes...................................................................................................... 13

2.5 Normas y referencias ......................................................................................... 14

2.6 Requisitos de diseño .......................................................................................... 15 2.7 Análisis de soluciones ....................................................................................... 19

2.8 Estudio de viabilidad ......................................................................................... 22

2.8.1 Definición de viabilidad técnica .............................................................. 22 2.8.2Aplicación de la viabilidad ....................................................................... 22

2.9 Resultados finales .............................................................................................. 23

2.9.1 Fase I. Definición del equipo ................................................................ 23 2.9.1.1 Diseño del hardware............................................................ 23 2.9.1.2 Elección del lenguaje de programación ............................... 28

2.9.2 Fase II. Programación (Condifencial) ................................................... 30 2.9.2.1 Implementación del software .............................................. 30

2.9.3 Fase III. Montaje e instrumentación...................................................... 31 2.9.3.1 Montaje del sistema............................................................. 31 2.9.3.2 Intrumentación y realización de ensayos ............................. 35

2.9.4 Fase IV. Análisis y formación............................................................... 41 2.9.4.1 Análisis y verificación de resultados obtenidos

(Confidencial) .................................................................... 41 2.9.4.2 Formación para investigación y posibles usuarios del

sistema .................................................................................. 41

2.10 Planificación ................................................................................................... 42

2.11 Orden de prioridades........................................................................................ 43

Memoria Descriptiva

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2. Memoria Descriptiva

2.1. Objetivo del Proyecto

El objetivo de este proyecto es la creación de un sistema automático de detección y adquisición de vibraciones, que generan ruidos en los frenos. Para ello será necesario abarcar el espectro sonoro audible por el oído humano y poder discriminar rangos de frecuencia, de forma que permita diferenciar el ruido de freno del resto de sonidos que emite el vehículo.

Otro de los objetivos principales de este proyecto es poder correlacionar la valoración

objetiva con la valoración subjetiva del conductor que realiza el ensayo. Por este motivo se deberá almacenar paralelamente la valoración subjetiva de la intensidad del ruido que perciba el conductor. Para ello tendrá acceso a un control numérico con el que asignará un valor a cada frenada. Estas valoraciones grabadas serán de gran utilidad en el proceso de análisis.

Además, será necesario descartar, en la medida de lo posible, sonidos externos a las

pastillas de freno que puedan entrar en el mismo rango de frecuencias, puesto que cualquier elemento externo podría emitir ruidos similares, o incluso podría interferir en el sistema el ruido de frenos de otro vehículo, dando lugar a grabaciones que no corresponderían al vehículo ensayado.

Como los ensayos de frenos los efectúan conductores y mecánicos de la empresa, se

hace imprescindible que el sistema pueda poner-lo en marcha alguien sin elevados conocimientos técnicos. Por este motivo, la funcionalidad de la interfaz gráfica debe ser intuitiva y mostrar claramente: en qué entradas del sistema se conectan los sensores, la calibración de los mismos y simplificar al máximo la puesta en marcha del equipo.

Para verificar el funcionamiento del sistema, la interfaz presentará una pantalla de

visualización de datos en tiempo real, en la que el conductor podrá observar si se graban los ruidos que él percibe, así como diversos parámetros que serán gravados conjuntamente: velocidad, presión, temperatura, etc. La adquisición de estos parámetros será de gran ayuda para poder caracterizar los ruidos.

Por último, también se engloba en este proyecto el análisis de los datos obtenidos,

puesto que para el estudio del ruido es preferible filtrarlos y clasificarlos de alguna forma especial, y generar informes personalizados.

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El equipo deberá cumplir una serie de requisitos para alcanzar los objetivos marcados: Portabilidad, de forma que quepa en un vehículo medio. Seguridad, el equipo se encontrará en el interior de la cabina durante el ensayo. Alimentación de la toma de corriente del vehículo. Adquisición y grabación de datos a la frecuencia máxima del espectro audible. Discriminar entre ruido de frenos y otros ruidos. Disponer de una interfaz sencilla e intuitiva.

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2.2. Presentación de la Empresa Demandante del Proyecto

Entidad solicitante y coordinadora del proyecto: Applus+IDIADA

En el área de la certificación en el mundo de la automoción, Applus+ está presente en

todas las fases del ciclo de vida del vehículo, ofreciendo un amplio rango de servicios tanto al consumidor como a la industria del automóvil. Applus+ posee alrededor de 6700 trabajadores en 23 países diferentes.

Dentro de Applus Corporation se encuentra Applus+ IDIADA, la cual, como partner de la industria internacional del automóvil, emprende sus actividades de desarrollo de producto, mediante la provisión de servicios de ingeniería, de ensayo y de homologación. El éxito está basado en un equipo internacional de ingenieros y técnicos altamente cualificado, así como en las modernas instalaciones, pistas de ensayo y laboratorios con que cuenta.

• IMPLANTACIÓN GEOGRÁFICA

Oficinas centrales

Las oficinas centrales y el centro técnico de Applus+ IDIADA están situados a 70 km al sudoeste de Barcelona. Un fácil acceso por aire y carretera está garantizado gracias a la proximidad del aeropuerto internacional de Barcelona y a una importante red de autopistas.

L’Albornar – Apartado de Correos nº 20 43710 Santa Oliva (Tarragona) – España - Tel. + 34 977 16 16 00 Fax + 34 977 16 60 07 c/e: [email protected] http://www.idiada.com

Presencia internacional

Para estar cerca de sus clientes, Applus+ IDIADA dispone de delegaciones y subsidiarias en Europa y Asia: España, Francia, Italia, Alemania, Reino Unido, Luxemburgo, República Checa, Japón, Corea, Taiwán, Irán y China.

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• OBJETO SOCIAL

El objeto social consiste en la prestación de servicios de ensayo, investigación, desarrollo, control de calidad y certificación en el sector de la automoción. La reputación internacional de Applus+ IDIADA se funda en la capacidad de su personal, de sus excelentes instalaciones de ingeniería, su atención al cliente y la constante impulsión hacia la innovación.

15%

8%

22% 19%

36%

Ingeniería deSeguridad Pasiva

Homologaciones

Ingeniería deVehículo Completo yPistas de Prueba

Ingeniería deLínea Motriz

ServiciosGenerales

Figura 1. Porcentaje objeto social

Applus+ IDIADA cuenta con un equipo humano de 800 profesionales con un alto y

experimentado nivel técnico totalmente capacitado para el desarrollo de nuevas herramientas y metodologías de trabajo.

Como partner de la industria de la automoción a nivel internacional, Applus+ IDIADA

ayuda a desarrollar productos proporcionando diseño, ingeniería, test i servicio de homologación. El éxito de la empresa se basa en un equipo internacional de ingenieros y técnicos altamente cualificados, así como la vanguardia de las instalaciones, las pistas de pruebas y laboratorios.

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Memoria Descriptiva

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2.3. Alcance Estratégico Los vehículos actuales han alcanzado tal grado de refinamiento que los ruidos se ven

cada vez más reducidos, haciendo más perceptible los sonidos de freno. Esta situación ha provocado que en los últimos años un gran número de investigadores hayan estudiado este problema mediante métodos analíticos, computacionales y experimentales, dedicando un gran número de recursos. A pesar de todo, el ruido continúa siendo un problema, y no existe en la actualidad ningún método para eliminarlo por completo.

El ruido es molesto y suele ocurrir en frecuencias entre 1 y 20 kHz. Puede ocurrir a

cualquier temperatura y con o sin la presencia de condiciones de humedad. A veces ocurre por la mañana, debido a las condiciones ambientales que ha sufrido el freno durante la noche, a bajas temperaturas con reducida presión de freno o durante el enfriamiento del disco. El ruido es un parámetro clave del confort para los fabricantes de vehículos. En función de la frecuencia en la que aparecen estos ruidos, adoptan distintas denominaciones. En el siguiente gráfico se observan los distintos ruidos existentes.

Figura 2. Frequency Range for Brake Noise and Vibration Issues.

Se trata de un problema multidisciplinar de mecánica a niveles macro y microscópicos, implicando contactos mecánicos, vibraciones y dinámica no-lineal, acústica y tribología / nanotribología (ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la lubricación que tienen lugar durante el contacto entre superficies sólidas en movimiento). Desde el punto de vista de la dinámica no-lineal, se cree en general que se trata de un fenómeno auto-excitado y auto-mantenido causado por la fricción.

Según la experiencia de los conductores que se encargan de realizar las rutas de ensayo,

el ruido aparece típicamente durante el estado de transición entre clima húmedo, de una humedad relativa en torno al 75%, y un clima seco de una humedad aproximada del 40%. Por este motivo es habitual que una ruta comience en una zona costera y termine en montaña, de forma que se abarque el mayor rango posible de humedad.

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2.4. Antecedentes

El departamento de Frenos de IDIADA hace más de 10 años que trabaja en el desarrollo y mejora de sistemas de frenado. En los inicios del departamento se realizaban principalmente ensayos comparativos y de benchmark con el fin de mejorar sistemas de frenos ya existentes. Con experiencia y tiempo los ensayos han sido cada vez más complejos llegando a trabajar en el desarrollo completo de los mismos.

Hasta hace relativamente pocos años, la mayoría de los fabricantes a la hora de diseñar

y desarrollar un sistema de frenado se centraban básicamente en obtener buenas prestaciones de frenado y un buen rendimiento térmico. Esto ha cambiado últimamente, pues otros conceptos como los ruidos que causan los frenos al ser actuados han ganando mucho peso y son de estudio imprescindible en dicho proceso de diseño.

Así pues las pruebas de frenos son cada vez más solicitadas por todo tipo de clientes,

tanto fabricantes como desarrolladores de frenos. En un mercado cada vez más competitivo, es imprescindible presentar un producto igual o mejor que el de la competencia.

El departamento de frenos ofrece al cliente diversos análisis de frenado, desde

dimensionado y mejora de componentes de freno, hasta validación a través de pruebas subjetivas y objetivas. De esta manera el cliente puede obtener una visión fiable de la percepción que tendrá el conductor del sistema de freno del vehículo.

El funcionamiento de los frenos modernos se basa en la fricción de materiales

metálicos, y esto inevitablemente genera ruidos y vibraciones no deseadas.

Figura 3. Elementos del freno de disco

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2.5. Normas y Referencias

El equipo cumple las prescripciones indicadas en los Reglamentos Técnicos y Normas Técnicas de obligado cumplimiento para ese tipo de material eléctrico, tanto de ámbito nacional como europeo, y todas las otras que se establezcan obligatorias para este proyecto y que se citan a continuación:

- Directiva 2006/95/CEDIRECTIVA 2006/95/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO

Y DEL CONSEJO de 12 de diciembre de 2006 relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros sobre el material eléctrico destinado a utilizarse con determinados límites de tensión

- DIRECTIVA 2004/108/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 15 de diciembre de 2004 relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros en materia de compatibilidad electromagnética y por la que se deroga la Directiva 89/336/CEE

- IEC 61010-1, EN 61010-1, UL 61010-1, CSA 61010-1 Requisitos de seguridad de equipos eléctricos de medida, control y uso en laboratorio.

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2.6. Requisitos de Diseño Elección de los sensores en función de las señales que se deberán adquirir. Para

efectuar las mediciones necesitarías para estudiar el ruido se utilizarán diversos sensores. Los más obvios son los micrófonos que grabarán el ruido de los frenos, pero se necesitarán sensores de presión para detectar las frenadas, de temperatura para llevar un control sobre los grados que alcanzan los discos de freno, etc.

A continuación se muestran los sensores qué se han elegido en cada caso, así como algunas de sus características.

• Micrófonos Se utilizaran micrófonos de propósito general para grabar los ruidos de freno.

Concretamente micrófonos GRAS de tipo 40PQ (ver figura 4). G.R.A.S. Sound & Vibration es una empresa afincada en Dinamarca que produce micrófonos, preamplificadores y dispositivos de acondicionamiento de señal. El distribuidor español es ALAVA Ingenieros S.A.

Figura 4. Micrófono Tipo 40PQ

El sensor ICP de acero inoxidable abarca un rango de frecuencias que llega hasta los 20 kHz, aunque pierde precisión a partir de los 5 kHz.

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• Temperatura Las mediciones de temperatura se realizarán con termopares tipo K, puesto que tienen

un precio reducido, abundan en la empresa y el rango de temperaturas, de 0 a 1100 ºC, es más que suficiente. Son de Cromo/Aluminio y tienen una sensibilidad típica de 41µV/ºC.

Figura 5. Termopar tipo K típico.

Figura 6. Esquema termopar tipo K

• Presión Para medir la presión de frenado se empleará un sensor de presión EPO de Entran

Sensors & Electronics, una empresa inglesa con una amplia gama de sensores, aunque también es habitual en IDIADA el uso de sensores Bosch de características similares.

Se trata de sensores robustos de bajo coste, alimentados a 5 VDC y que soportan temperaturas entre -20 y 85 ºC.

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Figura 7. Sensor de presión.

• Velocidad Para la velocidad se utilizara VBOX III 100Hz, principalmente por comodidad, puesto

que facilita la instrumentación. Se trata de un dispositivo GPS multipropósito de almacenamiento de datos, tiene entradas y salidas analógicas, digitales, CAN, RS232 y Compact Flash. El fabricante es Racelogic, empresa de Reino Unido que diseña y construye sistemas electrónicos para automoción.

Figura 8. VBOX III 100Hz

Se puede obtener directamente la velocidad del vehículo con una precisión de 0.1 km/h y se actualiza a 100 Hz. Para ello se utilizara directamente una de las salidas analógicas, conectada directamente al sistema de adquisición dbBRAKE.

Tiene un rango de alimentación de 5.3 a 30 VCD y es un equipo compacto, versátil y resistente. Además, da la opción de adquirir, si fuese necesario, la distancia recorrida, la posición y aceleración, entre otros.

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• Valoración subjetiva del ruido de frenos Por último, se facilitará un teclado numérico para obtener la valoración subjetiva del

ruido por parte del conductor. Se han seleccionado pulsadores GPB310 del fabricante GAMESMAN. Son cuadrados y se iluminan mediante un led interno.

Figura 9. Pulsador luminoso GPB310 y caja con pulsadores montados.

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2.7. Análisis de Soluciones La siguiente opción para las entradas analógicas i de temperatura se ha desestimado

por el número de entradas que ofrece y el tamaño del mismo.

El SC-2345, es un bloque de conectores de entrada/salida configurables. Esto significa que dispone de varios slots donde conectar mini-módulos SCC específicos para cada tipo de señal. Esto ofrece una gran flexibilidad, puesto que se pueden poner y quitar rápidamente, de forma que el equipo pueda adaptarse a las necesidades de cada momento. Sus dimensiones son aproximadamente 24x26x4 cm.

Figura 10. Partes del bloque conector SC-2345.

En la figura 11 se observa el SC-2345 que consta de una caja protectora donde se insertan los módulos SCC y unos paneles frontales configurables. Se conecta directamente a la tarjeta PXI-6221, mediante un cable SHC68-68-EPM blindado de 68 pines, como su propio nombre indica.

Figura 11. Variedad de paneles para el SC-2345 y cable SHC68-68-EPM.

Los paneles se ajustan a las necesidades de cada uno, puesto que hay decenas de módulos SCC diferentes. Se pueden encontrar amplificadores, atenuadores, filtros pasa-bajos, conversores de frecuencia a voltaje, entradas de termopar, de RTD, de galgas

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extensiométricas, de acelerómetros, de corriente, salidas analógicas, de corriente, relés, contadores…

En este caso será necesario conectar señales analógicas y termopares, así que se usarán los módulos SCC de dos tipos: Entradas de termopar (SCC-TC02) y entradas analógicas (SCC-AI03).

Este dispositivo irá conectado mediante un modulo PXI-6221. Teniendo en cuenta las limitaciones del bloque será necesario conectar cinco módulos de termopares y tres de sensores analógicos, las cuentas salen justas si se utilizan todas las entradas en modo diferencial y teniendo en cuenta que por cada módulo analógico se obtienen 2 entradas:

5 módulos termopares x 2 canales (modo diferencial) = 10 entradas

3 módulos analógicos x 2 canales (modo diferencial) = 6 entradas

TOTAL = 16 entradas ocupadas

El SC-2345 está diseñado para que el montaje sea tan simple como encajar cada módulo SCC en el slot correspondiente teniendo en cuenta la posición de la pestaña y empujar. Después se conecta la salida de cada módulo al panel correspondiente y éste se atornilla a la caja.

Figura 12. Pins de los módulos SCC y conexión al SC-2345.

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Figura 13. Vista superior de la placa del SC-2345.

En la figura 14 se pueden observar las conexiones del SC-2345 una vez instalados todos los módulos y cerrada la caja.

Figura 14. Esquema de conexionado entre el SC-2345, los sensores y la tarjeta PXI-6221.

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2.8. Estudio de Viabilidad

2.8.1 Definición de Viabilidad Técnica La viabilidad técnica es la condición que hace posible el funcionamiento del sistema,

proyecto o idea al que califica, atendiendo a sus características tecnológicas y a las leyes de la naturaleza involucradas.

La viabilidad técnica se evalúa ante un determinado requerimiento o idea para determinar si es posible llevarlo a cabo satisfactoriamente y en condiciones de seguridad con la tecnología disponible, verificando factores diversos como resistencia estructural, durabilidad, operatividad, implicaciones energéticas, mecanismos de control, costos, etc., según el campo del que se trate.

2.8.2 Aplicación de la Viabilidad Para comprobar si este sistema es viable, se ha estudiado con detenimiento todas las

posibles soluciones conformando la mejor.

El estudio se basa concretamente en cumplir las especificaciones iniciales comportando un sistema que funcione con seguridad y eficacia.

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2.9. Resultados Finales

2.9.1 FASE I. Definición del Equipo 2.9.1.1 Diseño del Hardware

Se utilizará un ordenador compacto de National Instruments para la adquisición de datos, un PXI. National Instruments es una empresa especializada en sistemas de medida y automatización basados en PC. La empresa tiene un catálogo con gran variedad de productos que pueden ser utilizados con un ordenador estándar para sustituir y/o integrar instrumentos tradicionales para la adquisición, análisis y visualización de datos, así como para supervisión y control de procesos. Estos sistemas basados en PC son utilizados por investigadores y científicos de todo el mundo para aplicaciones de pruebas, de medida y de automatización.

Un PXI es una plataforma robusta basada en PC para sistemas de medición y automatización. Combina características del bus PCI con la estructura modular CompactPCI, añadiendo buses especializados de sincronización y otras características orientadas al software. Están compuestos por tres componentes básicos: chasis, controlador y módulos periféricos.

Se ha seleccionado el chasis PXI-1031 DC, que puede verse en la figura 15. La portabilidad es máxima, puesto que no existe ningún otro con menos slots para módulos, cuatro. Puede ir alimentado tanto en AC como en DC a 11-30 V. Por supuesto es necesario alimentar el equipo con los 12 VDC que proporciona el vehículo.

Figura 15. Chasis PXI-1031DC.

Para realizar las funciones de controlador, se selecciona el PXI-8106. Tiene un procesador Intel Core 2 Duo de 2.16 GHz, 2 GB de memoria RAM, disco duro de 53 GB y puertos USB, serie, paralelo y PS/2, así como sistema operativo Windows XP preinstalado, de forma que pueda empezar a utilizarse enseguida.

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Figura 16. Controlador PXI-8106.

La tarjeta más potente será la encargada de grabar el audio a 44 kHz. Se ha elegido el módulo PXI-4472, que posee las características necesarias y dispone de ocho canales de datos. Permite además sincronizar los demás canales del PXI usando el bus en estrella, y esto será necesario puesto que la grabación del audio debe ir sincronizada con los demás datos. Tiene un rango dinámico de 110 dB, resolución de 24 bits y frecuencia máxima de adquisición de 102.4 kS/s.

Figura 17. El módulo PXI-4472.

Los canales de entrada incorporan acondicionamiento de señales piezoeléctrico electrónico integrado (IEPE) para acelerómetros y micrófonos. Los ocho canales de entrada digitalizan simultáneamente las señales de entrada sobre un ancho de banda desde DC a 45 kHz. Las adquisiciones de audio con micrófonos requerirán una excitación interna de 4 mA, como indican las especificaciones.

Esta tarjeta está preparada para adquirir señales analógicas muy variadas, por lo que podrá utilizarse también para efectuar mediciones de acelerómetros, sensores de presión, etc.

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Estos dos módulos no se conectaran directamente a al bus PXI, sino que lo harán mediante el extensor 3U CompactPCI Extender Board de 80mm. Esto permite que los conectores de ambas tarjetas sean accesibles desde el exterior.

Figura 18. Extensor compactPCI.

Como no es posible conectar todos los sensores necesarios en esta tarjeta, es necesario un último módulo que se usará a modo de “puente” para conectar y adquirir las señales analógicas. No es necesaria una tarjeta tan potente como la PXI-4472 ya que no se grabaran todos los datos a la misma frecuencia; no tendría sentido grabar miles de datos por segundo de una señal como la temperatura, que variará mínimamente durante ese periodo de tiempo y no es tan relevante para el estudio del ruido del freno. Lo mismo ocurre con las presiones o la velocidad.

Se opta, por tanto, por dos módulos de bajo coste, el PXI-6221, que posee una combinación de entradas y salidas analógicas, digitales y contadores. La tarjeta dispone de 16 entradas analógicas de 16 bits de resolución, dos salidas analógicas, 24 salidas/entradas digitales y dos contadores/temporizadores. La frecuencia máxima de adquisición para los canales analógicos será de un máximo de 250 kS/s. En modo diferencial el número de entradas analógicas se ve reducido a la mitad. Por lo tanto, se dispone de 16 entradas analógicas, 44 líneas digitales y 4 contadores.

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Figura 19. Módulo PXI-6221.

Esta tarjeta se conectará a una palca PCB que facilitará enormemente la conexión y alimentación de los sensores. Para el diseño del PCB se utilizará la versión freeware del programa de diseño Eagle de CadSoft. Esta versión tiene ciertas limitaciones pero es suficiente para el diseño requerido.

El ruteo se realiza considerando 12 conectores lemo de 4 pins (2 de señal y 2 de alimentación) para montaje en panel y soldadura en PCB (ECG.1B.304.CLN), 12 relés Shcrack de PCB SPDT 6A 5Vcd, 8 conectores BNC 50Ω para montaje en panel y soldadura en PCB (4 señal analógica y 4 de contadores), 2 conectores RC 68 y 1 conector con alimentación de 5 y 12V de alimentación de disco duro para aprovechar el conector de la fuente de alimentación. Además, se deberá tener en cuenta que la disposición de los conectores será definitiva ya que la intención es la de soldar el conector directamente en la PCB. El control de los relés se realiza a través de las líneas digitales de la tarjeta PXI-6221.

Figura 20. Top.

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Figura 21. Bottom.

Una vez realizado el diseño se generan los gerbers de la PCB y se envían a un fabricante. El resultado final es el siguiente:

Figura 22. Placa PCB.

Para la adquisición de señales de termopar se opta por el modulo Ni USB-9213, que consta de un chasis USB de un único slot denominado Ni USB-9162 y un modulo Ni-9213. El Ni USB-9213 es un dispositivo de medidas de termopares de alta densidad diseñado para sistemas energizados por bus de más número de canales para USB. Se conecta fácilmente a cualquier PC de escritorio o laptop y mide hasta 16 termopares.

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Figura 23. Módulo Ni USB-9213.

Una vez finalizada la definición de los componentes electrónicos del equipo se procede a realizar el diseño de la caja que contendrá todos los elementos anteriormente descritos, mediante el software de diseño AutoCAD. El diseño de ésta se basa en una forma cúbica, formada por piezas de aluminio de 12mm de grosor, fresadas mediante control numérico.

En la base de la caja se acomoda un encaje para el módulo Ni USB-9213 y otro para el ventilador del equipo. Éste último dispone de perforaciones que permiten la entrada de aire. Además se habilita una guía de 3mm de grosos para el separador interno.

La pieza frontal está diseñada con un agujero pasante que permite la entrada de los módulos PXI-8106 y PXI-4472, de esta manera ambos módulos quedan conectados al bus PXI mediante una extensión, habilitando la conexión directa de los sensores y dispositivos des del exterior. También dispone de cuatro pivotes para la sujeción de la tarjeta de GPS OEM TR-G2 y una ranura para el conector de la antena del GPS.

La pieza lateral derecha está preparada para los conectores Lemo, BNC de panel y de termopar.

El lateral izquierdo está diseñado para acoger los conectores de alimentación, tanto de entrada (Lemo 5 pins) como de salida (Lemo 3 pins). Cuenta también con perforaciones en la parte superior destinadas a la circulación del aire.

La pieza trasera, dispone también de perforaciones para la refrigeración del equipo, además de una guía de 3mm de grosor para el separador interno.

La pieza superior está diseñada de forma que favorezca la circulación del aire y está dotada de cuatro pivotes que sujetan la fuente de alimentación M4-ATX.

El separador interno, también de aluminio y de 3mm de grosor, sirve para dar sustentación a los componentes internos del equipo.

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Por último, se realiza el diseño de las patas en forma de “U” para poder fijar el equipo mediante eslingas y mantener el equipo elevado, permitiendo la entrada de aire a través de la base. También se contempla la posibilidad de fijar el equipo a un estructura ISOFIX.

2.9.1.2 Elección del Lenguaje de Programación

La programación de todo el proyecto, la adquisición de datos, la interfaz gráfica o el análisis de los resultados obtenidos, se realizará utilizando software de National Instruments, en concreto LabVIEW y DIAdem. Durante la instalación de los módulos será necesario recurrir al Measurement and Automation Explorer, un software que se instala normalmente junto a LabVIEW y permite configurar el sistema.

• LabVIEW Para programar el sistema de adquisición de datos y la interfaz se utilizará LabVIEW

(Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench), una plataforma y entorno de desarrollo para un lenguaje gráfico de programación de National Instruments. Se puede decir que su rasgo más distintivo es el lenguaje intuitivo de programación gráfica. El lenguaje gráfico de flujo de datos y el enfoque del diagrama de bloques de LabVIEW representan naturalmente el flujo de sus datos y mapea de manera intuitiva los controles de la interfaz del usuario a los datos; de esta manera el programador puede fácilmente ver y modificar sus datos o entradas de control.

• DIAdem Para el análisis de los datos obtenidos y la generación de gráficos se utilizará DIAdem,

un software de National Instruments creado precisamente para administrar, analizar y presentar informes de datos recogidos durante adquisiciones y/o simulaciones. Está diseñado para tener un rápido acceso a grandes volúmenes de datos y es un programa potente y versátil muy utilizado en la industria.

Algunas de sus funcionalidades:

- Búsqueda de datos rápida e intuitiva. - Acceso a datos independientemente de su formato. - Manejo de archivos extremadamente grandes. - Inspección interactiva de los datos. - Herramientas incorporadas de análisis matemático y visual. - Creación de informes multipágina con tablas, gráficos 2D y 3D. - Interfaz de VBScript integrado para automatizar tareas.

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2.9.2 FASE II. Programación CONFIDENCIAL

Esta apartado del proyecto contiene información confidencial i no ha sido publicada, para obtener información dirigirse a:

Jordi Bargalló Rafecas E-mail: [email protected]

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2.9.3 FASE III. Montaje e Instrumentación 2.9.3.1 Montaje del Sistema

Una vez seleccionado todo el hardware necesario se procede al ensamblaje de las piezas. Primero se identifican las partes del chasis PXI-1031, que será la base del resto de componentes. A continuación se puede ver un esquema del mismo.

Figura 24. Esquema frontal del chasis PXI-1031.

En el slot 1 se conecta el controlador y en el 2 la tarjeta PXI-4472 como master. Estos dos slots se conectan mediante una extensión. En los slots 3 y 4 se colocan las dos PXI-6221. La 4472 tiene la capacidad de sincronizar todas las tarjetas del chasis.

El USB Ni-9213 va conectado mediante cable USB al controlador del sistema. Para evitar sacar cables fuera de la caja, se sueldan los cables a los pins del conector USB y se tapa por fuera.

El objetivo es obtener un producto final. Un equipo cerrado que disponga de todas las entradas necesarias para realizar ensayos de frenos. El PXI por sí solo, no es un producto cerrado ya que no cubre todas las necesidades que requieren este tipo de test.

Para conseguir este producto final, se parte de un chasis PXI-1031. De este solo se aprovecha la electrónica y una parte de la estructura interior. La carcasa exterior se desecha i se diseña una a medida, en la que el controlador, con todos las conexiones propias de un PC, y la tarjeta de micrófonos, con los conectores SMA, tienen salida directa al exterior gracias al extensor. En cambio las tarjetas 6221 i 9213, que no disponen de conectores a los que poder conectar un sensor de forma directa, quedan en la parte interior.

1. Slots del controlador

2. Tornillo

3. Panel de relleno

4. Backplane del PXI

5. Pie de goma

6. Slots de expansión del PXI

7. Slot del periférico con Star Trigger

8. Slot del controlador

9. Interruptor de encendido

10. Rejilla de ventilación de la fuente

Memoria Descriptiva

32

Figura 25. Vista frontal del equipo.

En el lateral derecho se montará la PCB que funcionará a modo de puente entre las tarjetas 6221 y el los sensores, y los conectores de termopar conectados al módulo 9213.

Figura 26. Vista interna del lateral derecho.

Figura 27. Pieza superior con fuente alimentación.

Memoria Descriptiva

33

Una vez instalados los componentes se pasa a cablear el equipo.

Figura 28. Cableado del equipo.

Finalmente, se cierra el equipo y el resultado final es una caja de aluminio con todas las entradas necesarias.

Figura 29. Caja completa.

Memoria Descriptiva

34

A modo de esquema de conexiones, se puede definir el sistema con el siguiente diagrama:

Figura 30. Diagrama de bloques de las conexiones entre el sistema y la caja.

De esta forma se dispone de un sistema sencillo donde el usuario sólo debe preocuparse por conectar los sensores, alimentar el equipo y comenzar a utilizar el programa de adquisición de datos. En total el equipo pesa unos 9 kg.

Estos son el teclado y la pantalla que se usará junto con el equipo. Aunque puede utilizarse prácticamente cualquier tipo, se ha seleccionado un teclado y pantalla concreto. Lógicamente pantallas pequeñas, ligeras y teclados robustos que incorporen ratón.

Figura 31. Pantalla Xenarc 1040TS de 10.4” y teclado Mini-Input Wintek.

Controlador

PXI-8106 PXI-4472

PXI-6221

PCB LEMO

BNC

SMB

Varios Pantalla, teclado

Micrófonos

Presión

VBOX

Teclado Num.

i

USB Ni-9213 THC Termopar

Memoria Descriptiva

35

2.9.3.2 Instrumentación y Realización de Ensayos

A continuación se describe la instrumentación de un vehículo para el análisis de ruido, ver cómo se sitúan los sensores, el espacio que ocupa el equipo, el cableado necesario, etcétera.

Se intentará hacer un seguimiento principalmente visual del proceso, mostrando fotos con los sensores colocados y poder imaginar mejor lo que significa efectuar un ensayo de estas características, con las incomodidades que supone manejar cualquier equipo mientras se conduce. Los sensores que se utilizarán en las rutas de ruido de freno:

4 micrófonos, uno por cada disco de freno.

4 termopares, uno por cada rueda.

2 sensores de presión, para medir la presión de frenado.

1 VBOX para medir la velocidad del vehículo.

1 teclado numérico con el que introducir la valoración subjetiva.

En primer lugar se fija el equipo de adquisición al asiento del acompañante del vehículo mediante unas correas con pretensores, de forma que no se mueva aunque se efectúen grandes deceleraciones, y encarado de tal forma que las entradas queden mirando al conductor, tal y como se ve en la figura 48.

Figura 32. Colocación del equipo con las entradas accesibles.

Memoria Descriptiva

36

El teclado suele dejarse encima del equipo, sujeto mediante tiras adhesivas de velcro, y la pantalla se fija mediante ventosa a la luna frontal del vehículo, apoyada en el

salpicadero.

Figura 33. Pantalla fijada al cristal mediante ventosa.

Memoria Descriptiva

37

• Micrófonos Los micrófonos se deben fijar lo más cerca posible del disco de freno. Ya que es un

sensor delicado y caro se rodea de espuma o goma de forma que al apretar el fijador no se deforme. Además, hay que tener cuidado con el cable de conexión y minimizar el movimiento fijándolo con cinta, puesto que las vibraciones del vehículo podrían generar ruidos no deseados si afectan al conector.

Figura 34. Posición de los micrófonos respecto al disco.

Figura 35. Detalle de la fijación del micrófono y protección de espuma.

Memoria Descriptiva

38

• Termopares Los termopares tienen un ancho de 1.5 mm. Utilizando una broca de estas dimensiones

se taladra la pastilla de freno hasta alcanzar aproximadamente una profundidad igual a la mitad de la anchura de la pastilla. Finalmente se utiliza una broca de 1.25 mm para seguir taladrando hasta alcanzar el centro de la pastilla y se introduce el termopar a presión, cuyo cable se fija al vehículo mediante bridas de plástico. Utilizando alargadores se llega hasta el equipo de adquisición.

Figura 36. Termopar introducido en pastilla de freno y colocación posterior en el vehículo.

Memoria Descriptiva

39

• Sensores de Presión Existen dos circuitos hidráulicos independientes que se encargan de transmitir la

fuerza ejercida en el pedal de freno a las pastillas. Los sensores de presión se conectan típicamente en FR y RR (Front Right y Rear Right, rueda derecha frontal y trasera respectivamente) de forma que cada uno afecta a uno de los circuitos (los circuitos están cruzados, FR-RL y FL-RR). La instrumentación exige utilizar una “T” metálica donde el circuito hidráulico no se detiene pero el sensor puede recoger una muestra de la presión dentro del mismo. En las imágenes a continuación puede observarse con detalle la forma de esta “T” y la conexión del sensor.

Figura 37. Detalle de la “T” con el sensor acoplado.

Figura 38. Resultado del sensor colocado sin interrumpir el flujo de líquido de frenos.

Memoria Descriptiva

40

• Teclado Numérico y VBOX El teclado numérico se fija obviamente al alcance de la mano del conductor,

típicamente con cinta americana. El VBOX se puede dejar en cualquier lugar del vehículo mientras el cable llegue al equipo, habitualmente tras el asiento del acompañante.

Figura 39. Posición del teclado numérico respecto al asiento del conductor.

• Realización de Ensayos “Test”.

Se efectúa un ensayo para un vehículo. Se trata de 24 rutas que en total suman unos 1725 km por las inmediaciones de la empresa. El objetivo es comprobar el comportamiento del ruido de un nuevo juego de discos que se montan justo antes del ensayo. El ensayo de ruido servirá para comprobar el funcionamiento del sistema de detección y adquisición.

Figura 40. Ruta de ruido de freno por las cercanías de la empresa.

Memoria Descriptiva

41

2.9.4 FASE IV. Análisis y Formación 2.9.4.1 Análisis y Verificación de los Resultados Obtenidos CONFIDENCIAL

Esta apartado del proyecto contiene información confidencial i no ha sido publicada, para obtener información dirigirse a:

Jordi Bargalló Rafecas E-mail: [email protected]

2.9.4.2 Formación para Ingenieros y Posibles Usuarios del Sistema Está previsto realizar cursos de formación sobre el nuevo equipo de adquisición a los

usuarios responsables de realizar los ensayos de ruido. Se pretende familiarizar al usuario con la nueva interfaz gráfica mediante explicaciones teóricas y ejemplos prácticos.

Memoria Descriptiva

42

2.10. Planificación En la creación de este sistema de detección de ruidos se deberán llevar a cabo una serie de tareas agrupadas en fases, todo ello se detalla a

continuación: Planificación del Desarrollo de herramientas de adquisición y análisis

Fases Descripción Fecha Inicio Fecha Final Objetivos Hitos

Fase I Diseño y estructuración del sistema. 01-ene-09 15-abr-09

Definir el hardware del equipo, diseñar la estructura del mismo y elegir el lenguaje de programación.

Definir el hardware y los programas necesarios para implementar el equipo.

Fase II Implementación del software. 15-abr-09 15-dic-09 Programación del software de control y detección de ruidos.

Obtener una versión estable del software de detección y adquisición.

Fase III Montaje del sistema. Realización de ensayos. 16-dic-09 31-mar-10

Montar el equipo y realizar los primeros ensayos “test” para el autoaprendizaje del sistema.

Instrumentación y pruebas del sistema.

Fase IV

Análisis y verificación de resultados. Formación para ingenieros y posibles usuarios del sistema.

1-abr-10 31-may-10

Análisis de los datos obtenidos. Realizar cursos de formación del sistema a los usuarios.

Confirmar que el equipo es apto para el estudio de los frenos. Familiarizar a los usuarios con la interfaz gráfica.

Memoria Descriptiva

43

2.11. Orden de Prioridades

El orden de prioridades de los documentos del proyecto es el siguiente:

1. Planos

2. Presupuesto

3. Memoria

4. Pliego de condiciones

5. Estado de mediciones

6. Cálculos

7. Estudios con entidad propia

Tarragona, 8 de junio de 2010 Firmado: Jordi Bargalló Rafecas Ingeniero Técnico en Electrónica Industrial


Frenos.

MEMORIA DE CÁLCULO



Memoria de Cálculo

45

ÍNDICE

3. MEMORIA DE CÁLCULO.................................................................................. 44

3.1 Cálculo de la transformada de Fourier ............................................................... 46 3.2 Cálculo de frecuencia de adquisición máxima de modulo Ni-9213................... 47

Memoria de Cálculo

46

3. Memoria de Cálculo

3.1. Cálculo de la Transformada de Fourier

Para extraer los harmónicos de la señal de audio adquirida por los micrófonos se realiza la FFT (Fast Fourier Transform).

Sean x0, ...., xn-1 números complejos. La transformada discreta de Fourier (DFT, por sus siglas en inglés) se define como

(2)

La evaluación directa de esa fórmula requiere O(n²) operaciones aritméticas. Mediante un algoritmo FFT se puede obtener el mismo resultado con sólo O(n log n) operaciones. En general, dichos algoritmos dependen de la factorización de n pero, al contrario de lo que frecuentemente se cree, existen FFTs para cualquier n, incluso con n primo.

La idea que permite esta optimización es la descomposición de la transformada a tratar en otras más simples y éstas a su vez hasta llegar a transformadas de 2 elementos donde k puede tomar los valores 0 y 1. Una vez resueltas las transformadas más simples hay que agruparlas en otras de nivel superior que deben resolverse de nuevo y así sucesivamente hasta llegar al nivel más alto. Al final de este proceso, los resultados obtenidos deben reordenarse.

Dado que la transformada discreta de Fourier inversa es análoga a la transformada discreta de Fourier, con distinto signo en el exponente y un factor 1/n, cualquier algoritmo FFT puede ser fácilmente adaptado para el cálculo de la transformada inversa.

Memoria de Cálculo

47

3.2. Cálculo de Frecuencia de Adquisición Máxima del Modulo Ni-9213

Para conocer los rangos de frecuencia de adquisición de las señales de temperatura se aplica la siguiente fórmula:

Fmax = 1/(Tc * N) (3) Tc(High-resolution) = 55 ms Tc(High-speed) = 0,74 ms

donde, Fmax: Frecuencia máxima de adquisición [Hz] Tc: Tiempo de conversión [ms] N: Número de canales



Frenos.

PLANOS



Planos

49

ÍNDICE

4. PLANOS.................................................................................................................. 48 4.1 Separador .......................................................................................................... 50

4.2 . Base................................................................................................................... 51

4.3 Lateral derecho ................................................................................................. 52

4.4 Lateral izquierdo............................................................................................... 53

4.5 Frontal............................................................................................................... 54

4.6 Trasero .............................................................................................................. 55

4.7 Tapa .................................................................................................................. 56


Frenos.

PLIEGO DE CONDICIONES



Pliego de Condiciones

58

ÍNDICE

5. PLIEGO DE CONDICIONES ..............................................................................57 5.1 Objetivo .............................................................................................................. 59

5.2 Materiales ........................................................................................................... 59 5.3 Condiciones Generales ....................................................................................... 59 5.4 Condiciones Económicas.................................................................................... 60 5.5 Condiciones de Seguridad .................................................................................. 60 5.6 Limitación de Responsabilidad .......................................................................... 60


59

5. Pliego de Condiciones

5.1. Objetivo El objetivo de este Pliego de Condiciones es definir y establecer con el usuario final del

sistema, las limitaciones y condiciones sobre la distribución, utilización y responsabilidades concernientes a este equipo de adquisición de datos.

5.2. Materiales Este Proyecto consiste en un sistema de detección y adquisición automático de ruidos

basada en hardware de National Instruments y programado en el entorno de LabVIEW. El paquete en el que se presenta el equipo de adquisición consta de:

- Documentación Técnica Memoria Descriptiva

Memoria de Cálculo

Presupuesto


Planos

Manual de Usuario

Estudios con entidad propia

- Equipo de adquisición con el software de adquisición y dirvers necesarios preinstalados.

5.3. Condiciones Generales El equipo se entrega como un producto final e indivisible. El programa instalado en el

sistema esta encriptado y preparado para que funcione únicamente con el hardware subministrado. Mediante códigos MAC (Control de Acceso Medio) se comprueba que el programa corra siempre sobre el hardware correspondiente. Conjuntamente con el equipo se ofrecen cursos de formación técnica para los usuarios del sistema.

No está permitida la reproducción total o parcial de este Proyecto (incluyendo el programa y la documentación técnica adjuntada), ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito del Ingeniero Técnico firmante del Proyecto.


60

5.4. Condiciones Económicas Las condiciones económicas de la distribución o venta del equipo de adquisición serán

impuestas por la Applus IDIADA que dispone de la propiedad intelectual del equipo de detección y adquisición de vibraciones que generan ruidos en los frenos.

5.5. Condiciones de Seguridad El equipo debe estar perfectamente fijado en el vehículo para evitar cualquier riesgo en

casa de accidente. La fijación del mismo se puede llevar a cabo mediante eslingas de sujeción pasadas por los orificios correspondientes o sujetando el equipo a una estructura isofix. No se hace responsable al Ingeniero Técnico firmante de manipulaciones, malas fijaciones o usos indebidos no aprobados por éste, que perjudiquen y afecten al usuario del equipo de adquisición o al usuario de la información adjuntada.

5.6. Limitación de Responsabilidad La instalación y funcionamiento del equipo de adquisición debe realizarse tal y como

se especifica en los cursos de formación que se realizan antes de empezar a trabajar con el equipo, sin hacerse responsable el Ingeniero Técnico firmante de la pérdida o daños en el hardware o software del equipo donde se ejecute el programa o cualquier fichero de información técnica que le acompaña, provocados por el uso incorrecto del sistema, tanto en su instalación o en su posterior utilización.



Frenos.

ESTADO DE MEDICIONES



Estado de Mediciones

62

ÍNDICE

6. ESTADO DE MEDICIONES................................................................................61

6.1 Definir el hardware del equipo y el lenguaje de programación.......................... 63

6.2 Programación del software y elección de los sensores...................................... 65 6.3 Montaje de la caja y realización de ensayos.......................................................67 6.4 Análisis y formación........................................................................................... 70


63

6. Estado de mediciones

6.1. Definir el Hardware del Equipo y el Lenguaje de Programación

Uds. Descripción Longitud Anchura Altura Parciales Cantidadu Chassis PXI-1031 DC

Chasis dotado del bus PXI para la interconexón de los diferentes slots y de una fuenta de alimentación de 12V DC y 220V AC.

1 1

u Controlador PXI-8106 Controlador del sistema dotado de una CPU Intel Core 2 Duo de 2,16 GHz, 2 GB de Ram y un disco duro de 52GB.

1 1

u Módulo PXI-4472 Módulo de 8 canales pseudo-difrenciales de 24 bits y compatibles con sensores IEPE.

1 1

u Módulo PXI-6221 Módulo de 8 entradas analogicas, 24 lineas digitales y 4 contadores.

2 2

u Módulo Ni-USB-9213 Módulo USB de 16 canales de termopar.

1 1

u M4-ATX Fuente de alimentación de 12V preparada para funcionar en vehiculo.

1 1


64

Uds. Descripción Longitud Anchura Altura Parciales Cantidadu TR-G2

Tarjeta OEM receptora de GPS. 1 1

u Extensor del bus PXI Extensión de 80 mm para las el modulo PXI-8106 y PXI-4472.

2 2

u LabVIEW 2009 Sistema de desarrollo profesional de LabVIEW para Windows

1 1

u Autocad 2007 Software para el diseño de las piezas que conforman la estructura del equipo.

1 1

u Eagle Programa de diseño de placas PCB.

1 1


65

6.2. Programación del Software y Elección de los Sensores

Uds. Descripción Longitud Anchura Altura Parciales Cantidad

u Micrófono Micrófono de propósito general GRAS de tipo 40PQ.

10 10

u Termopar tipo K Termopar tipo K de cromo/aluminio y tienen una sensibilidad típica de 41 μV/ºC.

20 20

u Sensor de presión EPO Sensor de presión EPO de Entran Sensors & Electronics.

10 10

u Sensor de velocidad Vbox es un sensor que proporciona datos de velocidad instantánea y distancia recorrida a través de GPS.

2 2

u Teclado numérico Caja con pulsadores GPB310 del fabricante GAMESMAN para la valoración subjetivo de los ruidos.

1 1


66

Uds. Descripción Longitud Anchura Altura Parciales Cantidadu Implementación 1ª fase

Inicialización de variables. 1 1

u Implementación 2ª fase Interfaz.

1 1

u Implementación 3ª fase Adquisición de datos. 1 1

u Implementación 4ª fase Fin de programa. 1 1


67

6.3. Montaje de la Caja y Realización de Ensayos

Uds. Descripción Longitud Anchura Altura Parciales Cantidadu Base

Base del equipo con perforaciones para entrada de aire i puntos de anclaje para el Hardware.

1 1

u Lateral derecho Pared lateral preparada para los conectores lemo, BNC y de termopar.

1 1

u Lateral izquierdo Pared lateral preparada para los conectores de alimentación, el interruptor de arranque y además dispone de perforaciones de ventilación.

1 1

u Frontal Pieza diseñada para que se encaje tanto el módulo controlador como la tarjeta la tarjeta de alta precisión. Además dispone de 4 pivotes para sujetar la placa GPS y una entrada para conectar la antena.

1 1

u Trasera Peiza dotada de perforaciones de ventilaciones en la parte superior y una guia para el separador interno.

1 1


68

Uds. Descripción Longitud Anchura Altura Parciales Cantidadu Separador

Pieza interior que sirve para sustentar la estructura del chasis y separar el cableado de las señales de entrada.

1 1

u Tapa Pieza superior que cierra el equipo. Dispone de perforaciones de ventilación, ranura a modo de guía para el separador y pivotes para la fuente de alimentación.

1 1

u Pata frontal y trasera Esta pieza se diseña para levantar el resto de la caja y permitir la entrada de aire por los orificios de la base.

2 2

u Patas laterales Se diseñan para levantar el resto de la caja y así permitir la entrada de aire por los orificios de la base. Estas patas están preparadas para ser acopladas a un estructura ISOFIX.

4 4

u Adaptador conectores termoparPieza preparada para sujetar 16 conectores de termopar y encajar con el lateral derecho.

1 1


69

Uds. Descripción Longitud Anchura Altura Parciales Cantidadu Adaptador entradas analógicas

i contadores Pieza preparada para sujetar 12 conectores lemo y 8 conectores BNC. El diseño esta preparado para encajar en el lateral derecho.

1 1

u Realización de ensayos Conjunto de ensayos necesarios para la correcta puesta a punto del equipo incluyendo pruebas tanto en pista como en carretera abierta.

1 1


70

6.4. Análisis y Formación

Uds. Descripción Longitud Anchura Altura Parciales Cantidadu Análisis y verificación de

resultados Confirmar que el equipo es apto para el estudio de los sistemas de freno.

1 1

u Formación Formación para ingenieros y posibles usuarios del sistema.

1 1



Frenos.

PRESUPUESTO



Presupuesto

72

ÍNDICE

7. PRESUPESTO......................................................................................................71 7.1 Presupuesto FASE I. Definición del equipo.....................................................73

7.2 Presupuesto FASE II. Programación ................................................................74 7.3 Presupuesto FASE III. Montaje e instrumentación ..........................................75 7.4 Presupuesto FASE IV. Análisisy formación ....................................................76 7.5 Resumen ...........................................................................................................76

Presupuesto

73

7. Presupuesto

7.1. Presupuesto FASE I. Definición del equipo

Unid. Descripción Cantidad Precio Importe

u NI PXI-1031DC 4-Slot 3U Chassis

1 1.449,00 1.449,00

u NI PXI-8106 Core 2 Duo 2.16 GHz Controller

1 4.149,00 4.149,00

u NI PXI-4472

1 3.699,00 3.699,00

u NI PXI-6221

2 649,00 1.298,00

u Ni USB-9213

1 1.149,00 1.149,00

u Fuente alimentación M4-ATX

1 120,00 120,00

u TR-G2

1 2.501,00 2.501,00

u CompactPCI Extender Board

2 225,00 450,00

u AutoCAD LT 2007

1 1.249,00 1.249,00

hora Mano de obra de Ingeniero Técnico

100 32,00 3.200,00

TOTAL 19.264,00

Presupuesto

74

7.2. Presupuesto FASE II. Programación


u LabVIEW 2009

1 5.090,02 5.090,02

u Ordenador portatil HP Core 2 Duo 2.16GHz

1 799,00 799,00

u NI PXI-4472

1 3.699,00 3.699,00


300 32,00 9.600,00

hora Mano de obra de Técnico

20 21,00 420,00

TOTAL 19.608,02

Presupuesto

75

7.3. Presupuesto FASE III. Montaje e instrumentación


u Fabricación de las piezas que conforman la caja.

1 920,00 920,00

u Lemo EGG.2B.305.CLL Hembra de panel rosca SCTS 5 pins

1 28,90 28,90

u Lemo FGG.2B.305.CLAD99 Macho aereo 5 pins

1 30,50 30,50

u Lemo EGG.1B.303.CLL Hembra de panel 3 pins

2 18,29 36,58

u Lemo FGG.1B.303.CLAD62 Macho aereo 3 pins

2 23,42 46,84

u Lemo ECG.1B.304.CLN Macho aereo 4 pins

12 25,32 303,84

u Conectores BNC de montaje en panel y soldadura en PCB.

8 1,62 12,96

u Reles Shrack SPDT soldadura en PCB

12 4,01 48,12

u Conectores RC-68 pins Ni 2 13,77 27,54

u Conector Termopar Hembra aereo

16 2,39 38,24

u Fabricación PCB 1 33,95 33,95


50 32,00 1.600,00

hora Mano de obra de Técnico

100 21,00 2.100,00

hora Pista de pruebas: Carretera general

20 50,00 1.000,00

TOTAL 6.227,47

Presupuesto

76

7.4. Presupuesto FASE IV. Análisis y formación


u DiaDEM

1 3.499,00 3.499,00

u Viajes

1 2.000,00 2.000,00


80 32,00 2.560,00

TOTAL 8.059,00

7.5. Resumen

Descripción Importe

FASE I

19.264,00

FASE II

19.608,02

FASE III

6.227,47

FASE IV

8.059,00

TOTAL 53.158,49

El presupuesto total del proyecto asciende a CINCUENTA Y TRES MIL CIENTO CINCUNTA Y OCHO EUROS con CUARENTA Y NUEVE CENTIMOS.


Desarrollo de un Sistema Automático de Detección y

Adquisición de Vibraciones que Generan Ruidos en los

Frenos.

ESTUDIO CON ENTIDAD PROPIA



Estudio con Entidad Propia

78

ÍNDICE

8. ESTUDIO CON ENTIDAD PROPIA .................................................................. 77 8.1 Estudio de seguridad y salud en el trabajo ......................................................... 79

8.1.1Obligaciones de los trabajadores en materia de Prevención de Riesgos Laborales ................................................................................... 79

8.1.2 Fichas de Seguridad de Equipos.............................................................. 79 8.1.3 comunicar una situación de riesgo........................................................... 80 8.1.4 Funciones de los recursos preventivos ................................................... 80


79

8. Estudio con Entidad Propia

8.1. Estudio de Seguridad y Salud en el Trabajo

8.1.1 Obligaciones de los Trabajadores en Materia de Prevención de Riesgos Laborales

Velar, mediante el cumplimiento de las medidas de prevención que IDIADA establezca, por tu propia seguridad y salud en el trabajo, por la de tus compañeros y por la de aquellas otras personas a las que tu actividad profesional pueda afectar, a causa de tus actos y omisiones.

Asistir a las sesiones formativas e informativas en materia de PRL a las que te convoquen.

Usar adecuadamente los equipos de trabajo, aparatos, herramientas, sustancias químicas, equipos de trabajo y, en general, cualquier otro medio con el que desarrolles tu actividad.

Utilizar correctamente los medios y equipos de protección facilitados por la empresa, de acuerdo a las instrucciones recibidas por ésta. Si cualquiera de los equipos de protección individual que se faciliten, en caso de necesitarlo, esté deteriorado o cualquier otra circunstancia que impida su uso, debes comunicarlo inmediatamente a tu superior para que pueda ser sustituido y puedas continuar trabajando con seguridad.

No poner fuera de funcionamiento y utilizar correctamente los dispositivos de seguridad existentes o que se instalen en los equipos de trabajo o en los lugares de trabajo.

Informar inmediatamente a tu superior directo, y a los trabajadores designados para realizar tareas de protección y de prevención, o al Servicio de Prevención, sobre cualquier situación que, según tu criterio, comporte, por motivos razonables, un riesgo para la seguridad y la salud de los trabajadores.

Cooperar con la empresa para que ésta pueda garantizar unas condiciones de trabajo que sean seguras y no comporten riesgos para la seguridad y salud de los trabajadores.

Ante cualquier tipo de duda sobre la utilización segura de cualquier equipo de trabajo o la realización de forma segura de cualquier tipo de prueba o ensayo, consultarlo siempre con el superior inmediato y resolverla en todo caso, antes de continuar con los trabajos.

8.1.2 Fichas de Seguridad de Equipos

En cada taller se irán colocando y actualizando unas Fichas de Información de Seguridad de los diferentes Equipos de Trabajo (Máquinas), los cuales podrán ser consultadas por los trabajadores cualificados para su utilización. En las Fichas de Información de Seguridad de los equipos se informa sobre su utilización en condiciones de seguridad y las medidas de prevención a tener en cuenta al utilizarlo (equipos de protección a utilizar, etc.). Estas Fichas están colocadas en la pared de los talleres, de forma que resulten visibles y fácilmente consultables.


80

Asimismo también se dispone en cada taller o laboratorio de las Fichas de Datos de Seguridad de los Productos Químicos que se utilizan, para su consulta en caso necesario. En estas Fichas de Seguridad de los productos químicos se informa sobre su composición, las medidas de prevención a adoptar al utilizarlos, los primeros auxilios, manipulación y almacenamiento, etc. Estas Fichas deben estar guardadas en el propio taller, en armarios cerca de donde van a ser usados los productos, consultar con el superior inmediato para conocer su ubicación exacta.

8.1.3 Como Comunicar una Situación de Riesgo Comunicar la incidencia al Responsable o Jefe para que analice la situación e intente

aportar una solución. Con frecuencia muchas situaciones de riesgo se pueden resolver con la intervención directa del Responsable

Si por cualquier motivo el Responsable no resuelve la situación o se considera que no se ha solucionado correctamente, se debe rellenar un formulario de comunicado de riesgo y entregarlo cumplimentado a la Responsable del Servicio de Prevención, a cualquiera de los Recursos Preventivos que hay en el departamento, a cualquier miembro del Comité de Seguridad y Salud (CSS), o a algún Delegado de Prevención.

8.1.4 Funciones de los Recursos Preventivos Detección y comunicación al Servicio de Prevención de situaciones de riesgo.

Comunicación al Servicio de Prevención de los incidentes relacionados con la seguridad que puedan suceder en su área de influencia.

Gestión de la entrega de ropa de trabajo y equipos de protección individual.

Velar por la correcta utilización de los equipos de protección individual y por la correcta utilización de los equipos de trabajo, y comunicar al Servicio de Prevención los incumplimientos que detecten en materia de PRL.

Comunicar al Servicio de Prevención las situaciones de riesgo que les transmitan los trabajadores, así como inquietudes o necesidades sobre las condiciones de trabajo.

Recogida y colocación en la zona productiva del material que facilita el Servicio de Prevención (Fichas de datos de seguridad de productos químicos, Fichas de información básica de seguridad (FIBS) de los equipos de trabajo, señalización de seguridad varia, etc.). Avisar al Servicio de Prevención si se detecta algún equipo de trabajo sin FIBS creada.

Acompañar y colaborar con el técnico de prevención, durante las visitas de inspección de las zonas de trabajo, las investigaciones de accidentes e incidentes, etc.

Interlocutor en materia preventiva entre el Servicio de Prevención y el área departamental de su influencia.

Asistencia a las reuniones a las que sea convocado por el Servicio de Prevención.

Solicitar permiso de fuego al Servicio de Prevención, si surge la necesidad de realizarse tareas susceptibles de provocar chispas, en zonas clasificadas ATEX de


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su área de influencia, y advertir de ello a los externos que deban realizar estos trabajos en su zona.


desarrollo de un sistema automático de detección y adquisición de...

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