Problema con piezoeléctrico en sensor de vibración

Buen día,


Hice un sensor de vibración para una puerta. Utilizo un sensor piezoeléctrico conectado a un amplificador operacional que compara la señal del piezoeléctrico (que es el que detecta la vibración) con un voltaje de referencia que se establece con un potenciómetro.

De acuerdo al nivel de voltaje de referencia el sensor se activa ante una vibración más pequeña o más potente.

Funciona muy bien, el problema es que a veces se activa solo y se mantiene así hasta que lo desconecto de la fuente de alimentación y vuelvo a conectar. Sucede principalmente cuando le da el sol a la puerta y esta se calienta, el sensor no se calienta casi nada ya que tiene una cubierta de plástico. Si trato de medir el voltaje del piezo, este se descarga y el sensor deja de estar activado, por lo que sospecho que es algún tipo de energía estática que se acumula al calentarse la puerta.

Ya tomé todas las medidas que se me ocurren para eliminar la carga residual del piezo. Una de las patitas está conectada al negativo de la fuente y la otra al comparador, pero puse una resistencia de 1K de ahí hacia el negativo para descargar cualquier carga acumulada y aún así se sigue activando al calentarse la puerta. Lo que se me hace extraño es que con la resistencia de 1K no se eliminé la carga residual pero si le conecto el voltimetro para medir la caída de tensión si se descarga, cuando en teoría la resistencia del voltimetro midiendo voltaje es mucho mayor que 1K.

Agradecería su ayuda porque ya me tiene vuelto loco esto
 

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Hola, el esquema que utilizas es bastante primitivo, que op-amp implementas?
Algo más elaborado consiste en amplificar la señal proveniente del piezo, luego rectificar, filtrar la salida del op-amp, y luego comparar el umbral con un valor de referencia, mediante otro op-amp.
 
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Hola, el esquema que utilizas es bastante primitivo, que op-amp implementas?
Algo más elaborado consiste en amplificar la señal proveniente del piezo, luego rectificar, filtrar la salida del op-amp, y luego comparar el umbral con un valor de referencia, mediante otro op-amp.

Mi idea es que sea sencillo, como tengo que hacer muchos de estos y los hago manualmente, utilicé el circuito funcional mas simple posible. Además no se si ya lo mencioné, pero no necesito la señal de vibración, solo detectar cuando pasa de cierto umbral (sensor de impacto), por lo que el ruido no es gran problema, no me da falsos positivos ni siquiera en la sensibilidad mas alta. Estoy usando el lm358 que no necesita fuente dual, lo alimento con 12 volts.

De hecho aunque el op-amp está como comparador, también sirve de cierto modo como amplificador, ya que a la salida entrega 0-12 volts que me sirven perfectamente para activar el 555, que le da el ancho de pulso que necesito para la señal. Como mencione funciona bien, el potenciometro regula perfectamente la sensibilidad para activar el sensor.

El problema es el que ya mencione, que a veces se activa la señal sin haber un estimulo, y como se queda activada y la unica forma de remediarlo es conectar-desconectar la fuente de alimentación, descarto que sea ruido, mas bien creo que tiene que ver con alguna energía estática que tal vez también involucra a la fuente de poder.

Algo que se me ocurre es que tal vez necesite alguna resistencia de la salida del op-amp a vcc porque actualmente conecto la salida del operacional directo a la entrada del 555, y no se si este bien que este nodo este "flotado".
 
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DOSMETROS

High 2m Modereitor
El datashiit es tu amigo , tenés 555 Cmos que son más fáciles de disparar y consumen menos , te ahorrarías un componente.



Podés dispararlo por pata 6 por encima de 2/3 de Vcc (pulso positivo) , podés dispararlo por pata 2 por debajo de 1/3 de Vcc (pulso negativo) , podés subir o bajar ese 1/3 y 2/3 con pata 5 , también podés dispararlo con pulso negativo en pata 4 (con pull up)

A jugar :D !

Saludos .
 
El datashiit es tu amigo , tenés 555 Cmos que son más fáciles de disparar y consumen menos , te ahorrarías un componente.

https://sub.allaboutcircuits.com/images/45022.png

Podés dispararlo por pata 6 por encima de 2/3 de Vcc (pulso positivo) , podés dispararlo por pata 2 por debajo de 1/3 de Vcc (pulso negativo) , podés subir o bajar ese 1/3 y 2/3 con pata 5 , también podés dispararlo con pulso negativo en pata 4 (con pull up)

A jugar :D !

Saludos .

Muchas gracias, no consegui el CMOS pero ahora que veo el diagrama de bloques tienes razón, con el control voltage (pin 5) puedo bajar el voltaje necesario en el piezo para activar el pulso, ese detalle no lo había tomado en cuenta, asi que es probable que me ahorre un CI aunque tengo mis dudas sobre si eso solucionara el problema del mafuncionamiento ante diferencias de temperaturas.

Por cierto el sensor sigue funcionando bien, hoy cayó una piedra quien sabe de donde pero la alarma se activó como es debido, y cada vez que abro la puerta sin desactivarla también lo detecta, y no hay problemas de activaciones en falso, como cuando alguien toca la puerta o por sonidos fuertes cercanos.

Comentaré que tal me va haciendo esa modificacion al circuito, me agrada la idea de hacerlo mas simple, así al mismo tiempo disminuyen las fuentes potenciales de error y es mas barato y facil de armar/reparar.
 
Pues ya he probado usar solo el 555 y prescindir del amplificador operacional previo pero el circuito era demasiado vulnerable al ruido. Probé tratando de amplificar la señal con transistores pero no conseguí una amplificación uniforme, incluso usé un arreglo Darlington que sirvió para amplificar la señal pero quedaba muy cuadrada, por lo que la sensibilidad a la magnitud de los golpes no se podía controlar. Así que regresé al diseño simple del primer post, que si permite cierta libertad a la hora de elegir que tan fuerte debe ser el golpe para activar la señal.

Logré deshacerme de la estática conectando una tierra física al pin de entrada del 555 (salida del operacional), primero probé conectando tierra del circuito a tierra física pero no funcionó hasta que la conecté directo al pin mencionado, ignoro porqué, pero desde entonces ya no tengo problemas con la estática. Afortunadamente el circuito no ha tenido ningún problema, ni con cambios de temperatura o humedad, aunque tengo que probarlo en lluvias.


Saludos y gracias por su ayuda
 
Hola, utiliza el método que propongo, deja de romperte la cabeza.
Los op-amp, permiten ajustar fácilmente la ganancia​ y la detección de umbrales.

Si lo pensé, pero como mencioné mi problema desde un inicio fue la estática, pienso mandar a hacer estos circuitos a una maquiladora y ya entonces pueden ser mas sofisticados, pero haciendolos a mano prefiero entre mas simple mejor. Con el diseño que tenia originalmente la detección de umbrales es aceptable y ya no he tenido problemas con el ruido. En caso de necesitar algo mas confiable, usaré el esquema que propones, aunque para amplificar correctamente sin saturar, tendría que conocer la señal de salida del piezo, que realmente desconozco y no dispongo de osciloscopio, asi que sería un largo prueba y error que por el momento prefiero ahorrarme.
 
Lo que te ocurrió con la temperatura es algo normal, los piezos generan tensión con variación de temperatura y por compresión, si seguis en fase de pruebas, podes buscar de usar los sensores de detonación de los motores de autos, estan pensados para trabajar en las peores condiciones en todo sentido.
 

DOSMETROS

High 2m Modereitor
tendría que conocer la señal de salida del piezo, que realmente desconozco y no dispongo de osciloscopio.

Armate un osciloscopio con una placa de sonido USB que cuesta monedas y un programa gratuito para la PC :

https://www.forosdeelectronica.com/busqueda.htm?cx=partner-pub-2315955773772045%3A8229477962&cof=FORID%3A10&ie=ISO-8859-1&q=osciloscopio+placa+de+sonido&sa=Buscar&siteurl=www.forosdeelectronica.com%2F&ref=&ss=7280j2106826j28


He visto que utilizan cápsulas cerámicas de tocadiscos para sensores de vibración
 
Lo que te ocurrió con la temperatura es algo normal, los piezos generan tensión con variación de temperatura y por compresión, si seguis en fase de pruebas, podes buscar de usar los sensores de detonación de los motores de autos, estan pensados para trabajar en las peores condiciones en todo sentido.

Estoy al tanto, pero como bien dices es la variación, osea, en estado estable no debería quedar carga residual, por eso pongo una resistencia entre ambas terminales, así cualquier diferencia de potencial entre las terminales que se genere por el paso del tiempo, debería descargarse y no acumularse.

Armate un osciloscopio con una placa de sonido USB que cuesta monedas y un programa gratuito para la PC :

https://www.forosdeelectronica.com/busqueda.htm?cx=partner-pub-2315955773772045%3A8229477962&cof=FORID%3A10&ie=ISO-8859-1&q=osciloscopio+placa+de+sonido&sa=Buscar&siteurl=www.forosdeelectronica.com%2F&ref=&ss=7280j2106826j28


He visto que utilizan cápsulas cerámicas de tocadiscos para sensores de vibración

Muy buen tip lo del osciloscopio, lo tendré muy en cuenta :aplauso:
 
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