INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MINATITLÁN “SISTEMA DE LLENADO, VACIADO Y CONTROL
DE UNA CISTERNA DOMESTICA AUTOMATIZADA CON MICROCONTROLADOR”
JOSÉ ALEJANDRO LEYVA MEDINA INGENIERÍA ELECTRÓNICA
MINATITLÁN, VERACRUZ MAYO 2012 1
ÍNDICE Introducción………………………………………………………………………………… 3 Justificación………………………………………………………………………………… 4 Objetivo general…………………………………………………………………………… 4 Planteamiento del problema ……………………………………………………………… 4 Marco teórico……………………………………………………………………………… 4 Delimitación………………………………………………………………………………… 4 Impacto ético, social, tecnológico económico y ambiental …………………………… 5 ……………………………………………………………………… Metodología a utilizar ……………………………………………………………………… 6 Cronograma propuesto…………………………………………………………………… 7 Recursos tecnológicos……………………………………………………………………. 7 Capitulo 1 Generalidades………………………………………………………………………… 8 1.1 Antecedentes del ITM ………………………………………………………………… 11 1.2 Política ………………………………………………………………………………… 11 1.3 Misión …………………………………………………………………………………… 11 1.4 Visión…………………………………………………………………………………… 11 1.5 Organigrama ITM……………………………………………………………………… 12 Capitulo 2 Fundamento teórico ……………………………………………………………………… 13 2.1 Marco teórico…………………………………………………………………………… 13 2.2 Antecedentes …………………………………………………………………………… 14 Capitulo 3 Desarrollo…………………………………………………………………………………… 15 3.1 Descripción general…….……………………………………………………………… 15 3.2 Diagrama pictórico …………………………………………………………………… 15 3.3 Diagrama a bloques…………………………………………………………………… 16 3.4 Diagrama esquemático ……………………………………………………………… 17 3.5 Código de programación……………………………………………………………… 18 3.6 Simulación ……………………………………………………………………………… 19 3.7 Resultados……………………………………………………………………………… 20 Conclusión………………………………………………………………………………… 20 Bibliografía………………………………………………………………………………… 21 Anexo……………………………………………………………………………………… 22
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INTRODUCCIÓN El desarrollo de la producción industrial está ligado a la electrónica a través de sus aplicaciones de medición, monitoreo y automatización de los procesos, permitiendo tener productos de alta calidad y bajo costo. La tecnología de medición industrial es un elemento clave para garantizar la calidad constante de los productos, la optimización de los procesos y la seguridad y protección del entorno. El desarrollo cada día más acelerado de la electrónica nos ha estado brindando nuevos sistemas de medición de nivel, cada vez más sofisticados a costos menores. No obstante, muchos principios físicos tradicionales tienen particularidades técnicas o prácticas que los mantienen siempre vigentes. Dado esta situación que este tipo de sistema de monitoreo está diseñado para la industria nos enfocaremos al caso domestico el cual no a sido tan explotado como lo es la industria.
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JUSTIFICACIÓN Si una industria tiene distintos y muchos tanques, entonces requiere de un sistema de control de niveles automático, que opere durante décadas, 24 horas por día, sin fatiga ni falla, exento de error humano por operación por lo tanto viendo las ventajas que se tienen en una industria en la cual se debe tener un control eficiente del sistema, teniendo en casa este tipo de sistemas en el hogar. Para poder así tener la certeza de un correcto cuidado del agua y su mayor uso, sin ningún esfuerzo. Dada este problema planteado se enfoca para el cuidado del recurso vital, que es el agua para nosotros y el medio ambiente.
OBJETIVO GENERAL Realizar un sistema de llenado, vaciado y monitoreo de un tanque o cisterna domestica, con base a un microcontrolador AT89C51.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En el planteamiento del problema primeramente vemos que se enfoca en el desperdicio del agua, fugas de agua y por supuesto de la importante labor del cuidado del agua. Por lo tanto, esto nos lleva a las causas que originan estos problemas, que no solo nos afecta a nosotros sino a todas las personas y seres vivos del planeta. Algunas de las causas que pudiesen provocar estos problemas, en el hogar, son el descuido al momento de estar llenando un tanque o cisterna, llenándola ya sea una manguera o algún otro método de llenado sin supervisión, esto causada por las labores que se estén realizando en el hogar. Distracciones que se pudiesen presentar en dado momento o infinidad de situaciones fortuitas que se puedan darse. Por consiguiente, al suceder estos hechos tenemos como consecuencias un alto consumo de agua potable, gastos innecesarios de agua, afectación en la economía del usuario y hasta incluso daños materiales en el hogar. No solo se afecta al usuario sino que además afectan a terceros, que en ocasiones no nos damos cuenta, ya que este nos conlleva a las afectaciones a mantos acuíferos, al ecosistema de la región. Por ende, se afectan el desarrollo de la flora y fauna de la zona.
DELIMITACIÓN La delimitación de este proyecto sería ser ía la aceptación del sistema, dada la situación económica por la que se sufre en la actualidad la sociedad. Esa pudiera ser una de las delimitaciones y otras que se pudieran dar en el proceso. 4
IMPACTO ECONÓMICO, ÉTICO, TECNOLÓGICO, SOCIAL Y ECOLÓGICO Por el lado económico económico sería algo no muy desgastante en el bolsillo bolsillo del consumidor dado que empleando técnicas sencillas para la obtención de datos del sistema más sin embargo, se pueden emplear técnicas más sofisticadas con las cuales e puede tener un control más fino y su ventaja es que no requiere de mantenimiento. Con esto podemos ver que ambas son equilibradas, ya que con las económica se deben hacer labores de mantenimiento cada cierto tiempo en cambio con el sistemas más sofisticado no es así. Este trabajo ha sido diseñado para la industria inicial y comúnmente, aquí solo lo que se está haciendo es basarse en la idea principal y enfocarla al área domestica. Obteniendo el mejor desempeño para el hogar. En sí, esto no es algo nuevo existe unos cuantos sistemas de este tipo sencillos y otros más extensiones, pero siguen siendo lo mismo. Es que solo la aportación es un nuevo diseño de lo ya hecho por otras empresas. Pero con un toque más personalizado. Este producto beneficia directa e indirectamente a la sociedad de todos los niveles sociales. Esto es porque tanto impacta y ayuda a las personas con los recursos necesarios para tenerlo como para las que no, y esto es porque al tener un mayor ahorro del agua las personas con menos recursos les puede llegar más de este vital líquido y así se evitaría la escases del agua, por ende se estaría salvando los mantos acuíferos, así ayudando a la conservación de los recursos naturales y la flora y fauna con la cual contamos.
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METODOLOGÍA El sistema a diseñar para el llenado de una cisterna domestica el cual será totalmente autónomo, el cual contara con la capacidad de tomar sus propias decisiones en cualquier caso de alguna contingencia o caso fortuito. El sistema será autosuficiente, ya que en el momento en el cual este sea activado y se configure para las condiciones deseadas, el sistema comenzara a evaluar la situación y en función de la necesidad actuara sin necesidad de alguna de intervención humana o algún método manual. Y todo esto estará comprendido en el microcontrolador el cual será el que analice y tome la decisión adecuada al problema que tenga que resolver. La información la cual será de utilidad para poder desarrollar el sistema será:
Tipos de cisternas domesticas. Tipos de bombas de agua. Capacidad de almacenamiento de cisternas. Capacidad del flujo y presión de la bomba. Tipos de microcontroladores. Funcionamiento del microcontrolador seleccionado. Miscelánea de material electrónico.
El sistema a diseñar se tomara como base de estudio una casa pequeña de cuatros habitantes cubriendo las necesidades básicas que se tienen en el hogar. Y se analizara cual sería el desempeño de nuestro proyecto para una implementación más eficaz y segura. El tanque o cisterna en la cual nos enfocaremos se encontrara en la parte superior del hogar.
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CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES N o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Actividades
Febr Marzo Abril Mayo Junio 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2
Formulación del proyecto Acopio de información Selección de información Marco teórico Introducción Marco teórico Planeación del problema, Árbol del problema Objetivo Justificación Delimitación Impacto ético, social, tecnológico económico y ambiental Aseguramiento tecno-material Fuentes de información Preparación de exposición Exposición del proyecto
RECURSOS TECNOLÓGICOS Considero que tengo gran parte del conocimiento que se requiere para hacer este proyecto, solo serian detalles teóricos pero técnicos que tengo seré capaz de poder realizar eficazmente el trabajo que se requiere. En el caso de aspecto de fontanería al momento de emplearse, no tengo esos conocimientos en esos rubros tendría que acudir con una persona especializada en ello. Afortunadamente me enseñaron y aprendí el funcionamiento y uso de los microcontroladores y tengo el dominio necesario para emplear este dispositivo sin ningún problema. En cuestiones de la aplicación de bombas hidráulicas recurriría a manuales para poder así determinar la bomba necesaria a emplear en el trabajo. Y en función de lo que voy emplear serian los componentes y dispositivos electrónicos necesarios.
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CAPITULO 1 GENERALIDADES 1.1 Antecedentes del ITM El antecedente del Instituto Tecnológico de Minatitlán en materia educativa lo fue la Escuela Técnica y Comercial 123, que en sus principios funcionó como centro de capacitación para trabajo industrial de mecánicos de banco, electricidad, forja, corte y confección. La campaña presidencial del Licenciado Luis Echeverría Álvarez en 1970 motivó la creación del Instituto de Estudios Políticos, Económicos y Sociales (IEPES), de proyección nacional, que proporcionó al candidato los informes reales sobre los requerimientos más importantes del país, entre ellos; los de materia educativa. Este clima favoreció que una ponencia representada por el profesor Carlos Florentino Moreno González y una petición del Dr. Esteban Hernández, Director de una Escuela Agropecuaria amenazada de desaparecer, y que que solicitaban la creación de un instituto de educación superior tecnológica en la zona, provocara que en la Reunión Nacional para el estudio de la Industria Petroquímica efectuada en esta ciudad del I° de febrero de 1970, los industriales de esta rama manifestaran la carencia de profesionales capacitados para emplearse. En esa ocasión se propuso al candidato del Partido Revolucionario Institucional la creación de un Tecnológico, con la misión de preparar a los jóvenes de la región. Las peticiones presentadas sirvieron para que el Lic. Luis Echeverría Álvarez, tras analizarla y constatar el entusiasmo por contar con el plantel educativo, se comprometió a través del Instituto de Estudios Económicos, Políticos y Sociales del Partido Revolucionario Institucional con la integración del proyecto, demandando la participación de los sectores de la región. El entonces candidato expresó: “Yo quiero contraer ante ustedes el compromiso, siempre que me aporten sus conocimientos, sus luces y su voluntad…, pero vamos a poner mano a la obra”.
La exhortación tuvo respuesta inmediata. Los industriales y las representaciones sindicales, el entonces Gobernador del Estado; Lic. Rafael Murillo Vidal, el Lic. Marco Antonio Muñoz y algunos particulares aportaron cantidades que permitieron la creación del Tecnológico. Entonces fue nombrado un patronato Pro-Construcción, que fue presidido por el Ing. Antonio Dovalí Jaime.
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Antes de haber sido colocada la primera piedra, hubo planes para edificar el Tecnológico en terrenos ajenos y lejanos a Minatitlán. Ante esta situación; jóvenes estudiantes de la Escuela Secundaria y de Bachilleres Oficial de “Minatitlán”, y otros estudiantes de Xalapa viajaron a la Ciudad de México para hacerlo del conocimiento del Lic. Echeverría Álvarez, ya entonces primer mandatario de la República. La H. Sección local del S.T.P.R.M. con su intervención fue un factor decisivo para lograr la edificación del Tecnológico de Minatitlán. Cabe mencionar que tampoco permanecieron indiferentes a esta gestión los órganos informativos de la región, cuyos pedimentos fueron determinantes en la acción conjunta. El 18 de marzo de 1971, ya como presidente de la república regresó el licenciado Luis Echeverría Álvarez a colocar la primera piedra en los terrenos localizados en el Km 277 de la Carretera Transismica en su costado Poniente, para iniciar la construcción del Instituto Instituto Tecnológico de Minatitlán prometido, prometido, acompañándolo en esta ocasión el Licenciado Rafael Murillo Vidal, entonces Gobernador del Estado y el señor Juan Meléndez Pacheco; Presidente Municipal de Minatitlán. Al colocar la Primera Piedra durante una ceremonia especial realizada para esta ocasión, entre otras cosas dijo: “Si muchas piedras constituyen promesas y
compromisos que luego no se satisfacen lealmente, yo aseguro a la juventud Veracruzana que la promesa que constituye esta primera piedra será así mismo cumplida en toda su oportunidad”.
El 18 de marzo de 1974 el Licenciado Luis Echeverría Álvarez nuevamente estuvo en esta ciudad de Minatitlán Minatitlán para la conmemoración de la gesta de Lázaro Cárdenas, de expropiación del petróleo, y aprovechó la ocasión para colocar la primera piedra de la segunda etapa de construcciones, estando por terminarse un edificio administrativo de dos pisos, un edificio para Centro de Información que incluiría la biblioteca de 15 000 volúmenes y la cafetería, todo con modernas instalaciones. El Instituto Tecnológico de Minatitlán, inició sus actividades como Institución Educativa del Nivel Medio Superior el 17 de septiembre de 1972 ofreciendo las carreras de: Técnico en Administración de Personal, Técnico Industrial Químico, Técnico Instrumentista, y Técnico Electromecánico. La tarea escolar se empezó a desarrollar con siete edificios que fueron utilizados de la siguiente manera: 1. - Oficinas Administrativas y Taller de Máquinas de Oficina. 2. - Seis Aulas. 3. - Taller de dibujo y un Aula. 4. - Sanitarios para Alumnos y oficinas de afiliación. 5. - Laboratorio de Física y de Química. 6. 9
Sanitarios para maestros y Taller Editorial. 7. - Cafetería y estaciones eléctricas e hidroneumáticas. Desde entonces se cuenta con el conjunto en donde están los talleres eléctrico y mecánico, donde estuvo el laboratorio de electrónica, equipados con modernos tornos, cepillos, taladros, esmeriles, rectificadores, motores, casetas para prácticas, tableros de control y consolas, todo de las mejores marcas. El Tecnológico inició sus actividades con una población escolar de 275 alumnos distribuidos en las 4 especialidades ofrecidas, los que constituyen la Generación pionera de esta casa de estudios. La designación como primer Director del Instituto recayó en el Ingeniero Roberto Valero Chávez y la Subdirección en Joaquín Guzmán Vite. En la etapa inicial se contó con los servicios de 26 trabajadores administrativos, administrativos, entre manuales, secretarias y jefes de departamento, 23 profesores y 9 auxiliares de la educación. El Tecnológico se vio precisado a caminar a marchas forzadas puesto que al iniciar el tercer periodo semestral en septiembre de 1973, Se comenzaría aplicando los planes de estudios reticulares, opcionales y a créditos. Para evitar los problemas de dos sistemas, se optó por pasar los cursos semestrales existentes al sistema de créditos; resultando así que el ITM tuviera en ese entonces dos etapas de adelanto con relación a las demás instituciones del Sistema. En Septiembre de 1975 la entonces Dirección General de Educación Superior (D.G.E.S.), autorizó el cambio de la especialidad de Técnico Electromecánico por la de Sistemas Electromecánicos, entrando en liquidación la primera. El ITM entrega a la sociedad la primera generación de técnicos egresados de sus aulas el día 16 de Agosto Agosto de 1975.La ceremonia de graduación se llevó a cabo en el Cine Teatro Auditorio de la Sección No. 10 del Sindicato Nacional de Trabajadores de Petróleos Mexicanos. Apadrinó a esta Primera Generación el Lic. Luis Echeverría Álvarez; Presidente Constitucional de la República Mexicana, quien quien envió en su representación al Dr. Jorge Carranza Palacios quien fungía como Director General en Ciencia y Tecnología del Mar. En ese año, era entonces Director de la Institución el Ing. Sergio Andrés Cancino Martínez. Durante la ceremonia hicieron uso de la palabra el Dr. Jorge Carranza, el Ing. Sergio A. Cancino Martínez, Director del Instituto, y la Señorita Rosalba Álvarez Godínez quien habló en nombre de la Generación saliente. 10
Como invitados de honor a esta ceremonia, asistieron las siguientes siguientes personas: El C. Ing. Crescencio Trujillo Flores, Subdirector Administrativo de Educación Superior en representación del C. Ing. Martín López Rito, Director General de Educación Superior; El C. General de Brigada D.E.M. Arturo Corona Mendioroz, Comandante de la XXIX Zona Militar; el C. Sergio Martínez Mendoza, Secretario General del Comité Ejecutivo Nacional del S.T.P.R.M., el C. Víctor Manuel Manuel Cevallos Pavón, Presidente Municipal de la ciudad de Minatitlán; el C. Juan Domínguez Piquet, Presidente del Patronato del Instituto, El C. Ing. Miguel Ángel Vázquez Mendoza, Director del I.T.R. de Orizaba; el C. Ing. José López Medina, Director del I.T.R. de Veracruz. El número de alumnos de la primera generación fue de 87, distribuidos de la siguiente manera: 26 técnicos industriales industriales en electromecánica, 29 técnicos industriales en Química, 17 técnicos instrumentistas y 15 técnicos en administración de personal.
1.2 Política del ITM Y nuestra política de calidad, basados en el plan rector de calidad del Sistema de Gestión de Calidad certificado.
1.3 Misión del ITM Ofrecer educación superior tecnológica basada en competencias profesionales de clase mundial, con un amplio sentido humanística y ético, que coadyuve al desarrollo integral del alumno, para responder a los restos y necesidades que la sociedad demande.
1.4 Visión del ITM Ser una institución de educación superior tecnológica con calidad, que promueva el desarrollo sustentable, sostenido y equitativo en e l ámbito de la globalización.
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1.5 Organigrama Departamento de Electrónica JEFE DEL DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
SECRETARIA
JEFE DE PROYECTO DE
JEFE DE PROYECTO DE
JEFE DE LAB. DE ING.
AUXILIAR DE LABORATORIO
AUXILIAR ADMINISTRATIVO
JEFE DE PROYECTO DE
JEFE DE LAB. DE
JEFE DE LAB. DE
AUXILIAR DE LABORATORIO
AUXILIAR
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CAPITULO 2 FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1 Marco teórico ¿Qué es un microcontrolador? Un microcontrolador es un dispositivo electrónico de silicio, el cual cuenta internamente con una memoria RAM, ROM, EEPROM, un microprocesador y dispositivos de entrada y salida. El cual puede ser empleado para diferentes funciones específicas. En la actualidad su uso y aplicación es muy grande, ya que se pueden encontrar en diversas áreas, así como lo son en aparatos electrodomésticos, automotriz, industriales, etc. Algunos ejemplos en donde nos podemos encontrar los microcontroladores aplicados son: Lavadoras Aires acondicionados Refrigeradores Encendido del automóvil Sistemas automatizados de control Computadoras GPS Celulares Tabletas electrónicas Televisiones Impresoras Escaners Juguetes Cualquier dispositivo inteligente
Anteriormente no n o se tenía la versatilidad de un microcontrolador m icrocontrolador como lo es en la actualidad, en la cual se puede ir a una tienda de electrónica y fácilmente compras un microcontrolador y diseñas un sistema automatizado. En los años 70´s y 80´s el nivel de grades tanques en las industrias y se tenía personal exclusivo para la visualización o equipo manual para obtener el nivel del tanque; sin embargo con el desarrollo y avance tecnológico actualmente eso ya no es necesario, ya que cuenta con sensores, microprocesadores, microcontroladores, computadoras, etc. Los cuales ya están programados para actuar en función de lo que se la haya sido programado y así que con solo un operador realice el trabajo solo de verificación y que sea correcto el dato que se esté procesando.
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Estos sistemas de control del nivel, del vaciado, llena y control del tanque solo están hechos para la zona industrial, mas sin embargo no es común que se pueda encontrar en el mercado algún sistemas para la automatización de una cisterna cisterna para zona residencial. Los sistemas encontrados actualmente en el mercado están limitados a una solo función, además que están limitados en funciones son caros la única ventaja es que son fáciles de instalar. Los controles del nivel máximo del agua en un tanque de almacenamiento tienen la doble función de garantizar la seguridad de las estructuras y de evitar el desperdicio de agua. El control del nivel máximo se hace mediante un sensor de nivel conectado en alguna forma, ya sea mecánica o electrónica con la operación de una válvula a la entrada del tanque. Como todo mecanismo siempre puede fallar en el momento de su operación, es importante que el tanque disponga de un sistema de seguridad de funcionamiento totalmente automático como por ejemplo un vertedero un vertedero libre, eventualmente conectado con una alarma. una alarma. El control del nivel mínimo del agua tiene la función de garantizar el buen funcionamiento del sistema evitando la entrada de aire en la tubería que se encuentra aguas abajo del tanque, como por ejemplo en la red de distribución de agua, o en la succión de la o las bombas. En este caso también el sistema está compuesto por un sensor de nivel conectado a una alarma, para que el operador intervenga, o en sistemas más sofisticados, el sensor actúa directamente, para aumentar la entrada de agua al tanque.
2.2 Antecedentes En función de sistemas ya realizados, todos son enfocados a la industria, ninguno está enfocado a la zona residencial. Por ende, no hay existen antecedentes enfocados a la zona residencial.
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CAPITULO 3 DESARROLLO 3.1 Descripción general El sistema funcionara de la siguiente manera: Tiene un interruptor general el cual al presionarlo entrara en funcionamiento el sistema e igual que tendrá su lámpara piloto para indicar el estado del mismo. Después de encender el sistema este detectara si hay flujo de agua en la tubería de alimentación para así posteriormente analizar el estado de la cisterna y tomara la decisión de llenar o mantener el nivel del agua y conjuntamente mostrara en un indicador el nivel de líquido hallado dentro de la cisterna. Junto con su interruptor de encendido tendrá su botón de paro, en caso de alguna emergencia o darle mantenimiento al sistema, cisterna, tubería, etc. Este sistema por su sencillez solo maneja una bomba, la cual se ocupara para el llenado de la cisterna y tendrá su indicador con luces pilotos, el cual marcara tres niveles y cada nivel se identificara con un color para facilidad de reconocimiento para el usuario.
3.2 Diagrama pictórico En el diagrama pictórico se muestra en forma general como funcionara el sistema viendo lo más cercano a la realidad de la figura 1
Figura 1.- Diagrama pictórico, vista general del sistema. 15
3.3 Diagrama a bloques En este diagrama a bloques (figura 2) se puede ver como se conforma el sistema automatizado. Aquí se puede ver cada segmento del sistema uno a uno, por ende cada sección indicada en el sistema es importante dado que si uno falla el sistema no funcionara adecuadamente. En el inicio del diagrama vemos al inicio el botón de encendido el cual esta comunicado hacia el indicador del estado y al sensor del agua, esto es porque si el sensor que analizara el estado de la manguera marca que no hay flujo de agua simplemente no entrara en funcionamiento el sistema y marcara que no hay agua y esperara hasta que haya flujo de agua para empezar a analizar el nivel del tanque para así tomar la decisión para llenar o mantenerse el nivel.
Figura 2.- Diagrama a bloques del sistema
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3.4 Diagrama esquemático En el diagrama esquemático (figura 3) se ve el material y piezas necesarias para construir. De esta forma se puede ver una vista general del armado del sistema en la parte electrónica. A B M O V B 5 7 K C A P S E R
1 P R 1
2 M
2 H
2 3 4 5 6 7 8
2 2 2
1 2 Q N 2
5 R L E V I N
9 8 7 6 5 4 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3
k 1 A M R A L A
A B M O B
1 2 3 4 5 6 7 8 2 2 2 2 2 2 2 2
0 1 2 3 4 5 6 7 D D D D D D D D A / A / A / A / A / A / A / A / 0 . 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 0 0 0 0 0 0 0 0 P P P P P P P P
1 S L
2 V
A A M B R M A 2 2 2 O L H M V B A
R E D N U O S
0 1 2 3 4 5 6 7 1 1 1 1 1 1 1 1
8 9 0 1 2 3 4 5 A / A 1 1 1 1 1 1 / A A / A / A / A / A 0 . 1 . / / 2 2 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . P P 2 2 2 2 2 2 P P P P P P
6 R
0 1 0 1 R D D D T T T / T / W X X N N R / T R I / . 5 . / 7 / 1 / I / 4 6 . . 3 3 3 0 3 . 2 . 3 . . P P 3 3 3 3 P P P P P P
0 3 3
N O
1 U
1 L A T X
9 1
2 L A T X 8 1
9
H
O N E L L
N E E S L A P A E
T S R
9 0 1 2 3 3
O I D E M
1 M
O I C A V
F F O
3 R
k 0 1
F F O
C C 1 V 5 C 9 8 T A
1 2 3 4 5 6 7 8
V A A V H M S S
M
1 H
0 . 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 1 1 1 1 1 1 1 1 P P P P P P P P
N O
1 V
A U G A E D R O S N E S
1 R
k 0 1
1 H
2 R
k 0 1
1 M
1 V
4 R
k 0 1
1 A S
1 A S
Figura 3.- Diagrama esquemático. 17
3.5 Código de programación En esta sección se observa el código de programación empleado para el sistema automatizado. En cada línea se escribe un comentario haciendo indicación que está realizando cada línea de programa, para así conocer más explícitamente el funcionamiento del sistema. MOV INICIO:
A,#00H
MOV CJNE MOV
A,P1 A,#00H,H P0,#10H
JMP
INICIO
CJNE MOV
A,#0FH,M P0,#07H
;Mueve lo que tiene el port1 a Acum ;NO HAY AGUA A LA ENTRADA ;activa la alarma ya que no hay agua en la
alimentación
H:
;H = LLENO ;BOMBA = OFF E INDICADOR ENCENDIDO
TOTAL JMP
M:
INICIO
CJNE A,#0EH,V MOV P0,#0EH ROJO,AMARILLO JMP INICIO
V:
CJNE MOV INDICADOR ROJO JMP
A,#0CH,VT P0,#0CH
;M = MEDIO ;BOMBA = ON E INDICADOR
;B = VACIO, VT= VACIO TOTAL ;BOMBA = ON E
INICIO
VT:
CJNE MOV JMP
A,#08H,SA1 P0,#18H INICIO
SA1:
CJNE MOV
A,#04H,SA2 P0,#14H
;ENCIENDE LA ALARMA E INDICADOR
ROJO JMP SA2:
CJNE MOV JMP
SA3:
CJNE MOV JMP
INICIO A,#06H,SA3 P0,#16H ROJO,AMARILLO INICIO
;ENCIENDE ALARMA E INDICADOR
A,#07H,INICIO P0,#17H ;ENCIENDE ALARMA E INDICADOR ROJO,AMARILLO Y VERDE INICIO 18
END
3.6 Simulación Simulación realizada donde se visualiza de una manera rápida (figura 4). Donde el indicador de nivel que está mostrando el nivel, mostrando nivel medio de la cisterna, por lo tanto la bomba esta en operación para poder así proceder a llenar la cisterna. El sensor analizador del flujo del agua en la alimentación es representado por un push botton el cual esta activado indicando que si hay flujo de agua y por lo tanto si procede a activar la bomba, en dado caso que este push botton estuviera desactivado no podría proceder a activar la bomba siempre verificando el nivel fuera inferior a nivel alto.
Figura 4.- Simulación en Proteus 7 SP2
En la animación de la simulación los pulsadores son la representación de los electrodos que irían en ese lugar y el último pulsador es la representación del sensor que iría en la tubería para visualizar la indicación si hay o no hay flujo de agua en la tubería de alimentación. 19
3.7 Resultados Como hemos observado, después de todo lo realizado podemos decir que satisfactoriamente que se pudo cumplir con el objetivo y las expectativas deseadas en el del proyecto. Esto por podemos decir que se puede llevar a la práctica sin ningún problema a menos que llegaran a surgir inconvenientes mecánicos de los materiales. Y el modelo que se tiene se puede hacer una ampliación para tener a más detalle el estado de la cisterna, pudiéndose observar en una pantalla lcd en la cual marcara el estado del tanque, apagar y encender la bomba de forma manual si se desea y todo esto en forma remota. Ya sea por una pantalla lcd, con un software en la pc o incluso tener el control total desde una aplicación en el teléfono celular. Claro todas estas modificaciones implicarían un costo adicional, por ello aquí estamos manejando la forma más básica y funcional.
CONCLUSIÓN Con este sistema diseñado empleando los conocimientos justos y necesarios para el diseño automatizado de una cisterna domestica facilita el monitoreo, llenado, vaciado y monitoreo de si hay agua en la llave para así proceder a llenar el tanque, de esta forma se aseguro que la bomba no trabajara en vacio y dañarse, junto con sus indicadores tanto de nivel, paro de emergencia indicación de agua. Con todo esto se asegura que el sistema sea autosuficiente y con ello mantener el mayor confort y seguridad del cliente. A este sistema se lo pudiese agregar un medidor de pH, de cloro c loro y otras variables, para así poder tener una mejor calidad del agua para la zona a la que vaya a dirigirse el agua. Sin embargo, al aumentar todo este tipo de mejoras va incrementado el costo del sistema, mas sin embargo, si el cliente necesita mayor calidad y control del tratado de agua se puede incrementar la eficiencia del sistema. Incluso se pudiese reciclar el agua de la casa para así tener un menor gasto de agua potable en la vivienda y así apoyar el medio ambiente y hacer un hogar sustentable.
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BIBLIOGRAFÍA: http://www.atmel.com/ http://sites.google.com/site/siliconcommx/ http://www.monografias.com/trabajos12/microco/microco.shtml http://www.schillig.com.ar/introduccion_nivel_fr.htm http://www.es.endress.com/ www.microchip.com
Ingenierita de control automático (Instrumentación industrial) – Tomo I, Ing. José Nacif Narchi, Editorial: La ilustración S.A., Primera Edición. Sexta Instrumentación industrial, Antonio Creus Solé, ALfaomega-marcombo, Sexta edición.
Microcontroladores. Angulo, M. (1999). PIC McGraw – Hill. Microcontroladores de microchip. Hernandez,Carlos Gerardo. Claros,Reynaldo. Maestre,Laura (2004)
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ANEXO Datasheet (hoja de datos) del microcontrolador AT89C51 utilizado.
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