Seguidor Solar D. Menjívar, H. Montiel, A. García, M. Agreda. Universidad Don Bosco, Calle a Plan del Pino, Km. 1 1/2, Ciudadela Don Bosco, Soyapango. e-mail:
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Se desea construir un dispositivo que sea capaz de orientar una plataforma en una dirección normal al sol en todo momento, siguiendo al sol de este a oeste. Se compone de un solo apoyo central; el eje de de un motor eléctrico DC. Palabras claves: Seguidor Solar, Controlador. We want to build a device that is capable of giving a platform in a direction normal to the sun at all times, following the sun from east to west. It consists of a single central support, the shaft of a DC electric motor. Keywords: Solar Tracker, Controller
1. Introducción El presente documento muestra de una forma a escala un seguidor solar, el cual básicamente sigue un haz de luz que bien puede moverse de izquierda a derecha o viceversa, con el proyecto presentado en este documento se busca aplicar los conocimientos obtenidos en los sistemas de control automático. Según lo aprendido se desarrollo el proyecto en base a un controlador de tipo on-off es decir, que respecto a las señales de entrada el circuito puede responder de dos formas posibles, una es on (que para este caso sería activar el motor) y off (estaría referido a no activar el motor), por supuesto que estos parámetros dependen de la incidencia y movimiento de luz en las LDR. En conclusión el proyecto muestra una de las tantas aplicaciones que se le puede dar a un controlador de tipo on-off, ya que este tipo de controlador es ampliamente usado en la industria, y precisamente el proyecto de seguidor solar puede aplicarse para controlar determinadas maquinas con solo la incidencia de un haz de luz.
2. Descripción del Prototipo El circuito desarrollado puedo controlar de una forma muy precisa un solo motor es decir, un seguidor vertical, esto es en un solo punto o en un solo plano para ser mas exactos, y cabe mencionar que la operatividad del circuito depende mucho del ángulo de incidencia de luz, esto es que para obtener resultados favorables debe tomarse muy en cuenta dicho ángulo.
2.1
Diagrama Electrónico
Fig. 1. Diagrama electrónico general
2.2
Funcionamiento
El circuito anterior funciona de la forma siguiente, primeramente se dispone de un comparador de ventana con el cual se puede mantener el circuito reposo, por su puesto que esto ocurrirá siempre y cuando las resistencias fotosensibles LDR’s estén sometidas a la misma iluminación. Bajo las condiciones descritas anteriormente, el potencial existente en la entrada no inversora de A y en la entrada inversora de B son iguales a la mitad de la tensión de alimentación, cuando cambia la posición del sol o del haz de luz que incide sobre las LDR’s R1 y R2 es diferente, para este caso la tensión de entrada del comparador de ventana ya no es la mitad de la tensión de alimentación logrando así que la salida proporcione tensión al motor para que este gire a la izquierda o la derecha. La conmutación del sentido de giro lo aseguran los transistores en puente T1 a T4, las uniones colectoremisor están puenteadas por los diodos Di a D4 cuya función no es otra mas que la de eliminar cualquier pico de tensión en el momento que el motor pueda encenderse. R3 y R5, se utilizan para la alineación, se ajustan de modo que el motor no se encienda cuando las LDR’s estén sometidas a la misma intensidad de luz, por lo tanto
si en un dado caso se ilumina menos la LRD2 que la LRD1, la tensión en el nodo que esta cortocircuitado con el pin 3 y pin 6 del LM324; entonces la tensión entre ambas crece por encima de la mitad de la tensión de alimentación, logrando así que la salida de A pasa a nivel alto y los transistores T1 y T4 conducen, logrando de esta forma que el motor se encienda. Si se invierte la relación de iluminación de las 2 LDR´s, el potencial en el nodo entre ambas resistencias debe caer por debajo de la mitad de la tensión de alimentación y será la salida del amplificador B la que ahora este en nivel alto, ahora conducirá también T2 y T3 logrando así la inversión en el giro del motor. La elección del motor debe tenerse bajo la condición de que la corriente de trabajo máxima no sea superior a 300mA.
2.3
Puente H con Transistores
El circuito que controla el motor se conoce como una configuración H o puente H de transistores, a continuación se hace una breve explicación de este particular circuito en base al siguiente diagrama.
rpm del motor, como su nombre lo indica, en el cual se instalaron ambas LDR`s. Sin embargo, en este caso se usó un puente H integrado de la serie TA7267. Puesto que en la experimentación del prototipo se observó irregularidades en la operación del puente H formado con los transistores, se optó por incluir un puente H integrado. Este mismo se muestra más adelante con sus características principales.
2.4
Listado de Materiales. Resistencias
Valor o serie de referencia
R1
LDR
R2 R3
LDR 100K
R4 R5 R6
15K 10K 47K
Transistores T1 = T3
Tip 50
T2 = T4 Diodos D1-D4
Tip 42A 1N4001
Circuito integrado
Fig. 2. Montaje del Sistema Térmico
CI A y B
LM324
Motor
12VDC
Los elementos remarcados en amarillo, fueron sustituidos por el puente integrado TA7267BP
El Puente H formado de transistores NPN se utiliza para cambiar de giro un motor de Corriente Directa(CD), a 3. Conclusiones diferencia de los relés los transistores tienen un tiempo de reacción mucho mejor por no tener partes mecánicas que Es conveniente que se usen elementos hagan contacto al aplicarles una corriente eléctrica, su compactos en el caso de la etapa de potencia hacia el funcionamiento es sencillo simplemente activamos la moto, debido a que los elementos que se presentaron en base de los transistores y estos dejan pasa la corriente, si la figura 2 proporcionan cierto margen de error en el aplicamos tensión en el Q1 y Q4 el motor dará el giro manejo del motor. hacia la izquierda, por el contrario al aplicar tensión en Q2 y Q3 el motor dará el giro hacia la derecha, este Es posible diseñar un control adecuado para una circuito esta diseñado para motores de 3V a 5V. planta (panel solar), con un controlador On-Off, Para el proyecto se utilizo un motor de corriente directa partiendo de conocimientos de control electrónico. de 9V, pero cabe mencionar que el motor esta conectado a un reductor, el cual cumple la función de reducir las ________________________________________________________________________________________________
