INTRODUCCION

En este proyecto se realizó un sistema de control llamado seguidor de luz tipo girasol, el cual

tiene como función principal la detección de un punto de luz dentro de un ángulo de detección de

sus sensores y así dirigirse hacia él, para su realización se utilizó un diagrama de bloque del

sistema, el cual es una representación matemática del sistema físico, acorde a esto el circuito, en

donde se conectaron de manera coherente cada uno de los materiales para garantizar un óptimo

funcionamiento del artefacto.

OBJETIVOS

Objetivo general

Diseñar y construir un sistema de control retroalimentado para la orientación en un solo

plano de un modelo mecánico respecto a una señal intensidad lumínica determinada.

Objetivos específicos

Conocer los principios y aplicaciones básicas de un sistema de control retroalimentado

Emplear sensores para conseguir información del entorno que reaccione en un

dispositivo según los datos obtenidos por los mismos.

MARCO TEORICO

SISTEMA DE CONTROL

Un sistema es un conjunto de dispositivos que controlan un proceso o una señal, los tipos de

sistemas de control que existen son:

Lazo abierto: Es un sistema en el que no hay retroalimentación, es decir la señal de salida no

interviene en la de entrada. Solo actúa el proceso sobre la señal de entrada. Ejemplo: sistema de

lavado de una lavadora

Ropa sucia ropa limpia

Lazo cerrado: en este tipo de sistema existe la retroalimentación, es decir que la acción de

control está en función de la señal de salida. Ejemplo: sistema de control seguidor de luz.

Intensidad lumínica Posición

SENSORES

Un sensor es un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y

transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y

manipular.

REMOJO CENTRIFUGA ENJUAGA CENTRIFUGA

Motor

Fotorresistencia

Los captadores fotoeléctricos:

La construcción de este tipo de sensores, se encuentra basada en el empleo de una fuente de

señal luminosa (lámparas, diodos LED, diodos láser etc...) y una célula receptora de dicha señal,

como pueden ser fotodiodos, fototransistores o LDR etc.

SEGUIDOR DE LUZ

Es un artefacto que como su nombre lo indica sigue la luz, este es un sistema de control de tipo

lazo cerrado en el cual la retroalimentación se hará por medio de sensores fotoeléctricos como son

las fotorresistencias, además es un artefacto conjunto ya que mezcla electrónica y mecánica puesto

que un sistema mecánico le permitirá el movimiento para dirigirse hacia la luz.

CIRCUITOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES.

 Amplificador inversor

La entrada no inversora está a tierra, y por la

característica 5), A también lo estará. Por tanto, la

tensión en R2 vale vout, y la tensión en R1 vale vin, y

por tanto la ganancia vale:

Av = -vout / vin = -R2 / R1

El signo menos por ser la señal invertida en fase.

La impedancia de entrada Zin vale R1, puesto que como dijimos, A está puesto a tierra a

efectos prácticos. La impedancia de salida Zout vale una fracción de ohm

3. Buffer o seguidor

Se trata de un amplificador no inversor cuya resistencia

R1 vale infinito y R2 vale cero y ganancia unidad. 

Tiene una impedancia de entrada Zin muy elevada, y una

impedancia de salida Zout muy pequeña. Por este motivo

se utiliza principalmente para aislar dos circuitos, de manera que el segundo no resulte una carga

para el primero, pues la impedancia vista será la altísima Zin del operacional. En este caso se dice

que U1 sirve para “adaptar impedancias”. 

Existen operacionales especiales para utilizarlos como buffers, como el LM310 o el OPA633.

4. Restador.

El circuito de la figura resta las señales de entrada y

el resultado se amplifica con la ganancia

Av = R2/R1

Es decir:

Vout = R2/R1 (V2-V1)

 

EXPLICACION GENERAL

Seguidor de luz tipo Girasol, es un dispositivo que sigue una trayectoria delimitada por una

comparación entre la intensidad lumínica de los sensores, de modo que hay una comparación de la

intensidad lumínica que le llega a las fotorresistencias y el dispositivo girara hacia el lado del

sensor con mayor intensidad, si los dos sensores tienen la misma intensidad lumínica el dispositivo

quedara inmóvil.

El mecanismo que le permitirá el movimiento constara de plataforma de seguimiento, motor,

eje, sensores y una serie de elementos electrónicos y mecánicos, que se conmutaran entre sí de

acuerdo a la señal recibida por los sensores que serán las fotorresistencias ejecutaran la acción

deseada.

DIAGRAMA DE BLOQUES

Este es un sistema de control retroalimentado que consta de 2 sensores (fotorresistencias) y de

un actuador (Motor) en el cual se comparara los voltajes de las resistencias que serán la entrada al

sistema, las cuales serán afectadas por la intensidad lumínica dándole de esta manera un sentido de

giro al motor, el cual es la salida del sistema y es horario o anti horario de acuerdo a la señal

emitida del comparador una vez alguna de las fotorresistencias han interactuado con una

intensidad lumínica relevante.

ESQUEMA DE DISTRIBUCION ELECTRICA.

Para el circuito del seguidor de luz tipo girasol se utilizaron diversos tipos de configuración de

amplificadores operacionales, en un principio se utilizó también transistores PNP y NPN con una

configuración de interruptor para el control de giro del motor, luego de varios inconvenientes con

los transistores se opta por utilizar relés y otro circuito de comparación con un aplificador

operacional para mejor funcionamiento del sistema.

El circuito basado en un diagrama de bloques retroalimentado se basa en un sistema de control

lazo cerrado. Consta de dos fotorresistencias tomadas como sensores respecto a la intensidad

lumínica que recibe cada una, ya que la foto resistencia cambia su valor resistivo dependiendo de

la intensidad lumínica recibida, estos impiden y regulan la corriente recibida en el primer

amplificador operacional de comparación para que estos voltajes recibidos a comparar no sean

afectados por los demás dispositivos electrónicos del sistema, se utiliza en cada señal un

amplificador operacional con configuración de seguidor protector, que protege el valor de la señal

para ser comparada de una manera más eficiente. Luego de cada amplificador protector cada señal

se compara con el amplificador operacional de tipo restador de ganancia 1, el cual unificara las

señales de los sensores para dar una respuesta la cual será utilizada para controlar el movimiento

del motor. La señal de salida del comparador puede ser negativa o positiva eventualmente. La

señal positiva para el control de giro del motor del sistema se toma con un transistor PNP con

configuración interruptor que se activa solo cuando la señal es positiva. La señal negativa es

tomada con un amplificador operacional tipo inversor de ganacia1 los cual permite que el voltaje

negativo se invierta a positivo y sea útil para activar el conjunto de relés dispuestos como puente-

H para el control del sentido de giro del motor. El puente-H de relés funciona con la señal positiva

enviada por el transistor PNP haciendo girar el motor hacia la derecha mientras que cuando el

voltaje es negativo y es rectificado con el amplificador operacional, el conjunto de relés se activa

para invertir el sentido de giro del motor haciéndolo girar hacia la izquierda. los amplificadores

operacionales son alimentados con voltajes de +15V -15v dc.

ESQUEMA MECANICO

PROCEDIMIENTO.

1. Elegir el proyecto a realizar

X Seguidor de luz

Control temperatura

Péndulo invertido

2. Hacer una investigación profunda de antecedentes, y teoría necesaria para la realización del

proyecto

3. Construcción del diagrama de bloques

ANTES DESPUES

4. Bosquejo del circuito a realizar y realización

del circuito.

ANTES

DESPUES

5. Construcción mecánica del proyecto

6. Ensamblaje Mecánica- Electrónico

MATERIALES A UTILIZAR

Amplificador operacional 741 ó LM 324: un amplificador operacional es un dispositivo

electrónico que consta de dos entradas una salida, que de acuerdo como se conecten sus terminales

a un tipo de circuito cumple una función determinada ya sea inversor, no inversor, sumador,

restador, seguidor etc.

Fotorresistencias: Una fotorresistencia es un sensor de la familia de los fotoeléctricos que

reacciona a un fenómeno físico, la intensidad lumínica incidente con una disminución de

resistencia con el aumento de luminosidad.

Transistor BJT 3904 o 3906: El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor

utilizado para producir una señal de salida en respuesta a otra señal de entrada. 1 Cumple funciones

de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. 

Relés: El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor

controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se

acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos

independientes

Motor: Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema,

transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía

mecánica capaz de realizar un trabajo.

Engranajes: Se denomina engranaje al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un

componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas,

de las cuales la mayor se denomina corona y la menor piñón.

OTROS MATERIALES

Acrílico, tornillo sin fin, cartón paja, madera.

CONCLUSIONES

Diseñamos y construimos un sistema de control retroalimentado.

Aprendimos sobre los principios y aplicaciones básicas de un sistema de control

retroalimentado

Empleamos sensores para conseguir información del entorno que reaccione en un

dispositivo según los datos obtenidos por los mismos.

Elaboramos un proyecto haciendo uso de los conocimientos adquiridos en clase.

BIBLIOGRAFIA

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