lunes, 8 de diciembre de 2014

Siente la fuerza (Parte III)

Qué encontrarás en esta entrada?
  • Análisis de los datos de los sensores de un dispositivo Android.
  • Campo magnético y trayectorias.

¡Bueno bueno! Esta serie de entradas ya se ha convertido en trilogía, y no sé si seguirá más allá. En la primera parte os hablé de cómo AndroSensor permitía grabar y exportar los datos detectados por los sensores de un dispositivo Androird, y os enseñaba cómo, a partir de la aceleración y con un procedimiento basado en diferencias finitas, podíamos reconstruir la velocidad y la trayectoria, llegando a representar algunas de estas en MATLAB/OCTAVE.

En la segunda parte de esta serie, profundizábamos en la representación de las trayectorias y os mostraba cómo podíamos afinar los resultados aplicando distintas correcciones a la aceleración. Allí vimos que éramos capaz de dibujar figuras sencillas moviendo el móvil en el espacio vacío, y luego las podíamos reconstruir en MATLAB/OCTAVE.

Al final de aquella última entrada mencionábamos el análisis del campo magnético como el siguiente paso en el caprichoso camino hacia la satisfacción de nuestra curiosidad.

Una vez teniendo la trayectoria calculada, y los valores para el campo magnético, me pareció curioso cruzar ambos datos y representarlos de una forma visual. Lo que he implementado es la representación del campo magnético (sus tres componentes y su módulo) sobre la trayectoria, por lo que podemos ver de manera gráfica cuál es el campo al que está sometido el móvil en cada punto del espacio por el que ha pasado. Es decir, dibujamos el campo vectorial asociado al campo magnético medido para cada punto de la trayectoria:

(x,y,z) --> B(x,y,z)=(Bx(x,y,z), By(x,y,z), Bz(x,y,z))

Limitado los valores de (x,y,z) a los que formen parte de la curva recorrida por el dispositivo.

¿Cómo representamos un vector por cada punto del espacio? Yo he optado por dibujar una familia de curvas que se extienda en el sentido en el que crezca cada componente. Es decir, el campo Bx se representa como una familia de curvas que nacen en la trayectoria y que se extienden desde ésta, en la dirección del "eje x", proporcionalmente al valor de su magnitud.

Una imagen vale más que mil palabras, pero un ".gif" vale tanto como la cantidad de imágenes que contenga. Siguiendo con la temática de la última vez: os presento una gráfica en la que he puesto todo mi corazón.


En ella vemos una trayectoria con forma de corazón. Se ha dibujado un corazón en el aire con el móvil, se ha estudiado la variación de la aceleración con las correcciones oportunas y hemos reconstruido la trayectoria que siguió nuestro trazo en tres dimensiones. Al mismo tiempo, hemos representado el campo al que está sometido el móvil durante su trayectoria. En este caso no parece haber grandes fluctuaciones en el mismo.

La siguiente prueba que he querido hacer es dar una vuelta al móvil por los bordes de mi habitación, pasando a propósito por una zona por la que sabía de antemano que se eleva considerablemente el valor del campo.


Se puede ver que hay un punto en el que, efectivamente, sube significativamente el campo.


Lo interesante es que podemos verlo de una manera muy gráfica: vemos la trayectoria en forma de "U" que se ha realizado siguiendo las paredes de la habitación, y vemos en qué zona de ésta se dispara el campo. Es cierto que las escalas no están muy afinadas aún, pero las formas básicas las vamos captando.

Por último, un ejemplo que me ha parecido interesante desde el principio, tanto desde el punto de vista cinemático como del electromagnético: el ascensor. Como os comenté previamente, mi ascensor presenta un irregular perfil magnético que decae entre piso y piso, muy probablemente debido a los materiales empleados para la construcción del edificio (hormigón).


Comprobamos lo llamativo de su "huella magnética". El campo en el "eje x" (azul) y, sobre todo en el "eje y" (en rojo - dirección que apunta hacia la puerta del ascensor) se dispara, llegando en total hasta los 62 microteslas.


Como ya comenté en su día, es fácil "adivinar" el número de pisos con tan solo contar estas tremendas variaciones en el campo magnético.

Notar que, según la última gráfica, el ascensor no "sube recto", sino en diagonal. Eso significa que aún queda mucho trabajo por hacer de cara a afinar los resultados obtenidos de nuestro análisis de sensores, pero ya hemos visto en esta serie de entradas que - utilizándolo con cautela - podemos sacar algunas conclusiones interesantes... o, al menos, algún dibujito curioso.

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