MACCHINA UNIVERSALE DI TRAZIONE – ACQUISIZIONE MISURE

Le macchine universali presenti nei laboratori di tecnologia presentano un sistema geniale per la registrazione della curva di trazione su di un supporto cartaceo. L’asse degli allungamenti viene percorso dalla matita facendo ruotare un rullo. Il rullo è collegato tramite una puleggia ed una funicella al telaio che allunga il provino. Lo spostamento della matita lungo l’asse delle forze avviene con un asta che è collegata tramite un pignoncino del dinamometro. L’unico punto debole in questo sistema è proprio il pennino o la matita che viene premuta sul rotolo di carta millimetrata. Con due trasduttori elettronici ed un convertitore di segnale da analogico a digitale è possibile acquisire direttamente le due grandezze forza e allungamento  
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% Autori
% Prof. Paolo Sordi IPSIA A. Pacinotti, Pontedera (Pisa)
% Prof. Danilo Pasquini IPSIA Paolo Parodi Delfino, Colleferro (Roma)
%
function varargout = trazione(varargin)
% TRAZIONE M-file for trazione.fig
%      TRAZIONE, by itself, creates a new TRAZIONE or raises the existing
%      singleton*.
%
%      H = TRAZIONE returns the handle to a new TRAZIONE or the handle to
%      the existing singleton*.
%
%      TRAZIONE('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local
%      function named CALLBACK in TRAZIONE.M with the given input arguments.
%
%      TRAZIONE('Property','Value',...) creates a new TRAZIONE or raises
%      the
%      existing singleton*.  Starting from the left, property value pairs are
%      applied to the GUI before trazione_OpeningFunction gets called.  An
%      unrecognized property name or invalid value makes property application
%      stop.  All inputs are passed to trazione_OpeningFcn via varargin.
%
%      *See GUI Options on GUIDE's Tools menu.  Choose "GUI allows only one
%      instance to run (singleton)".
%
% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES
 
% Edit the above text to modify the response to help trazione
 
% Last Modified by GUIDE v2.5 20-Sep-2011 13:20:03
 
% Begin initialization code - DO NOT EDIT
gui_Singleton = 1;
gui_State = struct('gui_Name',       mfilename, ...
                   'gui_Singleton',  gui_Singleton, ...
                   'gui_OpeningFcn', @trazione_OpeningFcn, ...
                   'gui_OutputFcn',  @trazione_OutputFcn, ...
                   'gui_LayoutFcn',  [] , ...
                   'gui_Callback',   []);
if nargin && ischar(varargin{1})
    gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});
end
if nargout
    [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
else
    gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
end
% End initialization code - DO NOT EDIT
 
 
% --- Executes just before trazione is made visible.
function trazione_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)
% This function has no output args, see OutputFcn.
% hObject    handle to figure
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
% varargin   command line arguments to trazione (see VARARGIN)
 
% Choose default command line output for trazione
handles.output = hObject;
 
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
 
% UIWAIT makes trazione wait for user response (see UIRESUME)
% uiwait(handles.figure1);
 
 
 
% --- Executes on button press in pushbutton1.
function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pushbutton1 (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
global reset_lunghezza
global reset_forza
spegni_tutti_i_pulsanti (handles)
set(handles.pushbutton7,'Enable','on');
set(handles.pushbutton4,'Enable','on');
[forza,lunghezza] = preleva_segnali(handles)
save lunghezza lunghezza
reset_lunghezza = lunghezza;
reset_forza = forza;
set(handles.edit23,'String',num2str(reset_lunghezza));
set(handles.edit22,'String',num2str(reset_forza));
 
 
 
% --- Executes on button press in pushbutton4.
function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pushbutton4 (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
global s
global continua_accendi
global vettore_lunghezze
global vettore_forze
global vettore_lunghezze_bit
global vettore_forze_bit
global vettore_tempi 
global continua_acquisizione
spegni_tutti_i_pulsanti (handles)
set(handles.pushbutton5,'Enable','on');
axes(handles.axes3)
cla
continua_accendi = 0;
pause(1)
vettore_lunghezze = [];
vettore_forze = [];
vettore_lunghezze_bit = [];
vettore_forze_bit = [];
vettore_tempi =[];
%vettore_lunghezze (1) = 0;
%vettore_forze (1) = 0 ;
%vettore_tempi (1) = 0;
tic
reset_forza = str2num(get (handles.edit22,'String'))
reset_lunghezza = str2num(get (handles.edit23,'String'))
coefficiente_lunghezza = str2num(get (handles.edit17,'String'))
coefficiente_forza = str2num(get (handles.edit18,'String'))
continua_acquisizione = 1;
while (continua_acquisizione)
    [forza,lunghezza] = preleva_segnali(handles)
      vettore_lunghezze_bit (end+1) = lunghezza ; 
    vettore_forze_bit (end+1) = forza ;
    X_LUN= (lunghezza- reset_lunghezza)*coefficiente_lunghezza
    X_FOR= (forza- reset_forza)*coefficiente_forza
    vettore_lunghezze (end+1) = (X_LUN); 
    vettore_forze (end+1) = (X_FOR);
    vettore_tempi (end+1) = toc;
    tic
    axes(handles.axes3)
        plot (vettore_lunghezze,vettore_forze)
        grid
        xlabel('Delta L [mm]')
        ylabel('Forza [N]')
    drawnow
%      tic
%      while (toc<1)
%      end
end
 
% --- Executes on button press in pushbutton5.
function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pushbutton5 (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
global vettore_lunghezze
global vettore_forze
global vettore_lunghezze_bit
global vettore_forze_bit
global vettore_tempi 
global continua_acquisizione
spegni_tutti_i_pulsanti (handles)
set(handles.pushbutton6,'Enable','on');
continua_acquisizione = 0;
cartella_esperimento = [date ' ' num2str(ceil(rand*1000000))] 
direttorio = cd
mkdir (cartella_esperimento) 
cd (cartella_esperimento)
lunghezza_matrice = length(vettore_tempi)
coefficiente_lunghezza = str2num (get(handles.edit17,'String'));
coefficiente_forza = str2num (get(handles.edit18,'String'));
reset_lunghezza = str2num (get(handles.edit23,'String'));
reset_forza = str2num (get(handles.edit22,'String'));
sezione = str2num (get(handles.edit29,'String'));
lunghezza = str2num (get(handles.edit32,'String'));
matrice_excel  = cell (lunghezza_matrice+20,30);
matrice_excel {1,1} = 't[s]';
matrice_excel {1,2} = 'F[bit]';
matrice_excel {1,3} = 'L[bit]';
matrice_excel {1,5} = 'F[N]';
matrice_excel {1,7} = 'Delta L[mm]';
matrice_excel {1,10} = 'Sigma[N/mm²]';
matrice_excel {1,12} = 'Epsilon[]';
matrice_excel {1,6} = 'coeff. lunghezza';
matrice_excel {2,6} = coefficiente_lunghezza;
matrice_excel {3,6} = 'reset lunghezza';
matrice_excel {4,6} = reset_lunghezza;
matrice_excel {1,4} = 'coeff. forza';
matrice_excel {2,4} = coefficiente_forza;
matrice_excel {3,4} = 'reset forza';
matrice_excel {4,4} = reset_forza;
matrice_excel {3,9} = 'Sezione[mm²]';
matrice_excel {4,9} = sezione;
matrice_excel {3,11} = 'Lunghezza[mm]';
matrice_excel {4,11} = lunghezza;
for i=1:lunghezza_matrice
    matrice_excel {i+10,1} = vettore_tempi(i);
    matrice_excel {i+10,2} = vettore_forze_bit(i) ;
    matrice_excel {i+10,3} = vettore_lunghezze_bit(i);
end
xlswrite('Dati_prova_solo_bit.xls', matrice_excel,'Trazione','A3')
for i=1:lunghezza_matrice
    matrice_excel {i+10,5} = vettore_forze(i);
    matrice_excel {i+10,7} = vettore_lunghezze(i);
end
xlswrite('Dati_prova_solo_bit_forza_lunghezze.xls', matrice_excel,'Trazione','A3')
for i=1:lunghezza_matrice
    matrice_excel {i+10,10} = vettore_forze(i) / sezione;
    matrice_excel {i+10,12} = vettore_lunghezze(i) / lunghezza;
end
save dati_esperimenti
xlswrite('Dati_prova_completo.xls', matrice_excel,'Trazione','A3')
cd (direttorio)
pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles)
comando = ['explorer ' cartella_esperimento]
dos(comando)
 
 
% --- Executes on button press in pushbutton6.
function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pushbutton6 (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
global s
global continua_accendi
global vettore_lunghezze_ADC
global vettore_forze_ADC
global lunghezza_vettore
spegni_tutti_i_pulsanti (handles)
set(handles.pushbutton7,'Enable','on');
set(handles.pushbutton1,'Enable','on');
axes(handles.axes1)
cla
continua_accendi = 1
s = serial('COM4');
set(s,'BaudRate',9600);
set(s,'DataBits',8);
set(s,'StopBits',1);
try 
    fopen(s);
catch
    msgbox('Apertura connessione non riuscita')
    fclose(s)
    fdelete(s)
end
pause(1)
vettore_lunghezze_ADC = [];
vettore_forze_ADC = [];
vettore_lunghezze_ADC(1) = 0;
vettore_forze_ADC(1) = 0;
while (continua_accendi)
%    save eventdata
    [forza,lunghezza] = preleva_segnali(handles);
    drawnow
%      tic
%      while (toc<1)
%      end
end
 
 
% --- Executes on button press in pushbutton7.
function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pushbutton7 (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
global s
global continua_accendi
spegni_tutti_i_pulsanti (handles)
set(handles.pushbutton6,'Enable','on');
continua_accendi = 0
fclose(s)
delete(s)
clear s
 
 
% --- Executes on mouse press over figure background, over a disabled or
% --- inactive control, or over an axes background.
function figure1_WindowButtonDownFcn(handles)
% hObject    handle to figure1 (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
% beep
% msgbox('rimpicciolisco')
 
 
function [forza,lunghezza] = preleva_segnali(handles)
global s
global vettore_lunghezze_ADC
global vettore_forze_ADC
global lunghezza_vettore
global continua_accendi 
global continua_acquisizione 
global coefficiente_lunghezza
global coefficiente_forza
numero_letture_per_grandezza = 5;
try 
    fprintf(s,'%s','R');
    parola = fscanf(s)
catch 
    msgbox('lettura non riuscita')
    fclose(s)
    delete(s)
    forza = 0
    lunghezza = 0
    continua_accendi = 0
    continua_acquisizione = 0
    return
end
tempo_di_acquisizione = str2num(get (handles.edit21,'String'));
pause(tempo_di_acquisizione/1000);
% variabile parola acquisita tramite seriale da arduino
[aux,lunghezza_stringa] = size(parola);
vettore_lunghezza_statistica = [];
vettore_forza_statistica = [];
forza = 0;
[aux,lunghezza_stringa] = size(parola);
i = 0;
conta_lunghezze = 0 ;
while i < lunghezza_stringa 
    i = i + 1;
%    disp (['i',num2str(i)]);
    disp(['parola ' ,parola]);
    if parola(i) == ' ' 
        i = i + 1;
        numerostringa = [];
        numerostringa = parola (i);
        finito = 1;
        while finito
             i = i + 1;
             if i < lunghezza_stringa
                 numerostringa = [numerostringa, parola(i)];
             else 
                 numerostringa = [numerostringa, parola(i)];
                 finito = 0;
             end
             if parola (i) == ' '
                 finito = 0;
                 i = i-1;
             end
        end
        str2num(numerostringa);
        conta_lunghezze = conta_lunghezze + 1;  
        if conta_lunghezze <= numero_letture_per_grandezza vettore_lunghezza_statistica (end+1) = str2num(numerostringa); end if conta_lunghezze > numero_letture_per_grandezza && conta_lunghezze <= numero_letture_per_grandezza*2 vettore_forza_statistica(end+1) = str2num(numerostringa); end end end lunghezza = median (vettore_lunghezza_statistica); lunghezza= 2^13-lunghezza forza = median (vettore_forza_statistica); reset_lunghezza = str2num (get(handles.edit23,'String')); reset_forza = str2num (get(handles.edit22,'String')); vettore_reset_lunghezza = reset_lunghezza .* ones(lunghezza_vettore,1); vettore_reset_forza = reset_forza .* ones(lunghezza_vettore,1); lunghezza_vettore = str2num (get(handles.edit24,'String')); vettore_forze_ADC(end+1) = forza; set(handles.edit19,'String',lunghezza); length(vettore_forze_ADC); while length(vettore_forze_ADC) >= lunghezza_vettore
    vettore_forze_ADC(1) = [];
    vettore_reset_forza (1) = []; 
end
hold on
axes(handles.axes2)
cla
plot (vettore_forze_ADC)
plot (vettore_reset_forza,'r')
   xlabel('misure')
        ylabel('Forza [bit]')
 
ylim([0 8192])
% grafico vettore lunghezze        
set(handles.edit14,'String',forza);
vettore_lunghezze_ADC(end+1) = lunghezza;
length(vettore_lunghezze_ADC);
while length(vettore_lunghezze_ADC) >= lunghezza_vettore
    vettore_lunghezze_ADC(1) = []; 
    vettore_reset_lunghezza (1) = []; 
end
hold on
axes(handles.axes1)
cla
plot (vettore_lunghezze_ADC)
plot (vettore_reset_lunghezza,'r')
ylim([0 8192])
xlabel('misure')
ylabel('Lunghezza [bit]')
coefficiente_lunghezza = str2num (get(handles.edit17,'String'));
coefficiente_forza = str2num (get(handles.edit18,'String'));
X_LUN= (lunghezza- reset_lunghezza)*coefficiente_lunghezza
X_FOR= (forza- reset_forza)*coefficiente_forza
set(handles.edit11,'String',num2str(X_LUN));
set(handles.edit12,'String',num2str(X_FOR));
Sezione = str2num (get(handles.edit29,'String'));
lunghezza_provetta = str2num (get(handles.edit32,'String'));
X_SIGMA  = X_FOR / Sezione
X_eps  = X_LUN / lunghezza_provetta
set(handles.edit30,'String',num2str(X_SIGMA));
set(handles.edit31,'String',num2str(X_eps));
 
 
function spegni_tutti_i_pulsanti (handles)
set(handles.pushbutton1,'Enable','off');
set(handles.pushbutton2,'Enable','off');
set(handles.pushbutton4,'Enable','off');
set(handles.pushbutton5,'Enable','off');
set(handles.pushbutton6,'Enable','off');
set(handles.pushbutton7,'Enable','off');