CONTROL DE VARIABLES DE NIVEL

Fernando Antonio Pinzon Gomez

TRANSDUCTOR Y CONTROL
DE NIVEL
Mod. G30A/EV

En la practica que se realiza para el control de nivel se evidencia como mediante la utilizacion de micros se puede llegar a controlar las variables para procesos hidraulicos, que para el caso sera la varible de nivel.

para llegar a controlar el proceso primero debemos acondicionar la señal que entrega la tarjeta, para lo cual se puede utilizar lm324n, lm358n o lm741n. con esta parte se busca unificar, amplificar y ajustar la señal enviada por la tarjeta donde al final tendremos una señal variable entre 0 y 5V valor que puede ser manejado por un PIC16F877A.

Para el control de nivel fue nucesario realizar un montaje que integra PIC(control de proceso), LCD(visualizacion de las variables), Teclado 3x4(datos) y acondicionador de señal.

MANEJO DE PROGRAMACION PARA CONTROL DE VARIABLES Y VISUALIZACION DE DATOS

ETAPA DE ACONCIONAMIENTO DE SEÑAL

Tarjetas para Aprendizaje de Electrónica

“LUZ PWM”

El presente informe  consiste  en la realización de un minucioso estudio del Mantenimiento de los módulos de instrumentación y sensores del taller de electrónica. En donde como parte de este estudio se hicieron las respectivas simulaciones en el software “proteus” y prácticas de funcionamiento de cada uno de los circuitos que contiene, teniendo en cuenta la descripción de la composición electrónica, es decir se presenta cada uno de los circuitos con su funcionalidad, tomando como base las practicas realizadas en cada uno de los circuitos y en conjunto, sustentando el respectivo funcionamiento real de la tarjeta G13 LUZ PWM.

Donde vamos a utilizar el circuito de fotodiodo  como referencia donde encontramos una variación de voltaje 3.1 V para 3 cm y hasta 5.2 V para 23 cm ya que conocemos los voltajes de la salida del transductor.

El actuador del control  de luminosidad es basado en sus lámparas incandescentes que irradia radiación la cual es tomada por los traductores (fotodiodo) luego toman la radiación y la convierten en una señal eléctrica.

VÍDEO DE LUZ PWM FINAL 

TRANSDUCTOR DE LUZ

                                                   TRANSDUCTOR DE LUZ

 Un transductor es un dispositivo que sirve para convertir una magnitud física en una señal eléctrica  este transductor de luz se usa básicamente en aquellos lugares donde es necesario  activar una fuente luminosa  artificial cuando disminuye la intensidad  de la luz diurna, este transductor de luz captan la intensidad luminosa y al convierte  en una señal eléctrica para que un controlador pueda trabajar los valores de medición.            

Para el diseño de este transductor de luz con amplificadores operacionales se implementó un amplificador operacional configurado como diferencial restador con este amplificador restador combinamos las señales que nos entrega en una sola y así lograr el ajuste necesario a la señal, con un ajuste offset o red de calibración, en la amplificación de señal utilizamos un amplificador operacional no inversor, también se halló la resistencia de ganancia para que genere de 0v a 5v. en las siguientes figuras se puede ver los planos del transductor y el respectivo montaje en protoboard.

                                                              Plano del transductor

                                    Montaje del transductor en el protoboard.

Transductor de temperatura

TRANSDUCTORES “Se encarga de TRANSFORMAR una magnitud física en una señal eléctrica” Transductores de temperatura Los transductores de temperatura se emplean cada vez más. Tanto en el sector de calefacción, ventilación o climatización, o cualquier otro lugar donde es necesario controlar la temperatura en un proceso de producción. Los transductores de temperatura se diferencian en el principio de medición. Hay diferentes modelos disponibles. Los transductores que miden la temperatura mediante la radiación infrarroja se usan para determinar la temperatura superficial. Por otro lado existen transductores de temperatura que vigilan por ejemplo la temperatura del aire y la transforma en una señal normalizada. Los transductores de temperatura se suelen conectar a una unidad de control  separada. Los transductores de temperatura transforman la magnitud física de temperatura en una señal eléctrica normalizada que se transfiere a un controlador esto permite por ejemplo, al alcanzar un valor máximo o mínimo se mostrara en nuestra pantalla lcd. En este caso utilizaremos una termocupla en Instrumentación industrial son ampliamente usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Luego de haber estudiado nuestro transductor  se diseñara un circuito acondicionador de señal usando amplificadores operacionales con una salida máxima de 5V y mínima de 0V, se tiene en cuenta que  la calibración del dispositivo de acuerdo a la variable asignada. En este acondicionador se utilizan cuatro etapas que se muestran en las fig1,fig2,fig3,fig4.

Fig1 Red de calibración                                                                                Fig2 Amplificador

Fig3 Ajuste offset                                                                                          fig4  Cálculos para conocer RF

Al tener nuestro acondicionador se hace una conexión a un pic que anteriormente programamos y en una pantalla LCD mostraremos los valores correspondientes a la señal de medida escalizada.

Fig5 Conexión Pic a LCD                                                                                             Fig6 Montaje Protoboard

Al finalizar se procederá a conectar nuestro transductor a este montaje fig6 para asi obtener los resultados y la visualización deseada.

TRANSDUCTOR DE TEMPERATURA  (TERMOCUPLA)

Básicamente una termocupla es un transductor de temperatura que convierte una magnitud física en una señal eléctrica, está constituida por dos alambres metálicos diferentes que unidos desarrollan una diferencia de potencia eléctrica entre sus extremos libres que es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperaturas.

En pocas palabras la termocupla nos sirve para controlar en procesos industriales la parte de temperatura.

A continuación los planos en Isis del acondicionador de señal.

Fig. 1

Primera Etapa Transductor de temperatura de 0 a 5V.

Fig.2

Programación que se llevó a cabo para el acondicionador de señal.PROGRAMACION C++.

Fig.3

Fig.4

Fig.5

Estado final de montaje en Protoboard .

Se le hizo los respectivos cálculos para conocer la (RF) la cual nos determinó el valor de la resistencia que se necesitaba para dicho acondicionador 

Fig.6

TRANSDUCTOR DE FUERZA

FUNCIONAMIENTO

Entre los elementos eléctricos más populares usados en mediciones de fuerza se tienen las galgas extensiométrica (strain gage) las galgas semiconductoras, y los Transductores piezoeléctricos. En general, las galgas extensiométrica miden indirectamente la fuerza, midiendo la deflexión que esta produce en un portador calibrado, el Transductor piezoeléctrico responde directamente a la fuerza aplicada.

PRINCIPIOS

La celda de carga es una forma de galga extensiométrica usada comúnmente como Transductor. Este convierte una fuerza aplicada (peso), en el potencial de salida de un puente. En una celda de carga, la galga extensiométrica está montada en alguna forma de elemento de detección mecánica (columna, haz, etc.) y la galga (o galgas) están usualmente conectadas en configuración de puente. La compensación de temperatura y por no-linealidad la proporciona el fabricante en forma de selección de valores de resistencia para los brazos del puente y en serie con el puente. Las galgas extensiométrica son dispositivos de baja impedancia, y requieren potencia de excitación significativa para conseguir potencia de salida a niveles razonables. Una celda típica tendrá una impedancia de 350 ohm y se especifica tendiendo una sensibilidad en términos de mili voltios por voltio de excitación a plena escala. El potencial de excitación máximo así como el potencial recomendado serán especificados. Para un dispositivo de 10V con una razón de 3mV/V, aparecerán 30 mili voltios a la salida con carga de 'plena escala.

La salida se incrementa aumentando la excitación del puente, pero los efectos de auto calentamiento son una limitación significativa para este método.

SOLUCIÓN ACONDICIONADOR DE SEÑAL

El modulo Transductor piezoeléctrico responde directamente a la fuerza aplicada. La galga extensiométrica resistiva es un elemento resistivo el cual cambia su longitud, y por tanto su resistencia, cuando la fuerza aplicada a la base sobre la cual está montado causa deflexión o compresión. En el momento que no hay peso o fuerza aplicada sobre la galga su V= 0 mv, y la fuerza máxima aplicada en de 20 kg es V= 25 mv. Para que el transductor de fuerza genere 5v con 20 kg se debe implementar un amplificador operacional configurado como diferencial restador (fig. 1) con este amplificador restador combinamos las dos señales que nos entrega el sensor en una sola y así lograr los ajustes necesarios a la señal. Con un ajuste de offset o red de calibración se llevará a 0 v con 0 gr. (Fig.2) en la amplificación de la señal utilizamos un amplificador operacional configurado como amplificador no inversor. Se debe hallar la resistencia de ganancia para que genere los 0 V=5gr a 5 V  =20 kg (Fig. 3). Luego de haber tratado correctamente la señal lo único que nos resta es diseñar la programación para poder controlar la planta en lazo cerrado

(fig.1)

(fig.2)

(fig.3)

PRINCIPIO DE TRANSDUCCIÓN - PLANTA DE PRESIÓN Luis Carlos Martinez Perez

                      Sensor de presión piezoresistivo 

Funcionamiento

Los sensores piezorresistivos de la presión del silicio de la detección y del control de Honeywell contienen los elementos de detección que consisten en cuatro piezoresistores enterrados frente a un diafragma fino, químico-grabado al agua fuerte del silicio. Un cambio de la presión hace el diafragma doblar, induciendo una tensión en el diafragma y los resistores enterrados. Los valores del resistor cambian en proporción con la tensión aplicada y producen una salida eléctrica.



Características

Estos sensores son pequeños, bajos costo y confiables. Ofrecen la capacidad de repetición excelente, la alta exactitud y la confiabilidad bajo variación de condiciones ambientales. Además, ofrecen características de funcionamiento alto constantes a partir de un sensor al siguiente, y de la capacidad de intercambio sin la recalibración.Mejor usado para: Dispositivos médicos y de la HVAC, equipo del almacenaje de datos y de la cromatografía de gas, controles de proceso, maquinaria industrial, bombas y robótica. 

 

  

Solución al acondicionamiento de la señal.

La planta de control debe funcionar en laso cerrado y debemos poder visualizar una serie de  información tales como presión actual set point y zona muerta.

Ahora se planteara la solución a la problemática, la planta de presión cuenta un transductor de presión piezoresistivo el cual nos entrega una variación entre 50mv cuando hay 0 kpa de presión y de 274mv cuando la presión se encuentra en 250 kpa, luego de conocer la señal que nos entrega el sensor seguimos con el tratamiento de la misma el primer paso es implementar un amplificador operacional configurado como diferencial restador(fig.1.) con este amplificar conseguimos combinar las dos señales que nos entrega el sensor en una sola y poder hacer los ajustes necesarios a la señal, luego de tener una única señal debemos ajustar la señal para que en 0 kpa nos entregué 0mv este lo logramos con un ajuste de offset o red de calibración (fig.2.)Ahora que ya tratamos la señal y la calibramos procedemos a realizar la respectiva amplificación de la señal y esta la podemos obtener utilizando un amplificador operacional y configurarlo como amplificador no inversor(fig.3.) luego de haber hecho esto deberíamos obtener una señal de 0v cuando el medidor marque 0 kpa y 5v cuando el medidor nos muestre 250kpa luego de haber tratado correctamente la señal lo único que nos resta es diseñar la programación para poder controla la planta en lazo cerrado

                                                                           Fig. 1.

           fig.2.   

                                                                                Fig.3.

presion

Transductor DE PRESIÓN

 

                        

Los transductores de presión se utilizan para el control de sistemas de presión, como por ejemplo, una instalación de presión de aire. Por otro lado, los transductores de presion también se pueden usar para controlar presiones en calderas y dirigirlas mediante un sistema de regulación y control. La posibilidad de dar como salida una señal normalizada permite conectar los transductores de presión a cualquier sistema de regulación, lo que ofrece al usuario un sin fin de posibilidades de uso. Los transductores de presion se usan también para el control de sistemas de filtro. En caso que se genere una presión en una de las dos entradas de un transductor de presión diferencial, se indicará un valor. En conexión con un sistema de control se puede generar una alarman indicando que el filtro está saturado, lo que permite trabajar de forma segura y limpia

TRANSDUCTOR DE SEÑAL  (isis)

La magnitud física presión se aparece de tres formas en los sistemas de regulación: presión diferencial, presión relativa y presión absoluta. Para determinar el tipo de presión es necesario conocer el punto de referencia. La presión diferencial indica la diferencia de presión entre dos sistemas de presión. Los dos sistemas se conectan a las dos conexiones del transductor de presión. Así, el punto de referencia será uno de los dos sistemas. La presión relativa se refiere a la presión entre un sistema de presión y la presión ambiental.

En este caso, la presión ambiental es el punto de referencia. La presión absoluta usa como punto de referencia el vacío, es decir ninguna presión. En la medición de presión se usan sensores con diferentes principios de medición. Estos influyen en el rango máximo de medición, la velocidad de reacción, la precisión de una medición y otros parámetros.

Se diseñara un circuito acondicionador de señal usando amplificadores operacionales con una

salida máxima de 5V y mínima de 0V, tenga en cuenta la calibración del dispositivo de acuerdo a la variable asignada

TRANSDUCTOR DE PRESIÓN CON PIC

  

¿NOMBRE SISTEMAS DE CONTROL QUE ENCUENTRA EN UNA CASA?

Los controles de acceso. Esto incluye la capacidad para obtener acceso a su casa, incluyendo puertas de la calzada, los teclados de seguridad, cerraduras electrónicas, etc

Audio / Video Sistemas de Control: Se pueden controlar los cines domésticos, sistemas de video y audio.

Comunicaciones: Los sistemas de intercomunicadores telefónicos y que permite las comunicaciones internas y externas.

Dispositivos de control y sensores: Los nódulos, los dispositivos y sensores que activan un sistema, aparato o la luz.
Domótica Protocolos: Estos son conocidos como estándares de automatización del hogar, y sirven como la infraestructura de comunicación para cualquier sistema de domótica, que permite diferentes subsistemas y productos en el hogar para comunicarse entre sí. Protocolos pueden incluir: X-10, CE Bus (Bus de Electrónica de Consumo), Lon Works.
Home Theater / Satélites: Se trata de lo último en sistemas de entretenimiento en el hogar. Estos productos se hacen de la TV de pantalla muy grande, sistemas de sonido de primera calidad y tecnología de antena parabólica facilitar el acceso a canales de TV más de cable o de radiodifusión ofrecen por lo general.
HVAC & Gestión de la Energía: Calefacción, ventilación y sistemas de aire acondicionado puede ser muy bien posicionada para la automatización, siempre que el dueño de casa con el máximo confort con el máximo control sobre el momento y la demanda de energía de control de temperatura y ventilación.
Dispositivos de iluminación y sensores: Estos sistemas le permiten pre-establecidos (o detectar el movimiento o la luz) y activar la iluminación interna y externa de su hogar a su vez activado, desactivado, débil, o aclarar, en cualquier momento que desee.
Dispositivos motorizados: Estos dispositivos se utilizan para abrir o cerrar puertas de garaje o persianas justo.
Sistemas de seguridad: Estos sistemas de hacer su casa más seguro no sólo contra los ladrones, pero para los niños o ancianos vigilar a las personas.
Utilidad basada en Servicios: Los servicios que son proporcionados por empresas de servicios públicos para vigilar y controlar la gestión de las necesidades de energía en su hogar.
Toda la casa Sistemas de control: Si desea ser capaz de controlar y automatizar más de uno o dos sistemas en su casa, vaya para un sistema de control interno conjunto.
Windows y cubre Controles: Estos tirar las persianas, o abrirlos, sin su levantando una mano.
Wire & Cable Sistemas de Cableado: Sistemas de cableado estructurado son las autopistas de la información de su hogar, usted necesita el tipo de cableado correspondiente a sacar el máximo partido de las comunicaciones, Internet y audio / vídeo.

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