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DISEÑO, CALIBRACIÓN Y PRUEBA DE UNA

UNIDAD DE MEDIDA
INERCIAL (IMU) INALÁMBRICA
PARA COHETES
Design, Calibration and Testing of Wireless Inertial Measurement
Unit (IMU) for Rockets
Recibido: diciembre de 2011
Arbitrado: febrero de 2012

Luis Eduardo Ardila Pérez*, Johan Sebastián Eslava Garzón**

Resumen

Palabras clave
Calibración, cohete, sensores, unidad
de medida inercial.

Este artículopresenta el proceso de diseño, calibración y pruebas de una unidad de medida inercial (IMU)
desarrollada especialmente para ser utilizada en cohetes
de agua y aire comprimido. La IMU desarrollada cuenta
con 10 grados de libertad, logrados por los distintos
sensores utilizados en su construcción, siendo estos, un
acelerómetro de 3 ejes, un giroscopio de 3 ejes, un magnetómetro de 3 ejes y un sensor depresión atmosférica.
La selección de los sensores fue realizada teniendo en
cuenta las características de vuelo de un cohete de agua,
el cual se caracteriza por una fuerte aceleración durante
la etapa de propulsión, seguido por un movimiento parabólico de alto giro y un descenso lento gracias al sistema
de recuperación, según esto, el acelerómetro es capaz
de medir hasta 16 g de aceleración, elgiroscopio hasta
2000°/s y el barómetro hasta una presión equivalente a
9000 m sobre el nivel del mar. Se implementó un sistema de transmisión inalámbrico con un rango de más de
1500 m línea vista de cobertura con el fin de garantizar el
envío de la información obtenida por el IMU. Finalmente
se realizaron las pruebas de calibración de los distintos
sensores y una prueba de campo con un cohete.Los
resultados obtenidos permitieron confirmar que los sensores utilizados fueron correctamente dimensionados
y midieron el comportamiento completo del vuelo del
cohete.

Abstract
This Article will describe the whole
process of design, calibration and testing
of an Inertial Measurement Unit (IMU)
developed specifically for rockets. The IMU
has 10 degrees of freedom, achieved by the
various sensorsused in their construction,
these are, a 3-axis accelerometer, a 3-axis
gyro, a 3-axis magnetometer and an atmospheric pressure sensor. The selection
of appropriate sensors are attached to the
flight characteristics of a rocket, mainly
characterized by a strong acceleration
during the propulsion phase, followed by
a parabolic movement of high roll and a
slow descent through the recovery system,according to this, the selected accelerome-

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Ingeniero Electrónico, Universidad Nacional de Colombia,
Bogotá, Colombia. E-mail: leardilap@unal.edu.co.

**

Ingeniero Electricista, Magíster en Ingeniería Eléctrica y Doctor en Ingeniería Eléctrica. Profesor Universidad Nacional de
Colombia, sede Bogotá. E-mail. jseslavag@unal.edu.co.

Diseño, calibración y prueba de una unidad de medidainercial (IMU) inalámbrica para cohetes • p. 36-43

Investigación

por sus siglas en inglés, ha conducido al desarrollo
de dispositivos integrados, capaces de medir distintas variables de interés en un solo chip, estas
ventajas logran que estos pequeños dispositivos
sean adecuados para ser implementados en distintas
aplicaciones, por ejemplo en la entretención con el
wii remote [2, 3], en accesoriosautomotrices de
despliegue de airbag y control de suspensión [4],
en el campo de la innovación deportiva con un palo
de golf instrumentado [5], en la microcirugía [6] y
por su puesto en la navegación (robots, vehículos,
cohetes, etc.) [7].

ter is capable of measuring up to 16 g of
acceleration, the gyroscope up to 2000°/s
and the barometer a pressure equivalent to
9000 m above sea level. It wasimplementing a wireless transmission system with a
range of over 1500 m of coverage, that to
ensure transmission even if we put it in a
solid-fuel rocket capable of reaching 1000
m in vertical launch. Finally, the calibration
of the sensors tests and a field test on a
rocket is provided.
Keywords

La miniaturización lograda por estas nuevas técnicas de fabricación hace que estos sean dispositivos...