COLEGIO SANTIAGO DE GUAYAQUIL2DO BGU CFISICO-QUIMICA

INFORME DEL EXAMEN QUIMESTRAL

MAQUINA DE ALGODN DE AZUCAR CONTROLADA POR UN INTERFAZ DE USUARIO DE ARDUINO

Integrantes:Guadalupe JoselynLoachamn PaolaLoor AlejandraLoor MarleyLuna JuanOrbe Mario

Fecha de presentacin: 2015-04-02

ndice1.Introduccin32.Tema33.Problema34.Justificacin45.Objetivos45.1.Objetivo General45.2.Objetivos Especficos46.Marco terico46.1.Mquina de algodn de azcar.46.2.Arduino.56.3.LABVIEW.56.4.Proteus.66.5.AUTOCAD.77.Proceso8Diseo Mecnico8Diseo electrnico10Diseo del HMI118.Conclusiones y recomendaciones148.1.Conclusiones148.2.Recomendaciones159.Bibliografa15Bibliografa15

TABLA DE ILUSTRACIONES

Ilustracin 1 MAQUINA DE ALGODON DE AZUCAR CASERA4Ilustracin 2 Placa de Arduino UNO5Ilustracin 3 Plataforma de programacion grafica5Ilustracin 4 Plataform de Labview para la programacion Grafica6Ilustracin 5 Plataforma de proteus para la simulacion de los circuitos electricos6Ilustracin 6 Platform de AUTOCAD7Ilustracin 7 Vista Frontal de la mquina de Algodn8Ilustracin 8 Vista Superior de la maquina de algodn9Ilustracin 9 Modelo 3D de la maquina9Ilustracin 10 Simulacin en PROTEUS del circuito de controlara la velocidad del motor de la maquina de algodn.10Ilustracin 11 Programacin de arduino UNO10Ilustracin 12 HMI maquina de algodon de azucar11Ilustracin 13 TIME DELAY (RETARDO)11Ilustracin 14 ESQUEMA DE LA SALIDA DE PWM12Ilustracin 15 BLOQUE DE STOP12Ilustracin 16 BLOQUE DE INICIO DE LA TARJETA ARDUINO12Ilustracin 17 Bloque del final de la programacin12Ilustracin 18 Programacin Labview, Maquina de algodn de azcar.13

1. Introduccin

El proyecto de la mquina de algodn de azcar con la implementacin de una HMI controlada desde LABVIEW, consiste en una mquina que fabrica algodn de azcar controlando la velocidad del motor mediante una salida de PWM con el cual se pretende gobernar la maquina desde la computadora. Los materiales implementados para la fabricacin de esta mquina son de uso comn, tarrinas de plstico, latas de colas y algunos elementos de electrnica y electricidad como son yodos transistores, resistencias, capacitores y motores elctricos DC

2. Tema Mquina de algodn de azcar controlada por una interfaz de usuario de ARDUINO

3. Problema Cmo disear una mquina de algodn de azcar cuyo funcionamiento sea mediante una placa de micro controlador (ARDUINO UNO),que sea controlada mediante una interfaz de usuario HMI que a su vez gobierne la velocidad del motor de la mquina de algodn de azcar?

4. Justificacin El control mediante un HMI facilita para cualquier usuario pueda controlar la mquina, es por eso para un punto de vista general la HMI que nosotros hemos diseado es amigable con el usuario.Los implementos que utilizamos para esta mquina se utilizan de forma comn en el hogar ya que son muy econmicos y de fcil acceso

5. Objetivos5.1. Objetivo General

Disear y fabricar una mquina, que sea capaz de fabricar algodn de azcar, que a su vez sea controlada por una interfaz de usuario de Arduino.

5.2. Objetivos Especficos

Programar una interfaz LABVIEW que sea el sistema de control que gobernara la mquina de algodn de azcar. Conocer el funcionamiento de la mquina de algodn de azcar.

6. Marco terico

6.1. Mquina de algodn de azcar.

La mquina de algodn de azcar consiste en una mquina que transforma el azcar impalpable de almidn en algodn en decir en una consistencia ms agradable para los consumidores ,consiste en una tarina que contiene ,un motor DC, y un sistema de calefaccin que calienta el azcar y lo saca en forma de algodn.

Ilustracin 1 MAQUINA DE ALGODON DE AZUCAR CASERA

6.2. Arduino.El Arduino Uno es una placa electrnica basada en elAUNOCuenta con 13 pines digitales de entrada / salida (de los cuales 6 pueden utilizarse para salidas PWM), 6 entradas analgicas, un resonador cermico 16MHz,una conexin USB, un conector de alimentacin, una cabecera ICSP, y un botn de reinicio.Contiene todo lo necesario para apoyar el microcontrolador;basta con conectarlo a un ordenador con un cable USB o el poder con un adaptador de CA o la batera a CC para empezar. (RUIZ, 2001)

Ilustracin 2 Placa de Arduino UNO

6.3. LABVIEW.

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) es un entorno de desarrollo basado en programacin grfica. Utiliza smbolos grficos en lugar de lenguaje textual para describir acciones de programacin. Est totalmente integrado para la comunicacin con hardware GPIB, VXI, RS-232, RS-485 y tarjetas de adquisicin de datos plug-in. Adems incorpora libreras para estndares de software como TCP/IP y ActiveX. (Codero, 1999)

Ilustracin 3 Plataforma de programacion grafica

Ilustracin 4 Plataform de Labview para la programacion Grafica

6.4. Proteus.

PROTEUS es una herramienta es fundamental para las personas que estudian ingeniera electrnica ya que con este software podemos simular circuitos electrnicos tanto anlogos como digitales y as podernos brindar una respuesta aproximada de lo que es el comportamiento en lo real. (VERGARA, 1998)

Ilustracin 5 Plataforma de proteus para la simulacion de los circuitos electricos

6.5. AUTOCAD.Autodesk AutoCADes unsoftwareCADutilizado para dibujo2Dy modelado3D. Actualmente es desarrollado y comercializado por la empresaAutodesk. El nombre AutoCAD surge como creacin de la compaa Autodesk, en queAutohace referencia a la empresa creadora del software yCADa Diseo Asistido por Computadora (por sus siglas en ingls "Computer Aided Design"), teniendo su primera aparicin en 1982.AutoCAD es un software reconocido a nivel internacional por sus amplias capacidades de edicin, que hacen posible el dibujo digital de planos de edificios o la recreacin de imgenes en 3D; es uno de los programas ms usados por arquitectos, ingenieros, diseadores industriales y otros.

Ilustracin 6 Platform de AUTOCAD

7. Proceso

El proyecto de la mquina de algodn de azcar constituye tres partes fundamentales las cuales son:

La parte de mecnica, que consiste en la implementacin de lo que son los diferentes elementos como la tarrina metlica, el acoplamiento del motor en la mquina, el acoplamiento del eje del motor al sistema de calentamiento del azcar:

Paso 1 Verificar que los materiales estn completos y en buen estado. Paso 2Hacer un pequeo agujero en la tarrina metlica para as acoplar el motor Paso 3 Cortar a la mitad una lata de cualquier bebida, lijarla y hacer huecos alrededor y un agujero en el centro de la base para que quepa el tornillo que lo conectara con el motor Paso 4Acoplar el motor con la tarrina y al empalme con ayuda de un desarmador Paso 5 Con ayuda de un cable de cobre conectamos al motor en un extremo y al otro conectamos a un cargador o bateraPaso 6 Acoplamos esto a la tarrina metlica y as queda lista nuestra maquina La parte electrnica y elctrica consiste en un circuito de amplificacin de voltaje que lo hemos diseado mediante transistores, resistencias y tambin elementos de seguridad como son diodos y capacitores.

La parte de control o HMI fue diseada mediante la interfaz LABVIEW y ARDUINO en donde controlaremos la velocidad del motor mediante una salida de PWM.

Diseo Mecnico

El diseo mecnico de la maqueta de la mquina de algodn de azcar, aqu proponemos nuestro modelo esquemtico (forma libre).-

La imagen la cual hemos diseado en AUTO CAD, que es un software para dibujar maquetas y diseos asistidos por computador, la imagen muestra la vista frontal de nuestra mquina.

Ilustracin 7 Vista Frontal de la mquina de Algodn

En la siguiente imagen se muestra la vista superior de nuestra maqwuina que igualmente hemos diseado en AUTO CAD enel cual hemos dibujado en forma libre (las medidas no son las reales)

Ilustracin 8 Vista Superior de la maquina de algodn El modelado 3D que se muestra en la siguiente figura es hecho de forma simple que se muestra simplemente las dos tarrinas que componen nuestra maqueta.

Ilustracin 9 Modelo 3D de la maquina

Diseo electrnico La simulacin se va a realizar en Proteos del circuito que funcionara de amplificador de voltaje para el PWM.(CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTOR).

Ilustracin 10 Simulacin en PROTEUS del circuito de controlara la velocidad del motor de la maquina de algodn. En el cual simplemente es un amplificador de voltaje acoplado con un sistema de seguridad (diodo capacitador)

La siguiente imagen muestra el programa de arduino que hemos programado para simular la salida PWM en proteus

Ilustracin 11 Programacin de arduino UNO

Diseo del HMI

En la figura siguiente se muestra nuestra HMI que controla la velocidad de nuestro motor mediante la salida PWM la cual ha sido implementada para que sea amigable con el usuario. Consta de un SLIDER que nos permite variar la velocidad del motor de 0 a 255. Tambin de dos focos o seales START y STOP que nos indica cuando funciona y deja de funcionar la mquina.

Ilustracin 12 HMI maquina de algodon de azucar

La siguiente imagen muestra la programacin grfica del ARDUINO UNO que vamos a controlar, en el cual especificaremos cada uno de los elementos.

El primer elemento es un retardo que nos permite la velocidad de procesamiento del ARDUINO UNO.

Ilustracin 13 TIME DELAY (RETARDO)

La siguiente parte de la programacin grafica simplemente nos describe la salida de PWM de nuestro motor en el cual la controlaremos de 0 a 255,que en el cual hemos establecidos 2 seales q son unos focos de START y STOP que nos describen el funcionamiento de nuestra mquina.

Ilustracin 14 ESQUEMA DE LA SALIDA DE PWM

El siguiente bloque de programacin simplemente es el STOP de la tarjeta de ARDUINO que simplemente apaga el proceso.

Ilustracin 15 BLOQUE DE STOP El siguiente bloque nos marca el inicio de la tarjeta, siempre se coloca ese bloque para el inicio de la programacin y determinamos el puerto USB donde conectaremos nuestra placa.

Ilustracin 16 BLOQUE DE INICIO DE LA TARJETA ARDUINO El siguiente bloque muestra el final de la programacin de la placa de Arduino.

Ilustracin 17 Bloque del final de la programacin

Esta imagen muestra la programacin grafica de la placa de Arduino, en el cual nosotros controlaremos la velocidad del motor de la mquina de algodn de azcar.

Ilustracin 18 Programacin Labview, Maquina de algodn de azcar.

8. Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones y recomendaciones especficas y trascendentales en base a los resultados conseguidos.

8.1. Conclusiones

La maqueta implementada de la maquina fue realizada de forma eficiente ya que posee todas las propiedades de su correcto funcionamiento como son las tarrinas y el sistema de calefaccin de la azcar. La parte de control que consiste en un amplificador de voltaje y el circuito de seguridad funcionan de forma correcta ya que fue realizado con elementos de estndares comerciales y valores que permiten su buen funcionamiento. El HMI implementado esta realizado de una forma correcta ya que permite la comunicacin del usuario con la placa de ARDUINO para gobernar nuestro sistema de control. La mquina en si fabrica algodn de azcar de una forma acta para un consumo. Para trabajos futuros si se desea tener mquinas de algodn de azcar que fabriquen algodn de azcar ms aceptables por la personas seria de utilizar motores de mayor potencia y sistemas de calefaccin que funcione con hornilla a gas, para lo cual se poda realizar con la misma placa de ARDUINO y utilizando elementos de potencia ms actos para este funcionamiento como son relees y contactares

8.2. Recomendaciones Se recomienda tener todos los materiales listos y de buen estado para la implementacin de cualquier maquina ya sea su parte mecnica (maqueta), su parte electrnica (el circuito del proto), y el HMI que es la interfaz de usuario que controlaremos nuestra mquina. Se recomienda tener todo el software como son LABVIEW realizada debidamente con el ARDUINO UNO. Se recomienda trabajar con el ARDUINO debidamente con el puerto USB ya que si usamos factores externos como son (cargadores de celulares) podramos quemar nuestra placa. 9. Bibliografa

BibliografaCodero, L. (1999). Introduccion a LABVIEW. MADRID: NATIONAL INSTRUMENTS.

RUIZ, J. (2001). MANUAL DE PROGRAMACION DE ARDUINO. BOGOTA: NATIONAL INSTRUMENTS.

VERGARA, A. (1998). TUTORIAL PROTEUS. BOGOTA: NATIONAL INSTRUMENTS.

Page | 8