7/23/2019 Articulo Equip1

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Automatizacion de una bomba de agua

Jimenez Narvaez Juan de Dios ,Pazos Nieves Jorge, Melendez Trujillo Jose Roman,

Radilla Ramirez Manuel Salvador

Facultad de Ciencias de la ElectronicaBenemerita Universidad Autonoma de Puebla

Arquitectura de Computadoras/Microcontroladores y DSPs

1. Resumen

Implementaremos un sistema de control para el llenado deun tanque utilizando Arduino, para lo cual haremos un disenoe implementacion de un sensor para cada nivel de agua deltanque teniendo como idea principal el desarrollar un tipo desensor para deteccion del agua: transistores usando la resis-tencia del agua y opams como comparador de voltaje, a partirde esta etapa pasaremos a la elaboracion de un codigo logico

para la programacion del Arduino, tambien con el protocolode bluetooth.

2. Abstract

We implement a control system for filling a tank using Ar-duino, for which we will design and implement a sensor foreach water level in the tank with the main idea to developa type of sensor for water detection: using transistors waterresistance and voltage comparator opams, from this stage willpass to the development of a logic code for programming the

microcontroller.

3. Introduccion

Todos los instrumentos deben ser especificados a un pun-to tal que aseguren la operacion del proceso y que permitala estimacion de sus costos. Estas especificaciones se puedensistematizar, aplicandolas tanto a sistemas sensores como asistemas actuadores, sin que todas y cada una de las defini-ciones que siguen a continuacion sean aplicables a todo sensoro actuador.

Precision (o exactitud)

ErrorError de No-LinealidadRepetitividadReproducibilidad.SensibilidadResolucionRangoRango de Trabajo u OperacionBanda MuertaCorrimiento del CeroTiempo de RespuestaHisteresis

Funcion de Transferencia.Cuando se disenan sistemas de adquisicion de datos concomputadora, hay aspectos a cerca de los sensores que es ne-cesario tener en cuenta:

- La naturaleza de la senal que el sensor ? transductor gene-ra: voltaje, rango de amplitud, respuesta en frecuencia, pre-cision necesaria, determinan el tipo de acondicionamiento de

senal, convertidor A/D y cualquier otro hardware a utilizar.

- La influencia de las senales de ruido as como los efectosde carga del hardware de adquisicion de datos sobre el sensor.

- La calibracion del sensor con respecto a la variable fsica.Si la respuesta del sensor a los cambios de la variable fsi-ca es lineal o no. Una calibracion mal hecha va a producirmediciones erroneas.

- La interdependencia entre los distintos componentes delsistema de adquisicion de datos, por ejemplo un sensor muybueno, con un pobre convertidor A/D no sirve de casi nada.

- La precision del sensor, esto es la capacidad de medir elmismo valor repetidas veces en identicas condiciones.

- El tiempo de respuesta del sensor, es decir, el tiemporequerido para responder a un cambio brusco de la variableque esta siendo censada.

- El coeficiente de temperatura del sensor, el cual vienedado por el cambio que se produce en la respuesta del sensordebido al cambio en la temperatura a la cual se encuentra,por ejemplo el aumento en las corrientes de fuga y el voltajeoffset de un amplificador, el aumento de la corriente en laoscuridad de un foto-diodo.

- La histeresis de un sensor, la cual se define como la depen-dencia de la salida del sensor de la respuesta anterior. Estaes muy comun en sistemas magneticos y mecanicos. Existenvarias formas de clasificar los sensores, por ejemplo se puedenclasificar por el principio fsico de funcionamiento (inducti-vo, capacitivo, termoelectrico o resistivo etc.), por la varia-ble fsica medida (temperatura, presion, posicion etc. por lacapacidad de generar energa (activos) o de necesitar de uncircuito de excitacion (pasivos). En este trabajo se estudianlos sensores de acuerdo al tipo de variable fsica medida. Latermocupla es uno de los sensores mas populares para medirtemperatura. A diferencia de los otros sensores de temperatu-

ra, ella no requiere de fuente de alimentacion ya que es autogeneradora de potencia; son economicas y faciles de construirdebido a que son basicamente la union de dos alambres. Exis-te una variedad de ellas en el mercado en un amplio rango detemperaturas. Se identifican por letras siendo las mas popu-lares J, K y T.

Las termocuplas presentan algunos inconvenientes. Debidoal bajo voltaje que generan y a su baja sensibilidad requie-ren de una instrumentacion muy exacta, y de otro sensor pa-ra realizar la compensacion de la union fra. Por otro ladolas termocuplas son menos estables que los otros sensores detemperatura.

En la gama universal de controles de nivel y energa termi-ca en tanques se puede encontrar varias empresas que usaneste tipo de control. En general la mayora de companas queusan algun fluido en sus procesos, como las proveedoras deagua potable, tratamientos de aguas residuales, plantas tex-tiles, plantas petroleras, plantas de gas, industrias de metales,industrias de licores, industrias de pinturas y estaciones de ga-

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solina entre otras. En la Tabla 1 se puede observar empresasque usan tanques para almacenar fluidos y utilizan un controlsimilar al implementado.

Figura 1: tabla 1

Figura 2: tabla 1(continuacion)

Tambien destacar el sistema de comunicacion de bluetoothcon el cual nos estaremos enviando y recibiendo con la apli-cacion de Android, con la comparacion de ambos datos. Seesta trabajando con la idea de automatizar todo sistemas, laidea de tener todas las cosas a un click o reduciendo el menoresfuerzo planteandose a una persona con alguna enfermedadmotriz, pues con el comienzo de las tarjetas de adquisicionde datos con el manejo de codigo abierto de hardware y soft-ware. En nuestro caso viendo por el camino de manejo de unregistro de manera tipo bitacora donde nos permita predecirincidentes o resolvernos de una manera rapida en caso de queya se hayan presentado, con lo cual se ha desarrollado a sis-temas de la industria en grandes industrias que manejan almayoreo.

4. Resultados

Disenamos con Arduino el programa para que nos avisenlos sensores cuando este vaco el tanque, la cisterna no tengaagua para llenar el tanque, marcar cada 25 por ciento de lacapacidad del tanque, cuando no funcione el motor. Por loque se verifico con el monitor serial del programa Arduino.Con lo que tambien se realizaron pruebas con la creacion dela aplicacion en appinvector para informar de como estaba el

ciclo de nuestro sistema en la comunicacion bluetooth con elArduino.

Figura 3: Desarrollo en el Arduino uno