Approximation of Torricelli's law with Euler's method and an instrumented water tank with ultrasonic sensor
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Universidad Santo Tomás. Seccional Bucaramanga
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Resumen
In this work, the development of a computer system that has as processing core, an Arduino Nano based board, that collects and processes the signals of a low-cost ultrasonic sensor is presented. The computer system allows monitoring the evolution over time of the height of the water into a container once it begins to empty through a hole in the bottom of it, thus revisiting Torricelli's law with a technological approach using a instrumented container by a computerized electronic data capture and processing data system. The work presents the electrical connection diagrams to interconnect the microcontroller based board and the ultrasonic sensor, as well as the source code used during data acquisition and processing. A comparison of the experimental results is made with results obtained when using the particular analytical solution for the problem, also with the results obtained from implementing the Euler method in obtaining an approximate numerical solution. The presented computer system can be modified and adapted for various academic, educational and research purposes in the various fields of computer engineering, computer systems and mechatronics.
En este trabajo, se presenta el desarrollo de un sistema informático que posee como núcleo de procesamiento, una tarjeta basada en Arduino Nano, el cual colecta y procesa las señales de un sensor ultrasónico de bajo costo. El sistema informático permite monitorear la evolución en el tiempo, de la altura del agua dentro de un contenedor una vez que comienza a vaciarse a través de una perforación en el fondo del contenedor, revisitando así la ley de Torricelli con un enfoque tecnológico a través de un contenedor instrumentado por un sistema informático de procesamiento y captura de datos electrónico. En el trabajo de presentan los diagramas de conexión eléctrica para interconectar la tarjeta con microcontrolador y el sensor ultrasónico, así como también el código fuente utilizado durante para la adquisición y procesamiento de datos. Se realiza una comparativa de los resultados experimentales con los resultados que se obtienen al utilizar la solución analítica particular para el problema y con los resultados obtenidos de implementar el método de Euler en la obtención de una solución numérica aproximada. El sistema informático presentado puede modificado y adaptado con diversos fines académicos, educativos y de investigación en los diversos ámbitos de la ingeniería, sistemas computacionales y mecatrónica.
En este trabajo, se presenta el desarrollo de un sistema informático que posee como núcleo de procesamiento, una tarjeta basada en Arduino Nano, el cual colecta y procesa las señales de un sensor ultrasónico de bajo costo. El sistema informático permite monitorear la evolución en el tiempo, de la altura del agua dentro de un contenedor una vez que comienza a vaciarse a través de una perforación en el fondo del contenedor, revisitando así la ley de Torricelli con un enfoque tecnológico a través de un contenedor instrumentado por un sistema informático de procesamiento y captura de datos electrónico. En el trabajo de presentan los diagramas de conexión eléctrica para interconectar la tarjeta con microcontrolador y el sensor ultrasónico, así como también el código fuente utilizado durante para la adquisición y procesamiento de datos. Se realiza una comparativa de los resultados experimentales con los resultados que se obtienen al utilizar la solución analítica particular para el problema y con los resultados obtenidos de implementar el método de Euler en la obtención de una solución numérica aproximada. El sistema informático presentado puede modificado y adaptado con diversos fines académicos, educativos y de investigación en los diversos ámbitos de la ingeniería, sistemas computacionales y mecatrónica.
Abstract
Idioma
Palabras clave
Computing platforms, learning and material, Sensor applications and deployments, Plataformas de cómputo, Aprendizaje y material, Aplicaciones y desarrollos de sensores
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