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CONTROL DE UN MOTOR C.C.

Trabajo realizado por:

Erick Benjamn Chvez Torrez.

Javier Antonio Gaitn Carlos Rene Siles Vado

Managua, Nicaragua, 14 de agosto del 2014.

Resumen: El presente proyecto consiste en el control de un motor de corriente continua (C.C.), se controla el giro del

motor comparando la temperatura medida por dos sensores que simula la comparacin de la temperatura

en una habitacin con respecto del medio ambiente as el motor simula un ventilador que introduce aire del

exterior a la habitacin o viceversa segn se requiera, el micro controlador que se uso es un PIC 16F877A y

los sensores son dos LM35, la simulacin del circuito fue hecha en Proteus 7 y el PCB Wizard se utiliz

para hacer las pistas impresas. Se recomienda que ha futuro se mejore el puente H para que sea ms

eficiente y se modifique el programa para agregar un teclado con el fin de que los usuarios programe la

temperatura a las que responde el motor para hacer los giros ya que en la actualidad dichos valores estn

predefinidos en el programa sin admitir cambios por el usuario.

ndice de trminos LM35, PIC, C.C, puente H, socket.

I. Introduccin.

Este proyecto muestra la lgica de cmo funciona un sistema de control de un cuarto frio, ya que dicho proyecto nos motiv a realizarlo con el objetivo de mantener la temperatura en una habitacin lo ms agradable posible. Se puede decir que este proyecto tiene mucha aplicaciones ya se en un incubadora de huevos o la conservacin de alimentos a una considerada temperatura o cualquier otra aplicacin en la cual se requiera comparar una temperatura para tomar una decisin. Nuestro proyecto trata del control de un motor (C.C) el cual controlamos su inversin de giro usando la comparacin de dos temperaturas con el propsito de calentar o enfriar una

habitacin con respecto a la temperatura ambiente de dicho cuarto, ya que utilizaremos dos sensores que nos servirn para el manejo de la temperatura que logremos desear. Esto puede funcionar perfectamente con un solo sensor de temperatura y hasta controlar la velocidad y la temperatura deseada, pero al agregar un segundo sensor de referencia tenemos la opcin de acercar a un punto medio la temperatura y apagar al motor ahorrando energa, si el exterior es ms frio o caliente se saca aire o se introduce en dependencia de lo que se desee hacer para satisfacer la aplicacin y eso lo puede realizar este sistema de manera automtica tomando decisiones en dependencia a los criterios previamente programados.

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II. Marco Terico

El proyecto para su posible realizacin se necesitan de distintos conocimientos tericos, los cuales ya han sido abordados en el trascurso de nuestra carrera ya que el proyecto requiere de varios conocimiento para lo que son los manejos y programacin del PIC y su dicha compilacin en C CCS1, el estudio de las hojas de datos de los sensores LM35 y el PIC16F877A2, adems del manejo de conceptos bsicos de electrnica analgica3 e n el manejo de los transistores y el clculo de luminosidad de los leds que se llegaron a ocupar. El estudio del diseo de transistores en el diseo del puente H para el posible control y manejo del motor para la inversin de giro de dicho motor, 4 ya que para la compresin de este proyecto se necesitan de conocimiento electrnica y mostramos un mtodo sencillo de la utilizacin de sensores para el manejo de temperatura y control de un motor para que un futuro sea ms fcil para el usuario.

III. Metodologa Procedimientos. En internet se encuentran innumerables circuitos que controlan el giro de motores y muchos otros que miden temperatura pero para practicar quisimos hacer nuestro propio diseo y al incluir un sensor ms al sistema se logra cambiar aunque sea un poco los circuitos convencionales que se encuentran en la web. Para comenzar hicimos un algoritmo que simplifica el funcionamiento de nuestro programa, dicho algoritmo nos sirve de gua al programar y a la comprensin de manera ms fcil que si se viera el programa en si, para que futuros estudiante que deseen estudiar o modificar este proyecto lo comprendan rpidamente.

Algoritmo.

En segundo lugar desarrollamos el software partiendo de la idea bsica que nos planteamos en el algoritmo, se dise un circuito en Proteus tomando como base dicho software para que todo el sistema fuese congruente que los pines coincidan en el hardware y el software-,ya con el programa y el circuito diseados pasamos a realizar el PCB -circuito impreso en tarjeta- utilizando el PCB wizard, a continuacin adjunto algunas imgenes de lo que he narrado.

Inicio

Declare: tem1, tem2

Tem1==Tem2

Tem1Tem2

Motor sin giro.

Motor a la derecha

Motor a la izquierda

Censar las temperaturas, tem1 y tem2

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Imagen_1.Circuito

I Imagen_2. Pistas del circuito del UCP.

Un aspecto importante a destacar es que el

diseo de todo el sistema ha sido modular,

esto significa que se dividi el proyecto en

tres partes, 1. El censado de la temperatura

que a su vez se divide en dos tarjetas

independientes cada una con su propio

sensor LM35 y un LED que indica si la

alimentacin de los 5v est presente, 2. La

Unidad Central de Procesamiento UCP- que

recoge los datos transmitidos por el sensor y

evala que hacer con la informacin brindada,

que en nuestro caso puede tomar una de tres

opciones detener, giro a la izquierda o

derecha del motor-, 3. El modulo del motor

que es donde se encuentra nuestro puente H

compuesto por cuatro transistores dos NPN

2N3906 y dos PNP 2N3904-.

En la Imagen_3 se muestra los tres mdulos

diseados.

Imagen_3. Sistema modular.

Materiales: 1 PIC 16f877A. 2 capacitores de cermica de 22pF. 1 cristal de cuarzo de 4GHz. 4 LED Azules. 4 Resistores de 120 Ohmios. 6 Bloques conectores de 3 terminales. 8 Bloques conectores de 2 terminales. 1 tarjeta virgen. 1 rollo de Estao. Cable UTP. Equipos: Multmetro Cautn Quemador de PIC.

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IV. Clculos Matemticos. Intensidad de luminosidad de los LED.

Como deseo suministrarle al LED 200mA (Iled) y conozco el v=5v que es el voltaje con que alimento la resistencia R a al LED y conozco el voltaje (vled) del led que son 2v, procedo a despejar la formula anterior y encuentro la R.

V. Anlisis de Resultados:

El resultado final fueron 4 tarjetas electrnicas distintas la ms compleja fue la tarjeta que contena un socket de 40 pines donde se colocara el micro controlador, puesto que tenamos que perforar con brocas tan finas como las de 1/16 y de 1/32 de pulgadas estas brocas se quiebran con facilidad si se les hace mucha presin- la labor de construccin fue muy ardua y surgieron muchos imprevistos que nos retraso en la realizacin del montaje fsico del proyecto. En la imagen_2 se muestra el circuito central del proyecto,a continuacin dejo la imagen_4 que son dos PCBs e imagen_5 donde se observa el proceso de planchado.

Imagen_4 de izquierda a derecha: Circuito del puente H, circuito del LM35.

Al tener el PCB procedimos a imprimirlo en filmina para que luego se planchara dicha filmina sobre una tarjeta virgen.

Imagen_5

Despus del planchado se procedi a introducir las tarjetas en acido ntrico diluido en agua, como se muestra en la imagen_6.

Imagen_6

Luego se perforan los agujeros donde se introducen los pines de los componentes.

Imagen_7

Para finalizar se colocan los dispositivos en sus respectivos lugares y se sueldan con cautn y estao, en la imagen_8 se muestra las tarjetas de los sensores y del UCP terminadas y la conexin de la LCD.

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Imagen_8

VI. Conclusiones. Al finalizar el proyecto y evaluar los resultados alcanzados y las dificultades con las que nos enfrentamos, pudimos detectar ciertas debilidades que nos amenazan no solo a nuestro grupo de trabajo sino que tambin a todo estudiante que desee realizar un proyecto de esta ndole o parecido. Entre las mltiples amenazas dificultades para realizar el proyecto- se encuentra la tcnica que ocupamos para imprimir el circuito en la tarjeta ya que es un proceso tedioso y poco eficiente, ay otros mtodos mucho mas eficientes que la misma UNI nos podra capacitar en el uso de la tcnica de exposicin de la tarjeta en rallos UV. Ultra violeta-. Adems tambin que el diseo del circuito del puente H para la inversin y giro de motor tuvo distintas dificultades las cuales para un futuro se necesitan ms profundizacin en el anlisis y mejora en el diseo de dicho circuito, ya que tanto en la simulacin y prctica se obtuvieron resultados diferentes.

Esto bien puede usarse para una forma de mejorar dicho proyecto ya hacerlo ms factible para el usuario, ya que se puede hacer un anlisis de dicho giro e inversin del motor usando un integrado (L293) que realiza la misma funcin del puente H pero debido a falta de recursos monetarios y tiempo anlisis en el diseo se nos hizo difcil tomar esta posible solucin, por eso una recomendacin seria la profundizacin del anlisis del diseo.

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VII. Referencias.

1. Garca, Eduardo: Compilador C CCS y simulador Proteus para Micro controladores PIC: Primera edicin.

2. Hoja de datos del sensor LM35.

3. Hoja de datos del PIC 16f877A.

4. Paz, Felipe: Conceptos bsicos de la

electrnica analgica.

5. Anlisis de puente H,

VIII. Apndice. - LM35: Sensor de temperatura. - PIC: Micro controlador fabricado por la empresa Microchip Technology Inc. -C.C: Corriente Continua. -Puente H: Arreglo de transistores para controlar la inversin de giro de un motor. Socket: Conexin o espera en la tarjeta electrnica para montar un dispositivo.

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IX. Anexos Cdigo del programa. /////////////////////////////////////////////////////////// //// PROYECTO SISTEMAS DE MEDICION //// ////////////////////////////////////////////////////////// #include #deviceadc=10 #fuses XT, NOWDT #use delay(clock=4M) #include #use standard_io (B) //Declaracin de las funciones. void stop(void); //parar el motor. void derecha(void); //giro a la Derecha (a favor de las manecillas del reloj.) void izquierda(void); //|| || || Izquierda (contra manecillas del reloj.) void emergencia(void); //Esta funcin se activa manualmente si fallan los sensores en la prctica. int bandera=0; long val, val_2; floattemp, vol, temp_2, vol_2; voidmain() { intop; SETUP_ADC_PORTS(AN0); SETUP_ADC(ADC_CLOCK_INTERNAL); //La fuente de reloj para la conversin sera lcd_init(); //Inicializo la pantalla. printf(lcd_putc,"\f **Encendido**"); delay_ms(500); while (TRUE) //Ciclo infinito. { SET_ADC_CHANNEL(0); //Seleccionamos canal 0 para leerlo. delay_us(20); //un tiempo para la preparacin de lectura val=READ_ADC(); //Se lee y guarda el valor del ADC vol=5.0*val/1024.0; //Ecuacin para convertir a unidades celsius temp=vol/0.01; SET_ADC_CHANNEL(1); //Seleccionamos canal 0 para leerlo. delay_us(20); //un tiempo para la preparacin de lectura val_2=READ_ADC(); //Se lee y guarda el valor del ADC vol_2=5.0*val_2/1024.0; //Ecuacion para convertir a unidades celsius temp_2=vol_2/0.01; printf(lcd_putc,"tem= %f ",temp);

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if (((temp == (temp_2-1))||(temp == (temp_2+1))||(temp == temp_2))&&(input(PIN_B6) == 0)){ op=1; bandera=1; }//comparo las temperatura y les doy un marjen de error de +1,-1 if (((temp> temp_2)&&(input(PIN_B6) == 0))) { op=2; bandera=2; } if (((temp< temp_2)&&(input(PIN_B6) == 0))) { op=3; bandera=3; } if (input(PIN_B6) == 1) { op=4; bandera=4; } switch(op) { case 1: stop(); //--Establezco estacionado el motor.-- bandera=1; break; case 2: derecha(); //--llamado de la funcin derecha.-- break; case 3: izquierda(); //--llamado de la funcin izquierda.-- break; case 4: emergencia(); //--llamado de la funcin emergencia.-- break; }//Fin switch }//Fin while(TRUE) }//Fin main //++++++Cuerpo de las funciones++++++ void stop() { stop: lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"\fS1 Estado S2\n%f**D** %f",temp,temp_2); output_low(pin_B1); output_low(pin_B2); delay_ms(150); } void derecha() { if (bandera != 2){ stop(); delay_ms(1850); }//para saber de donde vengo. lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"\fS1 Estado S2\n%f->D-> %f",temp,temp_2); output_high(pin_B1); output_low(pin_B2); delay_ms(150); bandera=2; //digo estube en la funcion derecha. } void izquierda()

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{ if (bandera != 3) { stop(); delay_ms(1850); }//para saber de donde vengo. lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"\fS1 Estado S2\n%f