lunes, 29 de noviembre de 2010

Modelamiento motores Dc

Modelamiento Motor Dc

(Noviembre 2010)

Cesar Antonio Romero Delgado _ Gustavo Corredor Alipio _ Ricardo Torres Valero _ Néstor Barón Gómez



Abstract_In this lab is to show that you have a motor behavior to be influenced by a signal first shows a mathematical analysis that ultimately leads us to analyze the signal voltage values as taking time and others that allow us to understand the behavior in matlab, then this we use the K component that allows us to stabilize the system.





Index Terms—compensador, Ganancia,



I. INTRODUCCION



En esta práctica se pretende mostrar el comportamiento que sufre un motor al ser influenciado por una señal se muestra primero una análisis matemático que finalmente nos lleva a analizar la señal que tomando valores como voltaje tiempo y demás que nos permiten conocer el comportamiento en matlab, luego de esto utilizamos la componente K que nos permite estabilizar el sistema.



II. Objetivo.



Comprender el comportamiento del motor al ser sometido a la señal y corregir las posibles fluctuaciones sobre este. Además desarrollar un soporte matemático y grafico que nos permita conocer el comportamiento del sistema.



Objetivo Específico.





1. Desarrollar e implementar un sistema que no posea fluctuaciones algunas.

2. Analizar y concluir sobre el comportamiento del sistema.

3. Implementar el modelamiento óptimo para correcciones futuras sobre los motores.

4. Desarrollar futuros análisis para diferentes sistemas presentes en el proyecto.

5. Implementar los análisis obtenidos para tener mayor eficiencia sobre el proyecto.









MARCO TEORICO.



Compensador.



Aparato destinado a corregir el corrimiento de fase entre el potencial y la corriente, para mejorar el factor de potencia. Instrumento que anula o neutraliza un error u otro efecto indeseado.



Procedimiento.


Ya que los motores de corrientec continua se usan de forma extensa en los sistemas de control para propositos deanalisis, es necesario establecer modelos matematicos para los motores de CD para aplicaciones de control.


El control del motor se aplica a las terminales de la armadura en la forma del voltaje aplicado ea(t). Para un sistema lineal, se supone que el par desarrollado por el motor es proporcional al flujo en el entre el hierro y a la corriente de armadura por tanto:




Pero ya que fi es constante la ecuación queda.



En donde K1 es la constante de par en N-m/A. al comenzar con el voltaje de entrada control ea(t) las ecuaciones son:





Donde TL(t)representa el par de carga debido a la friccion tal como la friccion de coulomb.



La funcion de transferencia entre el desplazamiento del motor y el voltaje de entrada se obtiene del diagrama de estado como:



Diseño del motor con la señal que incide sobre este.

EL elemento que vamos a analizar es un motor DC Que se muestra a continuación. Este motor se encuentra sujeto a la ventana.

 A continuacion tenemos el motor a analizar.
 
Este motor es el que nos proporciona el movimiento de abertura y cierre de la ventana, este motor tiene conectado el rotor a la cortina.



El pulso que se envía para la activación y de apagado se muestra a continuación.
El tiempo de activación es de 1.5 ms ya que cada recuadro del osciloscopio corresponde a 500 nano segundos.




Ta=1.5ms

A continuación realizamos la medición sobre el osciloscopio de la diferencia de voltaje.


El tiempo de subida de la señal es de 23.60 ns




Luego de esto hallamos la respuesta del circuito buscando los diagramas de bode, polos y ceros y demás.

Ta=input('se pide el tiempo de activación ');

Magn1=input(' se pide la magnitud sobre el pulso(%) ');

x=((pi)/(Ta))

w=((log(Magn1))/((sqrt(((log(Magn1)^2))+((pi)^2)))))

y=((x)/((sqrt(1-((z)^2)))))

num=((Wn)^2);

den=[1 ((2)*(w)*(y)) ((y)^2)];

sys=tf(num,den)

sys=tf(num,den);

ltiview(sys)

ltiview({'step';'bode';'nyquist';'pzmap'},sys)

Datos dados a matlab

se pide el tiempo de activación 1.5*10^-3

se pide la magnitud sobre la señal. 31.48





x=2.0944e+003



w = 0.7393



y = 3.1104e+003

Como podemos ver en el código que es puesto sobre matlab primero pedimos dos valores el tiempo y la magnitud luego operamos hasta tener la función de trasferencia y los diferentes diagramas.

Transfer función:

9.675e006

------------------------

s^2 + 4599 s + 9.675e006


Los diagramas obtenidos son.
La respuesta que tiene el motor dc es la siguiente

La respuesta que tiene el motor dc es la siguiente.
Lo cual es concerniente  con  la señal obtenida en el osciloscopio.

Lo cual es concerniente  con  la señal obtenida en el osciloscopio.

Luego utilizamos el código enviado y hallamos el valor de K


clf % Borrar gráfica de la pantalla.

A=[-5 1 0;0 -2 1;0 0 -1]; % Definir la matriz del sistema A.

B=[0;0;1]; % Definir la matriz de entrada B.

C=[-1 1 0]; % Definir la matriz de salida C.

D=0; % Definir la matriz D.

pos=input('Type %MP deseado (valores de 0 a 50) =');% Ingresar el sobrepaso en porcentaje% deseado.

Ts=input('Type Tiempo de Asentamiento deseado (en miliseg) =') ;% Ingresar tiempo de asentamiento deseado.

z=(log(pos/100))/(sqrt(pi^2+log(pos/100)^2));% Calcular el factor de amortiguamiento relativo requerido.

wn=4/(z*Ts); % Calcular la frecuencia natural

% no amortiguada requerida.

[num,den]=ord2(wn,z); % Producir un sistema de segundo orden que satisfaga 10s requerimientos de la respuesta transitoria.

r=roots(den); % Usar el denominador para especificar 10s polos dominantes.

poles=[r(1) r(2) -4]; % Especificar la ubicaci6n de todos10s polos.

K=acker(A,B,poles) % Calcular las ganancias del controlador.

Anew=A-B*K ; % Formar la matriz A compensada.

Bnew=B ; % Formar la matriz B compensada.

Cnew=C ; % Formar la matriz C compensada.

Dnew=D ; % Formar la matriz D compensada.

Tss=ss(Anew,Bnew,Cnew,Dnew); % Formar el objeto en el espacio de estados LTI.

'T(s)'% Desplegar etiqueta.

T=tf(Tss); % Crear T(s).

T=minreal(T) % Cancelar 10s términos comunes y desplegar T ( s ) .

poles=pole(T) % Desplegar 1os polos de T(s ) .

step(Tss) % Producir la respuesta escalon compensada .

title('Respuesta Escal6n Compensada.')% Adicionar título a la respuesta escalón compensada.



Valores pedidos por matlab

Type %MP deseado (valores de 0 a 50) =31.48

Type Tiempo de Asentamiento deseado (en miliseg) =1.35*10^-3



K =

1.0e+007 *

-7.3609 7.3621 0.0006

ans =

T(s)

Transfer function:

1

------------------------

s^2 + 5926 s + 7.364e007



poles =

1.0e+003 *



-2.9630 + 8.0535i

-2.9630 - 8.0535i



Obtenemos el siguiente comportamiento

Lo primero que podemos observar es que gracias al parámetro K se presenta una estabilización sobre el sistema lo cual no es posible en el análisis que se desarrolla sin este parámetro.


A continuación hacemos una analogía con las funciones encontradas la primera sin el parametro k que corresponde .



Transfer función:

9.675e006

------------------------

s^2 + 4599 s + 9.675e006





esta función presento fluctuaciones mas rápidas lo que dio como respuesta menor estabilidad en el sistema





Como aplicaciones sobre el proyecto es bueno implementarlo ya que al enviar la señal el motor exigía demasiada corriente y asi entrar en corto el sistema ya que el sistema del motor era muy fluctuante, importante mencionar que se pretende implementar mejora para no tener este tipo de errores.







Conclusiones.



1. Una de las principales conclusiones que se puede sacar es la notoria y eficaz herramienta del software de matlab que nos facilita el desarrollo de la complejidad del desarrollo matemático del control de sistemas dinámicos para determinadas variables para nuestro caso el control de los motores. Gracias a este software avanzado de Matlab podemos estar seguros de los cálculos matemáticos y sobretodo de la respuesta que este nos presenta pero además podemos tener un ahorro de tiempo y además de esto un esfuerzo mental donde podemos estar expuestos a errores.



2. Con nuestro trabajo de control de motores Se ha implementado una técnica de control simple basada en el sistema orientado del flujo del voltaje de rotor la cual utiliza un lazo interno para reducir el modelo y control indirecto de campo orientado.



3. Desarrollamos un modelo matemático del motor el cual ha sido validado con diferentes mediciones obtenidas experimentalmente en las instalaciones de la universidad santo tomas y de los ensayos donde comparamos los resultados procedentes de la simulación y de los resultados de que se tomaron en los laboratorios donde podemos notar que son semejantes.









4. La bibliografía que consultamos para la elaboración o realización del modelo matemático para el motor esto nos ofrece algoritmos incompletos donde no se observa los procedimientos de ajuste de los parámetros del motor ya que el estudio de la bibliografía que se hizo y observamos que estos modelos se utilizan para aplicaciones directas en el control y no para reemplazar el motor en la simulación de estrategia de control, por lo que tuvimos la necesidad de revisar los trabajos hallados e implementarlos a nuestro sistema.











Referencias.





1. http://books.google.com.co/books?id=GyWr6cT8SEsC&pg=PA177&lpg=PA177&dq=control+de+motores+con+ecuacion+de+estado&source=bl&ots=M1ZWT0cYwj&sig=yHwtpkRCWYObOj8DEgq7GWbQuUA&hl=es&ei=7_TyTODFIYHmsQPNpc3KCw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=7&ved=0CCgQ6AEwBg#v=onepage&q&f=false control de motores con ecuacion de estado

2. http://www.google.com.co/#hl=es&q=control+de+motores+con+ecuacion+de+estado&fp=b87444021eaa199a




jueves, 25 de noviembre de 2010

Proyecto final

CONTROL DE VARIABLES EN UN INVERNADERO


Néstor Barón Gómez Cód.: 3071383

Gustavo Corredor Alipio cód. 307 2117

Cesar Antonio Romero Delgado cód.: 3072014

Ricardo Alonso Torres Valero cód. 3081751













Abstract: In this Project, we pretend créate a control system and measurement all variables of a invernadero ‘greenhouse’,

Introducción.

En este proyecto se pretende implementar un

Sistema de control y monitoreo sobre un invernadero, entre estos procesos de control

Tenemos control de humedad temperatura y riego y es visualizado a través de labview.



MARCO TEORICO.







OBJETIVO GENERAL.



Diseñar e implementar un invernadero que sea controlado por medio de labview.



ESPECIFICOS.



1. Diseñar e implementar los diferentes sensores para medir las variables establecidas.

2. Diseñar e implementar la visualización y control con labview.

3. Poder enviar y recibir datos a través del puerto serie.

4. Desarrollar control sobre los diferentes procesos presentes en el invernadero



INVERNADERO.

Un invernadero (o invernáculo) es una construcción de vidrio o plástico en la que se cultivan plantas, a mayor temperatura que en el exterior. En la jardinería antigua española, el invernadero se llamaba estufa fría.Aprovecha el efecto producido por la radiación solar,producida por el sol que, al atravesar un vidrio u otro material traslúcido, calienta los objetos que hay adentro; estos, a su vez, emiten radiación infrarroja, con una longitud de onda mayor que la solar, por lo cual no pueden atravesar los vidrios a su regreso quedando atrapados y produciendo el calentamiento. Las emisiones del sol hacia la tierra son en onda corta mientras que de la tierra al exterior son en onda larga. La radiación visible puede traspasar el vidrio mientras que una parte de la infrarroja no lo puede hacer.

El cristal o plástico usado para un invernadero trabaja como medio selectivo de la transmisión para diversas frecuencias espectrales, y su efecto es atrapar energía dentro del invernadero, que calienta el ambiente interior. También sirve para evitar la pérdida de calor por convección. Esto puede ser demostrada abriendo una ventana pequeña cerca de la azotea de un invernadero: la temperatura cae considerablemente. Este principio es la basedel sistema de enfriamiento automático autoventilación.

En ausencia de un recubrimiento, el calor absorbido se eliminaría por corrientes convectivas y por la emisión de radiación infrarroja (longitud de onda superior a la visible). La presencia de los cristales o plásticos impide el transporte del calor acumulado hacia el exterior por convección y obstruye la salida de una parte de la radiación infrarroja. El efecto neto es la acumulación de calor y el aumento de la temperatura del recinto. Ver invernadero solar (técnico) para una discusión más detallada sobre trabajos técnica de invernadero solar.

Desde la antigüedad se ha aprovechado este efecto en la construcción, no solo en jardinería. Las ventanas de las casas en países fríos son más grandes que las de los cálidos, y están situadas en los haces exteriores, para que el espesor del muro no produzca sombra. Los miradores acristalados son otro medio de ayudar al calentamiento de los locales.

QUE ES UNA IP.


Esquema de red LAN.


IP significa “Internet Protocol” es un número que identifica un dispositivo en una red (un ordenador, una impresora, un router, etc…). Estos dispositivos al formar parte de una red serán identificados mediante un número IP único en esa red. La dirección IP está formada por 4 números de hasta 3 cifras separados por “.” (punto). Los valores que pueden tomar estos números varian entre 0 y 255, por ejemplo, una dirección IP puede ser 192.168.66.254 (cuatro números entre 0 y 255 separados por puntos).

IP Pública: Se denomina IP pública a aquella dirección IP que es visible desde Internet. Suele ser la que tiene tu router o modem. Es la que da “la cara” a Internet. Esta IP suele ser proporcionada por tu ISP (empresa que te da acceso a internet).

IP Privada: La dirección IP privada es aquella que pertenece a una red privada. Suele ser la IP de la tarjeta de red de tu ordenador, de una impresora de red, del router de tu red, etc… Hay unos rangos de IP reservados para este tipo de red:

1. De 10.0.0.0 a 10.255.255.255

2. De 172.16.0.0 a 172.31.255.255

3. De 192.168.0.0 a 192.168.255.255

Al configurar tu red interna puedes elegir de entre estos 3 rangos la IP que desees, siempre y cuando no asignes la misma IP a 2 equipos de la red (conflicto de IP) , todos los equipos de la red deben tener en común las 3 primeros números (ej.: 192.168.0.XXX) el cuarto numero es la identificación del dispositivo por ejemplo 192.168.20.10 es la de el computador personal y 192.168.20.11 es la de la impresora.


TCP/IP EN LABVIEW.


Establecer una comunicación de red utilizando los protocolos TCP/IP usando el labview se logra gracias a los vis para comunicación en red que nos ofrece este ambiente de desarrollo de programación gráfica orientado a la instrumentación.

Una comunicación de red que use TCP/IP el cual es un protocolo orientado a conexión y con control de errores que garantiza la integridad de la información es ideal para aplicaciones de automatización y control, esto unido al entorno de desarrollo ofrecido por LabView que nos da una poderosa herramienta para el diseño de sistema de control y monitoreo remoto.

Para comenzar, en primera estancia para realizar una comunicación TCP/IP deben existir al menos dos estaciones que van a realizar la comunicación, una estación pasiva o servidor la cual espera por una conexión entrante y una estación activa o cliente la cual inicia la comunicación realizando una llamada al número IP y puerto de la estación pasiva, veamos a continuación como se logra esta comunicación con LabView.




Estación pasiva o servidor.



El bloque encargado de esperar por una conexión TCP/IP se puede encontrar en All functions -> Comunicación -> TCP y su nombre es “TCPlisten.vi” y cuyo icono se presenta a Continuación.

Figura 1. TCP Listen.

Los principales conectores de este bloque son: La entrada port por medio de la cual se establece el puerto a través del cual se realizara la comunicación con la otra estación o dispositivo, no se debe olvidar que ambas estaciones deben tener configurado el mismo numero de puerto, la salida conecction ID nos suministra un identificador para hacer accesos a esta conexión una vez establecida, esta salida debe estar cableada a todos los bloques TCP involucrados en la comunicación con el fin de garantizar claridad respecto a cual canal de comunicación usar, continuamos con la salida remote address la cual reporta la dirección IP de la estación activa que inicio la conexión una vez está a sido establecida, la salida error out informa de errores surgidos en el proceso de conexión TCP, finalmente tenemos la entrada timeout ms por medio de la cual se establece el lapso de tiempo durante el cual se esperará por una conexión TCP entrante, si transcurrido el tiempo programado no se ha realizado una llamada de otra estación este conector generará un error.



Estación activa o cliente.



Como se dijo anteriormente la diferencia entre la estación activa y la pasiva es que la pasiva espera por una conexión entrante mientras la activa inicia una comunicación llamando a una estación pasiva usando el numero IP y puerto de la estación con la cual se quiere realizar la comunicación, el bloque principal que hace a una estación activa es TCP Open Conection el cual se puede encontrar en All functions -> Comunicación -> TCP y cuyo icono se muestra a continuación.


Figura 1. TCP Listen.




Los principales conectores de este bloque son: La entrada port por medio de la cual se establece el puerto a través del cual se realizara la comunicación con la otra estación o dispositivo, no se debe olvidar que ambas estaciones deben tener configurado el mismo numero de puerto, la salida conecction ID nos suministra un identificador para hacer accesos a esta conexión una vez establecida, esta salida debe estar cableada a todos los bloques TCP involucrados en la comunicación con el fin de garantizar claridad respecto a cual canal de comunicación usar, continuamos con la salida remote address la cual reporta la dirección IP de la estación activa que inicio la conexión una vez está a sido establecida, la salida error out informa de errores surgidos en el proceso de conexión TCP, finalmente tenemos la entrada timeout ms por medio de la cual se establece el lapso de tiempo durante el cual se esperará por una conexión TCP entrante, si transcurrido el tiempo programado no se ha realizado una llamada de otra estación este conector generará un error.



Estación activa o cliente.



Como se dijo anteriormente la diferencia entre la estación activa y la pasiva es que la pasiva espera por una conexión entrante mientras la activa inicia una comunicación llamando a una estación pasiva usando el numero IP y puerto de la estación con la cual se quiere realizar la comunicación, el bloque principal que hace a una estación activa es TCP Open Conection el cual se puede encontrar en All functions -> Comunicación -> TCP y cuyo icono se muestra a continuación.


Figura 2.TCP Open Connection.




Por medio de la entrada address se configura la dirección IP de la estación o dispositivo al cual se esta llamando y la entrada remote port establece el puerto por el cual se realizara la conexión, la entrada time out mide el tiempo limite para que una estación pasiva conteste, finalmente tenemos las salidas error out y connection ID que tienen las mismas funciones que para el bloque TCP Listen.vi.




Bloques para leer y escribir.
Una vez establecida la conexión los datos pueden fluir de la estación pasiva a la activa o al revés este flujo de información se controla con los bloques TCP Read y TCP Write para recibir y enviar datos, específicamente por medio del bloque TCP Write se envían datos de una estación a otra.


Los conectores principales de TCP Write son: Connection ID el cual debe ir cableado a la salida con el mismo nombre del bloque TCP Listen o TCP Open Connection con el cual se inicio la comunicación para que se indique cual conexión se deben utilizar para enviar los datos, por la entrada data in se ingresa la cadena de caracteres que se desee enviar, timeout ms vigila que no se exceda el tiempo máximo que puede transcurrir mientras la otra estación recibe los datos, en caso de que este tiempo se exceda la salida error out generará un mensaje de error, la salida bytes written indica cuantos bytes se han enviado satisfactoriamente.

Figura 4. TCP Read.




TCP Read tiene como función recibir datos enviados desde otra estación, sus principales conectores son: Connection ID el cual al igual que en TCP Write debe ir cableado a la salida del mismo nombre del bloque TCP Listen o TCP Open Connection con el cual se inicio la comunicación para que se indique cual conexión se debe usar para recibir los datos, en la entrada bytes to read se programa el numero de bytes que se esta esperando en esta recepción, timeout ms al igual que en los vi anteriormente explicados tiene como función permitir establecer el tiempo máximo que se esperará para que se realice la operación de recepción de datos, error out reporta los errores ocurridos durante esta operación, la salida data out retorna los bytes recibidos dependiendo del valor de la entrada mode la cual establece uno de cuatro modos de operación.



Modos de operación de TCP Read.



Utilizando la entrada mode se especifica el modo de recepción de datos, el cual puede tomar uno de cuatro valores, Standard, Buffered, CRLF o Immediate:

En el modo Standard el cual es el modo por defecto, este bloque espera a que todos los bytes programados en la entrada bytes to read arriben o a que expire el tiempo establecido con timeout ms antes de retornar cualquier valor, en caso de que expire el tiempo establecido se retornarán los bytes que se alcanzaron a recibir por la salida data out y se reportara un error. Cuando se usa el modo Buffered este vi funciona casi igual que en el modo Standard con la única diferencia de que en caso de que expire el tiempo programado y solo se han recibido una parte de los bytes programados no se retorna ningún byte y se reporta un error.

En el modo CRLF este vi espera por la cantidad de bytes programados seguidos por un carácter de return CR seguido de una alimentación de línea LF o a que expire el tiempo establecido para la recepción antes de retornar cualquier valor, en caso de que se reciban dados sin el carácter return seguido de la alimentación de línea no se retorna ningún dato y se reporta un error.

Finalmente en modo Immediate este vi retorna todos los bytes recibidos en el momento en que estos arriban, y solo espera que el tiempo programado expire si no se ha recibido ningún dato.



Establecimiento de la comunicación.



La estación pasiva espera el tiempo establecido a que otra estación inicie una comunicación por el puerto programado, la estación activa llama a la estación pasiva y solicita la conexión por un puerto especifico, si la estación pasiva detecta que una conexión se esta solicitando a través del puerto establecido se establece la comunicación y tanto la estación activa como pasiva queda en capacidad para enviar y recibir datos.



Para mayor información acerca de la comunicación utilizando protocolo TCP/IP podemos consultar Labview Help TCP VI and Functions.



Puerto serie (o serial) (Rs 232)



Un puerto serie es una interfaz de comunicaciones entre ordenadores y periféricos en donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la vez (en contraste con el puerto paralelo que envía varios bits a la vez). El puerto serie por excelencia es el RS-232 que utiliza cableado simple desde 3 hilos hasta 25 y que conecta ordenadores o microcontroladores a todo tipo de periféricos, desde terminales a impresoras y módems pasando por ratones. La interfaz entre el RS-232 y el microprocesador generalmente se realiza mediante el integrado 82C50. El RS-232 original tenía un conector tipo D de 25 pines, sin embargo la mayoría de dichos pines no se utilizaban, por lo que IBM incorporó desde su PS/2 un conector más pequeño de solamente 9 pines que es el que actualmente se utiliza. En Europa la norma RS-422 de origen alemán es también un estándar muy usado en el ámbito industrial.

Uno de los defectos de los puertos serie iniciales era su lentitud en comparación con los puertos paralelos, sin embargo, con el paso del tiempo, están apareciendo multitud de puertos serie con una alta velocidad que los hace muy interesantes ya que tienen la ventaja de un menor cableado y solucionan el problema de la velocidad con un mayor apantallamiento; son más baratos ya que usan la técnica del par trenzado; por ello, el puerto RS-232 e incluso multitud de puertos paralelos están siendo reemplazados por nuevos puertos serie como el USB, el Firewire o el Serial ATA. Los puertos serie sirven para comunicar al ordenador con la impresora, el ratón o el módem; Sin embargo, específicamente, el puerto USB sirve para todo tipo de periféricos, desde ratones, discos duros externos, hasta conexión bluetooth. Los puertos SATA (Serial ATA): tienen la misma función que los IDE, (a éstos se conecta, la disquetera, el disco duro, lector/grabador de CD y DVD) pero los SATA cuentan con mayor velocidad. Un puerto de red puede ser puerto serie o puerto paralelo.





'WLAN' ( en inglés; Wireless Local Area Network), es un sistema de comunicación de datos inalámbrico flexible, muy utilizado como alternativa a las redes LAN cableadas o como extensión de éstas. Utiliza tecnología de radiofrecuencia que permite mayor movilidad a los usuarios al minimizar las conexiones cableadas. Las WLAN van adquiriendo importancia en muchos campos, como almacenes o para manufactura, en los que se transmite la información en tiempo real a una terminal central. También son muy populares en los hogares para compartir el acceso a Internet entre varias computadoras.

Cómo trabajan


Punto de Acceso WiFi.


Se utilizan ondas de radio para llevar la información de un punto a otro sin necesidad de un medio físico guiado. Al hablar de ondas de radio nos referimos normalmente a portadoras de radio, sobre las que va la información, ya que realizan la función de llevar la energía a un receptor remoto. Los datos a transmitir se superponen a la portadora de radio y de este modo pueden ser extraídos exactamente en el receptor final.

A este proceso se le llama modulación de la portadora por la información que está siendo transmitida. Si las ondas son transmitidas a distintas frecuencias de radio, varias portadoras pueden existir en igual tiempo y espacio sin interferir entre ellas. Para extraer los datos el receptor se sitúa en una determinada frecuencia, frecuencia portadora, ignorando el resto. En una configuración típica de LAN sin cable los puntos de acceso (transceiver) conectan la red cableada de un lugar fijo mediante cableado normalizado. El punto de acceso recibe la información, la almacena y la transmite entre la WLAN y la LAN cableada. Un único punto de acceso puede soportar un pequeño grupo de usuarios y puede funcionar en un rango de al menos treinta metros y hasta varios cientos. El punto de acceso (o la antena conectada al punto de acceso) es normalmente colocado en alto pero podría colocarse en cualquier lugar en que se obtenga la cobertura de radio deseada. El usuario final accede a la red WLAN a través de adaptadores. Estos proporcionan una interfaz entre el sistema de operación de red del cliente (NOS: Network Operating System) y las ondas, mediante una antena.

La naturaleza de la conexión sin cable es transparente a la capa del cliente.

Materiales.

1. cable.

2. balso.

3. tornillos.

4. plástico.

5. moto reductor.

6. Resistencia.

7. Transistores.

8. Resistencia.

9. Tiristores.

10. tuvo pvc

11. Software labview

Procedimiento.

Se está implementando un invernadero que cuenta con un control de temperatura y de humedad que además es controlado y visualizado en labview.

A continuación se presenta información sobre la construcción


Esta es la maqueta en la que se esta trabajan los diferentes controles sobre el invernadero este prototipo va encerrado con plástico trasparente que le permite el almacenamiento de calor.


Luego de esto se presenta el sistema de riego

Este sistema fue diseñado con tubo de media pulgada lo cual nos permite tener una presión mínima que va a ser distribuida por los 3 tubos y que cuentan con una serie de aberturas

Ahora se presenta  la resistencia  que nos sirve para el calentamiento del recinto alcanzando temperaturas de 80 a 120°
El ventilador nos permite distribuir el flujo de aire caliente por todo el recinto.

La electroválvula nos permite tener control sobre el caudal del agua para dar el paso o no permitirlo del caudal.



Esta electroválvula nos permite controlar el paso de flujo esta es controlada con un voltaje de 12 VCC




El tanque nos permite el almacenamiento del agua con un máximo de 3litros de almacenamiento
Además podemos decir que además de esta implementación es necesario el uso de un circuito de control de temperatura y de control de humedad.


En definitiva se muestra el prototipo con algunos elementos instalados.
A continuación se presenta la información sobre los montajes.



Primero tenemos el circuito de lectura y escritura en este enviamos los datos por puerto serie, estos valores enviados por el puerto serie son suministrados por labview que nos permite controlar y leer las variables presentes en labiew.

Se observa el gp32 que nos permite leer los datos de los sensores y enviarlos, el max 232 nos permite cambiar los datos enviados de rs232 a ttl para ser interpretados por el micro controlador los potenciómetros nos representan las variaciones presentes sobre los sensores y los dipsuich y los diodos nos permiten la habilitación subir o bajar cualquiera de las dos ventanas, uno de encendido del ventilador, calefacción o electroválvula.

Ahora se presenta el circuito de censado de temperatura lm 35 y su circuito de amplificación
Como podemos Observar el sensor cuenta con una extensión de cable ya que este nos permite


Censar al temperatura dentro del invernadero, además de esto las variaciones que presenta el censor son muy mínimas es por esto que se desarrolla una etapa de amplificación lo cual nos permite ver las variaciones de voltaje mas notorias.

Luego de esto tenemos el control sobre las ventanas que son dos inversores que nos permiten el cambio de giro sobre los motores. Los dos inversores nos permiten tener independencia  sobre el control de cada ventana.

Ahora  se presenta el sensor de humedad.
Esta grafica nos muestra el sensor se usan dos electrodos o conductores los cuales nos permiten observar la resistencia presente en la tierra el potenciómetro nos permite variar el voltaje, a mayor cantidad de agua la resistencia presente en la tierra disminuye.


Ahora se muestra la electroválvula que nos permitirá el paso del líquido proveniente del tanque de reserva.










Es necesario realizar un acople de la electroválvula y la tubería de riego.



Ahora tenemos la parte de visualización control en labview.




Esta es la representación gráfica del invernadero podemos observar que el panel contiene indicadores y controles los indicadores booleanos indican si la ventana 1 o dos esta abiertas o cerradas o si esta encendido la ventilación o calefacción u otra variable.

Esta es la ventaja de visualización del cliente que puede observar y controlar las diferentes variables presentes en el invernadero, esto es posible por medio de protocolo IP.


Micro controlador gp32.


En el micro controlador hacemos conversión análogo digital sobre los sensores como lo son el de temperatura y el de humedad el opera estas variaciones y luego enviamos los datos a través del puerto también interpreta los datos enviados para encender algún sistema.









Ahora tenemos una fotografía sobre las ventanas que permiten la salida de aire cálido y la entrada de aire frio.

Podemos observar el desplazamiento de la ventana con ayuda de un motor.






Podemos decir que el invernadero es un sistema que tiene control sobre variables como la temperatura y humedad, para el suministro de temperatura se hace con una resistencia recubierta de cerámica que nos suministra calor sobre el invernadero, al estar encerrado dentro del recinto le permite tener una temperatura constante cuando esta temperatura sea muy alta. Esto será indicado por el sensor lm35 al tener un voltaje alto se encenderá el ventilador y a su vez se podrán abrir las ventanas o apagar la resistencia.





Para la parte de riego es indispensable hablar que contamos con un tanque de almacenamiento de 3litros que nos permite el riego sobre las plantas este es controlado por una termocupla que nos permite el paso o restricción de agua.

Diseños electrónicos.

El primer diseño es el del inversor este se simulo en proteus.

Tenemos como primera parte transistores 2n 22 luego tenemos la parte de tips.






Ahora tenemos las características técnicas del sensor lm35



Descripción: El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC y un rango que abarca desde -55º a +150ºC.

. Con el LM35 sobre la mesa las patillas hacia nosotros y las letras del encapsulado hacia arriba tenemos que de izquierda a derecha los pines son: VCC - Vout - GND.

La salida es lineal y equivale a 10mV/ºC por lo tanto:

• +1500mV = 150ºC

• +250mV = 25ºC

• -550mV = -55ºC
Funcionamiento: Para hacernos un termómetro lo único que necesitamos es un voltímetro bien calibrado y en la escala correcta para que nos muestre el voltaje equivalente a temperatura. El LM35 funciona en el rango de alimentación comprendido entre 4 y 30 voltios.


Podemos conectarlo a un conversor Analógico/Digital y tratar la medida digitalmente, almacenarla o procesarla con un µControlador o similar.

Usos: El sensor de temperatura puede usarse para compensar un dispositivo de medida sensible a la temperatura ambiente, refrigerar partes delicadas en este caso sobre las plantas del invernadero.



Para la siguiente etapa de amplificación tenemos el lm 358, ya que podemos tener alta ganancia, inmunidad al ruido, y presenta alta impedancia de entrada y baja en su salida.



Descripción



El LM258 consisten en dos de ganancia independiente, de alta frecuencia interna

compensado amplificadores operacionales que fueron diseñadas específicamente para operar a partir de una sola fuente de alimentación durante un amplia gama del voltaje. Operación de los suministros de reparto de potencia también es posible y es la fuga de la fuente de alimentación de corriente de baja independiente de la magnitud de la tensión de alimentación.

Las áreas de aplicación incluyen amplificador transductor, aumento de la CC bloques y todos los circuitos convencionales OP-AMP, que ahora se puede implementar fácilmente en un solo sistema de suministro de energía.

Max 232.




El MAX232 es un controlador de doble / receptor que incluye un generador de tensión capacitivos para abastecer EIA-232 del voltaje los niveles, desde una fuente única de 5-V. Cada receptor convierte EIA-232 entradas a 5 V TTL / CMOS niveles. Estos receptores tienen un umbral típica de 1,3 V y una histéresis típica de 0,5 V, y puede aceptar entradas de ± 30 V. Cada controlador convierte TTL / CMOS de niveles de entrada en la EIA-232 niveles. El conductor, un receptor.


Micro controlador Motorola Gp32.


Montaje.
Transistores




Tip 41c

Diseñado para su uso en el amplificador de propósito general y aplicaciones de conmutación.

• El colector-emisor de saturación de tensión -

VCE (sat) = 1,5 Vcc (Max) Adc IC = 6.0

• colector-emisor de Mantenimiento de tensión

VCEO (SUS) = 100 Vcc (Min) - TIP41C, TIP42C

• Ganancia de alta corriente - ancho de banda

fT = 3.0 MHz (Min) @ IC = 500 mA CC

• Compacto A-220 AB paquete



Tip 42c.


Diseñado para su uso en el amplificador de propósito general y aplicaciones de conmutación.

• El colector-emisor de saturación de tensión -

VCE (sat) = 1,5 Vcc (Max) @ Adc IC = 6.0

• colector-emisor de Mantenimiento de tensión TIP42C



• Ganancia de alta corriente - ancho de banda


fT = 3.0 MHz (Min) @ IC = 500 mA CC.

Amplificador no inversor

Este fue necesario para la amplificación sobre las variaciones de voltajes presentes en el sensor de temperatura.
Aplicaciones.




Sistemas Dinámicos.



Este invernadero cuenta con sistemas retroalimentados como es el de temperatura y el de humedad el de temperatura cuenta con un control al ser muy alta o baja la temperatura los diferentes sistemas trabajan según sea concerniente, lo cual nos permite decir que son lazos cerrados y es de suponer que para estos procesos se hace necesario controles PID control integral derivativo.





Instrumentación Industrial.



A su vez en la instrumentación industrial se hace práctico el uso de controles PID, Para el proyecto en específico se utilizó una electroválvula que nos permite tener control sobre el proceso de riego, también el llamado reverbero o resistencia que está recubierta por cerámica nos permite una temperatura constante y uniforme a lo largo del invernadero.













Electrónica Industrial.



Sistemas como los plc nos permiten automatizar procesos de tipo industrial. El uso de micro controladores nos permite hacer conversiones análogas a digitales procesarlas enviarlas, recibir información procesarla y enviarla es por esto que se convierte en una herramienta indispensable para cel control y monitoreo de procesos





Comunicaciones 2.



Para la visualización de las variables a controlar se hizo a través de labview que nos permite una interfaz gráfica sobre los procesos y por medio del protocolo TC IP Donde el servidor traduce la información delos sensores y el cliente controla el proceso.

Conclusiones.


1. Los sistemas de control monitoreo nos permiten mayor confiabilidad sobre los procesos.

2. Software como labview nos permite un lenguaje grafico que permite que el proceso a controlar sea más entendible y fiable.

3. Con el cable para puerto serie es posible desarrollar comunicaciones Full dúplex.

4. El micro controlador nos ofrece hacer conversión análogas a digital y que las puede comprender el computador para de esta manera ser monitoreas.

5. Los sistemas de control y monitoreo exigen que se tenga sistemas lógicos y de control.







REFERENCIAS.



http://www.x-robotics.com/sensores.htm

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/texasinstruments/max232.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/WLAN

http://www.foroselectronica.es/f111/amplificador-operacional-no-inversor-1908.html









lunes, 25 de octubre de 2010

Cronograma Actividades Proyecto

Se presenta el  cronograma sobre el proyecto

trabajos desarrollados en clase

Tarea 1  funcion de trasferencia y  sus difrentes Diagramas
>> A=[0 1 0; 0 0 1; -6 11 -6]

A =

     0     1     0
     0     0     1
    -6    11    -6

>> B=[0; 0; 6]

B =

     0
     0
     6

>> C=[1 0 0]

C =

     1     0     0

>> D=[0]

D =

     0

>> [num,den]=ss2tf(A,B,C,D)

num =

         0    0.0000   -0.0000    6.0000


den =

    1.0000    6.0000  -11.0000    6.0000

>> num=[0 0 0 6]

num =

     0     0     0     6

>> den=[1 6 -11 6]

den =

     1     6   -11     6

>> sys=tf(num,den)

Transfer function:
          6
----------------------
s^3 + 6 s^2 - 11 s + 6

>> ltiview({'step','bode','nyquist','pzmap'},sys)

segunda Tarea desarrollada en clase
numg =

    20   100

>> deng=poly([0 -1 -4])

deng =

     1     5     4     0

>> G=tf(numg,deng)

Transfer function:
   20 s + 100
-----------------
s^3 + 5 s^2 + 4 s

>> pos=input('type desired setting time %');
type desired setting time %0.74
>> pos=input('type desired setting time %');
type desired setting time %95
>> Ts=input ('type value');
type value0.75

>> Z=((-log(pos/100))/sqrt((pi^2)+log(pos/100)^2))

Z =

    0.0163

>> Wn=4/(Z*Ts);
>> Wn=4/(Z*Ts)

Wn =

  326.6976

>> numg= 20*[1 5]

numg =

    20   100

>> [num,den]=ord2(Wn,Z)

num =

     1


den =

  1.0e+005 *

    0.0000    0.0001    1.0673

>> r=roots(den)

r =

  1.0e+002 *

  -0.0533 + 3.2665i
  -0.0533 - 3.2665i

>> [Ac,Bc,Cc, Dc]=tf2ss(numg,deng)

Ac =

    -5    -4     0
     1     0     0
     0     1     0


Bc =

     1
     0
     0


Cc =

     0    20   100


Dc =

     0
>> p=[0 0 1; 0 1 0; 1 0 0 ]

p =

     0     0     1
     0     1     0
     1     0     0
>> Ap=inv(p)*Ac*p

Ap =

     0     1     0
     0     0     1
     0    -4    -5
En lazo cerrado con H(s)=1
>> a=conv([1 0],[1 1])

a =

     1     1     0

>> b=conv(a,[1 4])

b =

     1     5     4     0

>> c=[0 0 20 100]

c =

     0     0    20   100

>> d=b+c

d =

     1     5    24   100

>> e=roots(d)

e =

  -4.5529         
  -0.2236 + 4.6813i
  -0.2236 - 4.6813i
 
 
estos funciones  fueron desarrolladas en matlab con ayuda del Docente  en la tarea 1  hacemos una funcion de trasferencia y la visualizamos  en los diferentes diagramas bode nauquis entre otro. en la tarea 2 hacemos la funcion de trasferencia y desarrolamos diferente temas como convolucion entre vectores y demas