Sistema de adquisición de datos para la determinación de la resistencia al esfuerzo cortante del suelo – caso de estudio: implementación de un dispositivo USB-HID para un equipo de corte de la empresa Labomat.

Abstract

El suelo es uno de los materiales empleados en diversos campos, uno de ellos es la ingeniería civil donde el suelo juega un rol muy importante, por tal motivo conocer sus parámetros son de vital importancia, un parámetro de particular interés es la resistencia al esfuerzo cortante, este, puede cuantificarse por medio de una gran variedad de ensayos y uno de los más utilizados debido a su corto tiempo de ejecución y su coste es el ensayo de corte directo. En la ciudad de La Paz una empresa que presta diversos servicios para ingeniería civil es LABOMAT que ofrece por medio de su laboratorio de suelos la realización de ensayos de corte directo, debido a la alta demanda de este estudio se vieron en la necesidad de habilitar un equipo adicional del fabricante M&O que solamente contaba con instrumentos de medida analógicos y requería la presencia constante de un operario, es en este punto donde se vio que era posible automatizar la toma de datos, por tanto se propuso la implementación de un Sistema de Adquisición de Datos en conjunto con sensores electrónicos que reemplacen los instrumentos de medida analógicos y optimicen los recursos. Para implementar el Sistema de Adquisición de Datos propuesto fue necesario desarrollar hardware (dispositivo de adquisición de datos e interfaz de comunicación con los sensores) y software (interfaz humano maquina). En el apartado de Hardware se decidió utilizar como unidad de procesamiento principal del dispositivo el microcontrolador PIC18F2550 del cual se decidió utilizar el puerto de comunicación USB configurado en modo HID para simplificar su conexión e instalación. Este dispositivo cuenta con 3 puertos para sensores digitales del fabricante iGaging y 2 puertos para sensores analógicos (Celdas de carga). Además, el dispositivo no requiere de una fuente de energía adicional ya que se aprovecha la energía que proporciona el puerto USB. En el apartado de Software se decidió implementar una Interfaz Humano Máquina (HMI) compatible con el sistema operativo Windows 7 o versiones superiores, con la capacidad de almacenar los datos leídos, generar un reporte en formato digital, graficar los datos a medida que se desarrolla el ensayo y calibrar los sensores conectados a los puertos analógicos. Una vez terminada la implementación del sistema de adquisición de datos en la empresa LABOMAT y tras la conclusión de las pruebas, los resultados obtenidos fueron satisfactorios logrando así automatizar la toma de datos y dando un nuevo ciclo de vida a un equipo de corte que usaba instrumentos analógicos.