Control de Temperatura

 

 

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE DEPARTAMENTO DE ELECTRICA Y ELECTRONICA INGENIERIA ELECTROMECANICA 

INSTRUMENTACION CONTROL ON-OFF

INTEGRANTES

  MICHELLE HERMOZA   LEONARDO TUTILLO   ESTEBAN VACA

  

CURSO

  SEPTIMO



 

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1.  Tema: Control de temperatura ON - OFF  OFF  2.  Objetivos   Objetivo General

  Diseñar un control ON-OFF de temperatura.



  Objetivos Específicos

  Investigar las características de un control ON-OFF.



  Recopilar información óptima y necesaria para la comprensión del



funcionamiento del sensor LM35.

  Analizar el efecto de la histéresis en el control de un sistema ON-OFF.



  Diseñar el diagrama y la programación para el controlador en el software arduino



y Labview.

  Realizar la implementación del circuito físico.



  Realizar las pruebas y las verificaciones del correcto funcionamiento del



controlador ON-OFF.

  Recopilar información óptima y necesaria para la comprensión del



funcionamiento del sensor LM35.

3.  Materiales   Software labview



  Arduino





  LM35   Relé



  Foco



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4.  Marco Teórico   Controlador ON-OFF.

El control ON-OFF es el regulador más sencillo y usado en varios sistemas domésticos, comerciales e industriales. A continuación, encontrará la descripción de las diferentes etapas de dicho lazo de control, además de las actividades que cada grupo debe realizar en esta práctica.   Principio de funcionamiento funcionamiento..

Los controladores ON-OFF tienen 2 posiciones estables, conmutando entre el uno y el otro según el valor de E(s). Para evitar que el control conmute en forma descontrolada, la variable de control m(s) cambiara de valor solo cuando E(s) presente valores fuera de un cierto intervalo, de esta manera se define como zona muerta o brecha diferencial al intervalo dentro del cual el controlador no conmuta Este modo está limitado puesto que al poseer solo dos posiciones para la salida el controlador es incapaz de resolver un problema de control (o error de control). Se puede llegar a una solución mediante la elaboración de una acción de intervalo.

Fig. 1. Respuesta a lazo cerrado

Fig. 2. Respuesta a lazo cerrado

en un sistema sin histéresis

en un sistema con histéresis

Grafico N°1 Curvas de histéresis

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  Características.

Con Histéresis  

Este modo de control depende del signo del error. 

 

Variación cíclica continúa de la variable controlada. 

 

El controlador no tiene la capacidad para producir un valor exacto en la variable controlada para un valor de referencia. 

 

Funcionamiento óptimo en procesos con tiempo de retardo mínimo y velocidad de reacción lenta.

 

Tiene un simple mecanismo de construcción, por eso este tipo de controladores es de amplio uso, y mayormente son utilizados en sistemas de regulación de temperatura. 

  Acondicionam Acondicionamiento iento de señal.   Sensor LM35.

Es un sensor de temperatura. Esta calibrado de fábrica con una precisión de 1°C y es capaz de tomar lecturas entre -55°C y 150°C.  

Grafico N°2 Sensor LM35

PIN

FUNCION

DESCRIPCION

Vcc

Alimentación (5v)

2

Out

Salida Vo, entrega la lectura en mV

3

Gnd

Tierra Tabla N°1 Descripción de pines

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El sensor consta de pres pines, dos de alimentación y otra de salida que entrega una señal análoga de voltaje que varía entre 0v y 5v. La señal de salida es lineal, es decir, por cada grado que se sube la temperatura a medir el Vo entrega 10mV más de salida.

Como este sensor viene calibrado de fábrica no se necesita ningún circuito externo para hacerlo funcionar, por lo que es sencillo implementarlo en un circuito.   La tensión de salida es proporcional a la temperatura.   Tiene una precisión garantizada de 0.5°C a 25°C.   Opera entre 4 y 30 voltios de alimentación con fuente con fuente doble o simple.   Baja impedancia de salida 0,1Ω para 1mA.    Baja corriente de alimentación 60µA.   Adecuado para aplicaciones remotas   Histéresis.

La histéresis es la tendencia de un material un material a conservar una de sus propiedades, sus propiedades,   en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por extensión se aplica a fenómenos que no dependen sólo de las circunstancias actuales, sino también de cómo se ha llegado a esas circunstancias.

Grafico N°3 Curvas de histéresis

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Grafico N°4 Control de histéresis

  Funcionamien Funcionamiento to de un relé.

El relé o relevador, es un dispositivo electromecánico, que 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 independient independientes. es.

Principio de funcionamiento

Un relé es un interruptor accionado por un electroimán. Un electroimán está formado por una barra de hierro, llamada núcleo, rodeada por una bobina de hilo de cobre; Al pasar una corriente eléctrica por la bobina el núcleo de hierro se magnetiza por efecto del campo magnético producido por la bobina, convirtiéndose en un imán tanto más potente cuanto mayor sea la intensidad de la corriente y el número de vueltas de la bobina. Al abrir de nuevo el interruptor y dejar de pasar corriente por la bobina, desaparece el campo magnético y el núcleo deja de ser un imán.

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Grafico N°5 Relé

Módulo relé

  El módulo relay posee un led indicador de alimentación (rojo) y un led indicador

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de activación (vender). Este módulo a diferencia de los módulos relay de 2 o más canales no posee opto acopladores, en su lugar la activación del relay es mediante un transistor.

  Entre las cargas que se pueden manejar tenemos: bombillas de luz, luminarias,



motores AC (220V), motores DC, solenoides, electroválvulas, calentadores de agua y una gran variedad de actuadores más. Se recomienda realizar y verificar las conexiones antes de alimentar el circuito, también es una buena práctica proteger el circuito dentro de un case. Voltaje de Operación: 5V DC Señal de Control: TTL (3.3V o 5V) Nº de Relays (canales): 1 CH Capacidad máx.: 10A/250VAC, 10A/30VDC Corriente máx.: 10A (NO), 5A (NC) Tiempo de acción: 10 ms / 5 ms Para activar salida NO: 0 Voltios

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Grafico N°6 Modulo Relé

5.  Procedimiento 5.1  Para el diseño del circuito de control usaremos un como controlador principal principal un Arduino. Al cual conectaremos el sensor de temperatura como se indica en la figura.

5.2 Luego procedemos a conectar el relé y el foco como se observa en la figura.

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5.3 A continuación procedemos a realizar el código para comprobar el funcionamiento del controlador. Para lo cual usaremos el compilador de Arduino. El código es el siguiente

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6.  Análisis de resultados 7.  Conclusiones  

 

Un control ON-OFF es facil y barato de implementar, pero es oscilatorio.   El elemento de control final se ve ampliamente afectado en este tipo de controlador ya que debe cambiar de estado constantemente afectando la vida util del mismo.    El control on-off depende d epende de las señales registradas por los tres parámetros set point, sensor e histéresis.    Aplicar una histerisis demasiado pequeña al control es posible solo si la

velocidad de respuesta del elemento de control final es optima. 

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8.  Recomendaciones   Se debe recopilar información informac ión de fuentes confiables para tener ideas claras y no

tener errores del tema a tratar.     Comprobar el funcionamiento de los elementos antes de armar el ciruito para

evitar fallos y perdidas de tiempo.     Colocar una histerisis amplia al inicio e ir variandola hasta llegar al punto deseado.  

9.  Bibliografía http://es.scribd.com/erodriguez_139/d/55968566/31-CONTROL-ON-OFF http://es.scribd.com/doc http://es.sc ribd.com/doc/2634725/CO /2634725/CONTROLADORES NTROLADORES http://es.scribd.com/doc/56282416/El-Control-On-Off http://oretano.iele-ab.uclm.es/~carrion/manuales/MT-542-PRAC11.PDF El control ON-OFF. Extraido de:  de:   http://es.scribd.com/doc/56282416/El-Control-On-Off#scribd Sensor LM35. Extraído http://www.trastejant.es/tutoriales/electronica/sensordetemperatura_lm35.html

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