PROGRAMA DE TECNICOS INDUSTRIALES
TRABAJO DE INNOVACION Y/O MEJORA EN EL PROCESO DE PRODUCCION O SERVICIO EN LA EMPRESA
PARTICIPANTES:
EUSTAQUIO FLORES RICARDO SAMAME BRAVO CESAR
CONTROL DE TEMPERATURA TEMPERATURA PARA EL AREA AREA DE PRECALENTAMIENTO PRECALENTAMIENTO DE PLANTA DE INCUBACIÓN DE POLLOS COBB Y HISEX DE LA EMPRESA EMPRESA AVIPECUARIA 2011
“
”
DEDICATORIA
A nuestro Dios todopoderoso que nos guía por el camino del bien e ilumina nuestra mente brindándonos sabiduría, conocimiento y confianza en nosotros mismos para salir adelante.
A nuestros padres que siempre están con nosotros apoyándonos incondicionalmente y dándonos su confianza; es gracias a ellos que estamos saliendo adelante.
A nuestros instructores que formaron parte de nuestra formación profesional, que nos brindaron su apoyo desinteresado para la realización de este proyecto.
LOS INTEGRANTES
DEDICATORIA
A nuestro Dios todopoderoso que nos guía por el camino del bien e ilumina nuestra mente brindándonos sabiduría, conocimiento y confianza en nosotros mismos para salir adelante.
A nuestros padres que siempre están con nosotros apoyándonos incondicionalmente y dándonos su confianza; es gracias a ellos que estamos saliendo adelante.
A nuestros instructores que formaron parte de nuestra formación profesional, que nos brindaron su apoyo desinteresado para la realización de este proyecto.
LOS INTEGRANTES
PRESENTACIÓN
Dando cumplimiento con la Programación Curricular y lo establecido por el reglamento para optar el certificado de Técnico en Electrónica Industrial del SENATI (Servicio Nacional de Adiestramiento en Trabajo Industrial) – Zonal La Libertad. Nos es grato presentarles el siguiente proyecto titulado:
CONTROL DE TEMPERATURA PARA EL AREA DE
“
PRECALENTAMIENTO PRECALENTAMIENTO DE PLANTA DE INCUBACIÓN DE POLLOS COBB Y HISEX DE LA EMPRESA AVIPECUARIA AVIPECUARIA 2011
”
Este proyecto de investigación e implementación se ha desarrollado con el fin de poner en práctica los conocimientos adquiridos a través de nuestra formación profesional, especialmente a lo que se refiere Control Automático, que es un área muy amplia e importante para nuestra formación.
Sin nada más que agregar dejo a vuestro criterio la aceptación y aprobación de nuestro proyecto de investigación. i nvestigación.
LOS INTEGRANTES
INDICE
INTRODUCCION: DENOMINACION DEL PROYECTO DE INNOVACION: ANTECEDENTES: OBJETICOS: DESCRIPCION DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN: PLANOS DE TALLERES, ESQUEMA / DIAGRAMA: TIPOS DE COSTO DE MATERIALES: TIEMPO ENPLEADO O ESTIMADO PARA LA APLICACIÓN CONCLUCIONES FINALES BIBLIOGRAFIA:
INTRODUCCION La automatización y control ha logrado grandes avances en la industria, partiendo por incremento de la producción, control de calidad, y desarrollo tecnológico, convirtiéndose actualmente en una de las mayores prioridades en las industrias altamente competitivas. Nuestra labor como técnicos en la industria, abarca dicha rama, es por ello que nos capacitamos constantemente en elaborar módulos de automatismo y control. Muestra de ello es el presente proyecto que interviene en el control de temperatura. Los controladores de temperatura, son equipos que monitorean materiales (líquidos, gaseosos o sólidos) mediante un sensor y pueden definir hasta que punto deseo dicha temperatura, disminuyendo o aumentando según el parámetro establecido; tal como una refrigeradora que constantemente “prende y apaga”, para enfriar o dejar de enfriar automáticamente.
La utilización de este modulo en la industria interviene en la gran mayoría de sus procesos, ya sea para materia prima, insumos, maquinas, ambiente, etc. Por lo que es satisfactorio realizar un proyecto de tan gran utilidad.
ASPECTO INFORMATIVO. DENOMINACIÓN DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN. Control de temperatura para la zona de precalentamiento de la planta de incubación “
”
ANTECEDENTES. En la empresa INVERSIONES AVIPECUARIAS S.A Ubicada en Avenida Miguel Grau Nº 112 dedicada a la venta de pollo bebe en los últimos 3 años, actualmente
se
encuentra
produciendo
15000
pollos
semanales.
Aproximadamente son 20000 huevos que se obtiene durante la semana. Los trabajadores se desplazan en el área de recepción recolectando los huevos, luego estos huevos son almacenados aproximadamente 7 días Después son llevados a las incubadoras donde permanece aproximadamente otros 19 días luego
son
llevados
a
las
nacedoras
donde
termina
el
proceso
aproximadamente 3 días y luego pasa al área de nacimiento en donde se realiza el sexado después pasa al área de vacunación y finalmente sale a la venta. Y producen perdidas aproximadamente de 5000 huevos debido a varias causas entre ellas la temperatura (la temperatura optima debe ser de 24ºC)
PROBLEMA. ¿Habrá una solución para minimizar la perdida de huevos fecundados durante en precalentamiento? La problemática que nos lleva a realizar la innovación tecnológica del “Control de temperatura para la zona de precalentamiento de la planta de incubación” es:
Perdida de la producción (huevos).
La falta del sistema del control de temperatura.
OBJETIVOS 1. OBJETIVOS GENERALES.
2.
Desarrollar un sistema de control de temperatura. Para el precalentamiento a través de un controlador automático electrónico para minimizar las pérdidas de huevos fecundados del área de precalentamiento
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Implementar un sistema microcontroladores
de
control
de
temperatura
con
Desarrollar una nueva programación con la ayuda de un pic el cual nos permita tener más precisión en el control de temperatura
Obtener un sistema de tecnología más avanzada las cuales nos permita tener mayor precisión.
MEJORA Y/O INNOVACIÓN PROPUESTA. Se propone instalar un sistema de control de temperatura esto es gracias a un circuito electrónico llamado controlador de temperatura, el cual detecta una variación tanto positiva como negativa de temperatura con respecto a la establecida y en base a esa variación ejecuta una acción de corrección inmediata. También se va a implementar un sistema en el cual se pueda visualizar la temperatura medida y variar la temperatura a controlar. Esto se puede hacer posible gracias a que se usará un microcontrolador PIC 16F877A; dicha visualización se realizara a través de una pantalla LCD de 2x16 que estará conectada a la salida del microcontrolador.
JUSTIFICACIÓN. Debido al estudio del porque de la pérdida del producto (huevos) se detallo que hacia falta de mantener la temperatura constante de 24ºC en el área de precalentamiento. Se busca implementar un control de temperatura más preciso y sencillo para el operario a lo que confort se refiere. La Empresa INVERSIONES AVIPECUARIAS S.A saldrá beneficiado porque se pondrá un control de temperatura del cual no contaba. Este proyecto debido a su trabajo enteramente electrónico no requiere de un consumo excesivo de energía lo cual ya es un ahorro para la empresa. Este proyecto debido a su trabajo enteramente electrónico no requiere de un consumo excesivo de energía lo cual ya es un ahorro para la empresa.
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PROPUESTO.
SENSOR DE TEMPERATURA
MODULO PIC
CIRCUITO DE POTENCIA
SISTEMA DE CALEFACCIÓN
MODULO LCD
Determinación y cronograma de actividades
1 semana E R B M E I T E S
2 semana 3 semana 4 semana 1 semana 2 semana
3 semana E R B U T C O
Búsqueda de problemas en la empresa para dar una solución Búsqueda de información para dar la posible solución al problema Selección del problema a solucionar Informar al jefe del área para realizar la solución al problema observado Búsqueda de información de cómo controlar la temperatura en un ambiente. Indagación de precios para la realización del proyecto Información acerca del circuito a realizar Elaborar placa e implementar.
4 semana
Presupuesto componentes
de
todos
los
1 semana
Búsqueda de métodos para mejorar dicho circuito
E R B M E I V O N
____________________ FIRMA SAMAME BRAVO CESAR
_____________________ FIRMA EUSTAQUIO FLORES RICARDO
MARCO TEÓRICO. SENSOR DE TEMPERATURA LM35. El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1º C y un rango que abarca desde -55º C a +150º C. El sensor se presenta en diferentes encapsulados pero el mas común es el TO92 de igual forma que un típico transistor con 3 patas, dos de ellas para alimentarlo y la tercera nos entrega un valor de tensión proporcional a la temperatura medida por el dispositivo. Con el LM35 sobre la mesa las patillas hacia nosotros y las letras del encapsulado hacia arriba tenemos que de izquierda a derecha los pines son: VCC - Vout - GND. Posee una precisión aceptable para la aplicación requerida, no necesita calibración externa, posee sólo tres terminales, permite el sensado remoto y es de bajo costo.
La salida es lineal y equivale a 10mV/º C por lo tanto:
+1500mV = 150ºC
+250mV = 25ºC
-550mV = -55ºC
Funcionamiento: Para hacernos un termómetro lo único que necesitamos es un voltímetro bien calibrado y en la escala correcta para que nos muestre el voltaje equivalente a temperatura. El LM35 funciona en el rango de alimentación comprendido entre 4 y 30 voltios. Podemos conectarlo a un conversor Analógico/Digital y tratar la medida digitalmente, almacenarla o procesarla con un microcontrolador o similar. Usos: El sensor de temperatura puede usarse para compensar un dispositivo de medida sensible a la temperatura ambiente, refrigerar partes delicadas del robot o bien para sensar temperaturas en el transcurso de un trayecto de exploración.
Circuito de prueba: El siguiente montaje es un medidor de temperatura de 4 canales usando un PIC16F877A y un LCD para mostrar los datos aunque se puede modificar fácilmente el programa para obtener los datos de temperatura y calcular con ellos lo que fuese necesario. Para una medida real con el conversor del Analógico/Digital se ha dispuesto un generador de tensión de referencia ajustable modelo LM336 externo al pic, con lo cual la medida de temperatura será simple y fiable. El rango de medidas que soporta este montaje es solo de temperaturas positivas y abarca desde 0º a +150ºC. En el LCD se muestran los 4 canales T1=RA0, T2=RA1, T3=RA2, T4=RA5.
Ajuste: Hay un único ajuste que es necesario hacer correctamente y es referente a la tensión de referencia para el conversor A/D, lo haremos quitando el microcontrolador PIC de su zócalo y midiendo entre el pin número 5 correspondiente a "RA3 +Vref" y GND, entonces ajustaremos por medio de la resistencia variable multivuelta (recomiendo multivuelta y no normal por precisión de ajuste) para que en el polímetro nos marque exactamente 2,56 V con lo cual se consigue que con una precisión de conversión A/D de 8 bits cada 10mV represente un incremento en el byte de salida del conversor y por lo tanto lo podamos representar de manera sencilla sin hacer cálculos complejos.
AMPLIFICADORES OPERACIONALES. Un amplificador operacional (habitualmente llamado opam) es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia): Vout = G.(V+ − V-) Originalmente los opam se empleaban para operaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división, integración, derivación, etc) en calculadoras analógicas. De ahí su nombre. El opam ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada es infinita también se dice que las corrientes de entrada son cero. El símbolo de un monolítico es el mostrado en la siguiente figura:
Los terminales son: V+: entrada no inversora V-: entrada inversora VOUT: salida VS+: alimentación positiva VS-: alimentación negativa
Las terminales de alimentación pueden recibir diferentes nombres, por ejemplo en los opam basados en FET VDD y VSS respectivamente. Para los basados en BJT son VCC y VEE.
Normalmente los pines de alimentación son omitidos en los diagramas eléctricos por claridad. Comportamiento en continua (DC).
Lazo abierto Si no existe realimentación la salida del A.O. será la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor. Este factor suele ser del orden de 100.000 (que se considerará infinito en cálculos con el componente ideal). Por lo tanto si la diferencia entre las dos tensiones es de 1V la salida debería ser 100.000V. Debido a la limitación que supone no poder entregar más tensión de la que hay en la alimentación, el A.O. estará saturado si se da este caso. Si la tensión más alta es la aplicada a la patilla + la salida será la que corresponde a la alimentación VS+, mientras que si la tensión más alta es la del pin - la salida será la alimentación VS-. Lazo cerrado Se conoce como lazo a la realimentación en un circuito. Aquí se supondrá realimentación negativa. Para conocer el funcionamiento de esta configuración se parte de las tensiones en las dos entradas exactamente iguales, se supone que la tensión en la patilla + sube y, por tanto, la tensión en la salida también se eleva. Como existe la realimentación entre la salida y la patilla -, la tensión en esta patilla también se eleva, por tanto la diferencia entre las dos entradas se reduce, disminuyéndose también la salida. Este proceso pronto se estabiliza, y se tiene que la salida es la necesaria para mantener las dos entradas, idealmente, con el mismo valor. Siempre que hay realimentación negativa se aplican estas dos aproximaciones para analizar el circuito: V+ = VI+ = I- = 0
Comportamiento en alterna (AC).
En principio la ganancia calculada para continua puede ser aplicada para alterna, pero a partir de ciertas frecuencias aparecen limitaciones. (Ver sección de limitaciones) Análisis.
Para analizar un circuito en el que haya A.O. puede usarse cualquier método, pero uno habitual es:
Comprobar si tiene realimentación negativa Si tiene realimentación negativa se pueden aplicar las reglas del apartado anterior. Definir las corrientes en cada una de las ramas del circuito Aplicar el método de los nodos en todos los nodos del circuito excepto en los de salida de los amplificadores (porque en principio no se puede saber la corriente que sale de ellos) Aplicando las reglas del apartado 2 resolver las ecuaciones para despejar la tensión en los nodos donde no se conozca.
Configuraciones. Comparador
Esta es una aplicación sin la realimentación. Compara entre las dos entradas y saca una salida en función de qué entrada sea mayor. Se puede usar para adaptar niveles lógicos.
Seguidor Es aquel circuito que proporciona a la salida la misma tensión que a la entrada
Se usa como un buffer, para eliminar efectos de carga o para adaptar impedancias (conectar un dispositivo con gran impedancia a otro con baja impedancia y viceversa) Como la tensión en las dos patillas de entradas es igual: Vout = Vin Zin = ∞ Inversor
Se denomina inversor ya que la señal de salida es igual a la señal de entrada (en forma) pero con la fase invertida 180 grados. El análisis de este circuito es el siguiente: V+ = V- = 0
Definiendo corrientes:
y de aquí se despeja.
Para el resto de circuitos el análisis es similar. Zin = Rin Por lo cual podemos controlar la impedancia de entrada mediante la elección de R1
Esta configuración es una de las más importantes, porque gracias a esta configuración, se puede elaborar otras configuraciones, como la configuración del derivador, integrador, sumador. No inversor
Como observamos, el voltaje de entrada, ingresa por el pin positivo, pero como conocemos que la ganancia del amplificador operacional es muy grande, el voltaje en el pin positivo es igual al voltaje en el pin negativo, conociendo el voltaje en el pin negativo podemos calcular, la relación que existe entre el voltaje de salida con el voltaje de entrada haciendo uso de un pequeño divisor de tensión.
Zin = ∞
Sumador inversor
La salida está invertida Para resistencias independientes R 1, R2,... Rn
La expresión se simplifica bastante si se usan resistencias del mismo valor Impedancias de entrada: Zn = Rn
Restador
Para resistencias independientes R 1,R2,R3,R4:
Igual que antes esta expresión puede simplificarse con resistencias iguales
La impedancia diferencial entre dos entradas es Z in = R1 + R2 Integrador ideal
Integra e invierte la señal (Vin y Vout son funciones dependientes del tiempo)
Vinicial es la tensión de salida en el origen de tiempos Nota: El integrador no se usa en la práctica de forma discreta ya que cualquier señal pequeña de DC en la entrada puede ser acumulada en el capacitor hasta saturarlo por completo. Este circuito se usa de forma combinada en sistemas retroalimentados que son modelos basados en variables de estado (valores que definen el estado actual del sistema) donde el integrador conserva una variable de estado en el voltaje de su capacitor. Derivador ideal
Deriva e invierte la señal respecto al tiempo
Este circuito también se usa como filtro.
Girador permite construir convertidores de inmitancias (empleando un condensador simular un inductor, por ejemplo).
Nota: Es un circuito que no se utiliza en la práctica porque no es estable, esto se debe a que al amplificar más las señales de alta frecuencia se termina amplificando el ruido por mucho. Aplicaciones.
Calculadoras analógicas Filtros Preamplificadores y buffers de audio y video Reguladores Conversores Evitar el efecto de carga Adaptadores de niveles (por ejemplo CMOS y TTL)
Estructura.
Aunque es usual presentar al A.O. como una caja negra con características ideales es importante entender la forma en que funciona, de esta forma se podrá entender mejor las limitaciones que presenta. Los diseños varían entre cada fabricante y cada producto, pero todos los A.O. tienen básicamente la misma estructura interna, que consiste en tres etapas:
Amplificador diferencial: es la etapa de entrada que proporciona una baja amplificación del ruido y gran impedancia de entrada. Suelen tener una salida diferencial. Amplificador de tensión: proporciona una ganancia de tensión. Amplificador de salida: proporciona la capacidad de suministrar la corriente necesaria, tiene una baja impedancia de salida y, usualmente, protección frente a cortocircuitos.
Ejemplo del 741
Diagrama electrónico del operacional 741 En el diagrama se destaca en azul el amplificador diferencial. Éste es el responsable de que las corrientes de entrada no sean cero, pero si respecto a las de los colectores (Nótese como a pesar de aproximar las corrientes de entrada a 0, si éstas realmente fueran 0 el circuito no funcionaría). La impedancia de entrada es de unos 2M Ω. Las etapas en rojo son espejos de corriente. El superior de la izquierda sirve para poder soportar grandes tensiones en modo común en la entrada. El superior de la derecha proporciona una corriente a la circuitería de salida para mantener la tensión. El inferior tiene una baja corriente de colector debido a las resistencias de 5kΩ. Se usa como conexión de gran impedancia a la alimentación negativa para poder tener una tensión de referencia sin que haya efecto de carga en el circuito de entrada. Los pines llamados Offset null son usados para eliminar las tensiones de offset que pueda haber en el circuito. La etapa de ganancia en tensión es NPN.
La sección verde es un desplazador de tensión. Esto proporciona una caída de tensión constante sin importar la alimentación. En el ejemplo 1V. Esto sirve para prevenir la distorsión. El condensador se usa como parte de un filtro paso bajo para reducir la frecuencia y prevenir que el A.O oscile. La salida en celeste es un amplificador PNP seguidor con emisor push-pull. El rango de la tensión de salida es de un voltio menos a la alimentación, la tensión colector-emisor de los transistores de salida nunca puede ser totalmente cero. Las resistencias de salida hacen que la corriente de salida esté limitada a unos 25mA. La resistencia de salida no es cero, pero con realimentación negativa se aproxima. Parámetros.
Ganancia en lazo abierto. Indica la ganancia de tensión en ausencia de realimentación. Se puede expresar en unidades naturales (V/V, V/mV) o logarítmicas (dB). Son valores habituales 100.000 a 1.000.000 V/V. Tensión en modo común. Es el valor medio de tensión aplicado a ambas entradas del operacional. Tensión de Offset. Es la diferencia de tensión, aplicada a través de resistencias iguales, entre las entradas de un operacional que hace que su salida tome el valor cero. Corriente de Offset. Es la diferencia de corriente entre las dos entradas del operacional que hace que su salida tome el valor cero. Margen de entrada diferencial. Es la mayor diferencia de tensión entre las entradas del operacional que mantienen el dispositivo dentro de las especificaciones. Corrientes de polarización (Bias ) de entrada. Corriente media que circula por las entradas del operacional en ausencia de señal Slew rate. Es la relación entre la variación de la tensión de salida máxima respecto de la variación del tiempo. Se mide en V/μs, kV/μs o
similares.
Relación de Rechazo en Modo Común (RRMC o CMRR en sus siglas en inglés). Relación entre la ganancia en modo diferencial y la ganancia en modo común.
Limitaciones.
Saturación Un A.O.L típico no puede suministrar más de la tensión a la que se alimenta, normalmente algunos voltios menos. Cuando se da este valor se dice que satura, pues ya no está amplificando. La saturación puede ser aprovechada por ejemplo en circuitos comparadores. Tensión de offset Es la diferencia de tensión que se obtiene entre los dos pines de entrada cuando la tensión de salida es nula, este voltaje es cero en un amplificador ideal lo cual no se obtiene en un amplificador real. Esta tensión puede ajustarse a cero por medio del uso de las entradas de offset (solo en algunos modelos de operacionales) en caso de querer precisión. El offset puede variar dependiendo de la temperatura (T) del operacional como sigue:
Donde T0 es una temperatura de referencia Un parámetro importante, a la hora de calcular las contribuciones a la tension de offset en la entrada de un operacional es el CMRR (Rechazo al modo común). Ahora también puede variar dependiendo de la alimentación del operacional, a esto se le llama PSRR (power supply rejection ratio, relación de rechazo a la fuente de alimentación). La PSRR es la variación del voltaje de offset respecto a la variación de los voltajes de alimentación,expresada en dB. Se calcula como sigue:
Corrientes Aquí hay dos tipos de corrientes que considerar y que los fabricantes suelen proporcionar: I OFFSET = | I + − I − |
Idealmente ambas deberían ser cero. Característica tensión-frecuencia Al A.O. típico también se le conoce como amplificador realimentado en tensión (VFA). En él hay una importante limitación respecto a la frecuencia: El producto de la ganancia en tensión por el ancho de banda es constante. Como la ganancia en lazo abierto es del orden de 100.000 un amplificador con esta configuración sólo tendría un ancho de banda de unos pocos Hercios. Al realimentar negativamente se baja la ganancia a valores del orden de 10 a cambio de tener un ancho de banda aceptable. Existen modelos de diferentes A.O. para trabajar en frecuencias superiores, en estos amplificadores prima mantener las características a frecuencias más altas que el resto, sacrificando a cambio un menor valor de ganancia u otro aspecto técnico. B Capacidades El A.O. presenta capacidades (capacitancias) parásitas, las cuales producen una disminución de la ganancia conforme se aumenta la frecuencia. Deriva térmica Debido a que una unión semiconductora varía su comportamiento con la temperatura, los A.O. también cambian sus características, en este caso hay que diferenciar el tipo de transistor en el que está basado, así las corrientes anteriores variarán de forma diferente con la temperatura si son bipolares o JFET. MICROCONTROLADOR.
Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: CPU, Memoria y Unidades de E/S, es decir, se trata de un computador completo en un solo circuito integrado. Características
Son diseñados para disminuir el costo económico y el consumo de energía de un sistema en particular. Por eso el tamaño de la CPU, la cantidad de memoria y los periféricos incluidos dependerán de la aplicación. El control de un electrodoméstico sencillo como una batidora, utilizará un procesador muy pequeño (4 u 8 bit) por que sustituirá a un autómata finito. En cambio un reproductor de música y/o vídeo digital (mp3 o mp4) requerirá de un procesador de 32 bit o de 64 bit y de uno o más Códec de señal digital (audio y/o vídeo). El control de un sistema de frenos ABS (Antilock Brake System) se basa normalmente en un microcontrolador de 16 bit, al igual que el sistema de control electrónico del motor en un automóvil.
Esquema de un microcontrolador Los microcontroladores representan la inmensa mayoría de los chips de computadoras vendidos, sobre un 50% son controladores "simples" y el restante corresponde a DSPs más especializados. Mientras se pueden tener uno o dos microprocesadores de propósito general en casa, usted tiene distribuidos seguramente entre los electrodomésticos de su hogar una o dos docenas de microcontroladores. Pueden encontrarse en casi cualquier dispositivo electrónico como automóviles, lavadoras, hornos microondas, teléfonos, etc. Un microcontrolador difiere de una CPU normal, debido a que es más fácil convertirla en una computadora en funcionamiento, con un mínimo de chips externos de apoyo. La idea es que el chip se coloque en el dispositivo, enganchado a la fuente de energía y de información que necesite, y eso es todo. Un microprocesador tradicional no le permitirá hacer esto, ya que espera que todas estas tareas sean manejadas por otros chips. Hay que agregarle los módulos de entrada/salida (puertos) y la memoria para almacenamiento de información. Por ejemplo, un microcontrolador típico tendrá un generador de reloj integrado y una pequeña cantidad de memoria RAM y ROM /EPROM /EEPROM /FLASH, significando que para hacerlo funcionar, todo lo que se necesita son unos pocos programas de control y un cristal de sincronización. Los microcontroladores disponen generalmente también de una gran variedad de dispositivos de entrada/salida, como convertidores de analógico a digital, temporizadores, UARTs y buses de interfaz serie especializados, como I2C y CAN. Frecuentemente, estos dispositivos integrados pueden ser controlados por instrucciones de procesadores especializados. Los modernos microcontroladores frecuentemente incluyen un lenguaje de programación integrado, como el BASIC que se utiliza bastante con este propósito.
Los microcontroladores negocian la velocidad y la flexibilidad para facilitar su uso. Debido a que se utiliza bastante sitio en el chip para incluir funcionalidad, como los dispositivos de entrada/salida o la memoria que incluye el microcontrolador, se ha de prescindir de cualquier otra circuitería. Familias de microcontroladores
Los microcontroladores más comunes en uso son: Empresa
8 bits
Atmel AVR
ATmega 8
Freescale (antes Motorola)
12 14 bit bit s s
68HC05, 68HC08, x 68HC11, HCS08 x
16 bits
32 bits
64 Observacione bit s s
68HC12, 683xx, 68HCS12, PowerPC x x 68HCSX12, Architectur 68HC16 e
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Hitachi, Ltd
H8
Holtek
HT8
Intel
MCS-48 (familia 8048) MCS51 (familia 8051) 8xC251
x
x
MCS96, MXS296
National Semiconduct or
COP8
x
x
x
x
x
x
Microchip
Familia 10f2xx Familia
dsPIC30FX Xy dsPIC33F d
PIC32
x
x
12Cxx Familia 12Fxx, 16Cxx y 16Fxx 18Cxx y 18Fxx NEC
e 16 bits
78K
Parallax ST
ST 62,ST 7
Texas TMS370, Instruments MSP430 Zilog
Z8, Z86E02
Silabs
C8051
DESCRIPCIÓN DEL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A. El microcontrolador pertenece a la familia 16F87x, que son una combinación del PIC 16F84 y los recursos del PIC 16C73 y 74, incorpora la memoria FLASH, con capacidad de 4K u 8K. Tiene 5 puertos configurables a las necesidades, comunicación serie, convertidor Análogo/Digital, comunicación paralela y su alimentación va en un rango de 3 a 5 volts. Este microcontrolador trabaja con varias frecuencias de entrada, siendo la mayor de 20 mega hertz, aunque internamente trabaja a un cuarto de frecuencia antes mencionada gracias a un divisor de frecuencia que ya esta contenido en el interior del PIC. La cantidad de corriente que estos dispositivos requieren es muy pequeña y tienen un gran soporte y resistencia contra ciertos contaminantes del exterior, aunque si son sensibles al ruido externo causado por algunas componentes conectados a sus terminales.
El uso de este PIC te permite tener tu propia computadora para aplicaciones específicas, que con el simple hecho de desarrollar tu programa en "C" o en ensamblador, te den la posibilidad de controlar y manipular el entorno donde te encuentras. Puedes conectar directamente simples leds, display de segmentos, sensores de temperatura, y luminosidad, o ya para trabajo pesado y con el uso de otros componentes motores, actuadores, etc. Los microcontroladores se programan en Assembler y cada microcontrolador varía su conjunto de instrucciones de acuerdo a su fabricante y modelo. De acuerdo al número de instrucciones que el microcontrolador maneja se le denomina de arquitectura RISC (reducido) o CISC (complejo). Los microcontroladores poseen principalmente una ALU (Unidad Lógico Aritmética), memoria del programa, memoria de registros, y pines I/O (entrada y/0 salida). La ALU es la encargada de procesar los datos dependiendo de las instrucciones que se ejecuten (ADD, OR, AND), mientras que los pines son los que se encargan de comunicar al microcontrolador con el medio externo. Características. En siguiente tabla de pueden observar las características más relevantes del dispositivo: CARACTER STICAS Frecuencia máxima
16F877 DX-20MHz
Memoria de programa flash palabra de 14 bits
8KB
Posiciones RAM de datos
368
Posiciones EEPROM de datos
256
Puertos E/S
A,B,C,D,E
Número de pines
40
Interrupciones
14
Timers
3
Módulos CCP
2
Comunicaciones Serie Comunicaciones paralelo Líneas de entrada de CAD de 10 bits Juego de instrucciones
MSSP, USART PSP 8 35 Instrucciones
Longitud de la instrucción
14 bits
Arquitectura
Harvard
CPU Canales Pwm
Risc 2
Dispositivos periféricos: Timer0: Temporizador-contador de 8 bits con preescaler de 8 bits Timer1: Temporizador-contador de 16 bits con preescaler que puede incrementarse en modo sleep de forma externa por un cristal/clock.
Timer2: Temporizador-contador de 8 bits con preescaler y postescaler. Dos módulos de Captura, Comparación, PWM (Modulación de Anchura de Impulsos). Conversor A/D de 1 0 bits. Puerto Serie Síncrono Master (MSSP) con SPI e I2C (Master/Slave). USART/SCI (Universal Syncheronus Asynchronous Receiver Transmitter) con 9 bit. Puerta Paralela Esclava (PSP) solo en encapsulados con 40 pines
NOMBRE DEL PIN PIN TIPO TIPO DE BUFFER OSC1/CLKIN
13
I
OSC2/CLKOUT
14
O
-
MCLR/Vpp/THV
1
I/P
ST
RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/ VrefRA3/AN3/Vref+ RA4/T0CKI RA5/SS/AN4
RBO/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD
2 3 4 5 6 7
33 34 35 36 37 38
I/O I/O I/O I/O I/O I/O
I/O I/O I/O I/O I/O I/O
DESCRIPCI N
ST/MOS Entrada del oscilador de cristal / Entrada de señal de reloj externa
TTL TTL TTL TTL ST TTL
Salida del oscilador de cristal Entrada del Master clear (Reset) o entrada de voltaje de programación o modo de control high voltaje test PORTA es un puerto I/O bidireccional RAO: puede ser salida analógica 0 RA1: puede ser salida analógica 1 RA2: puede ser salida analógica 2 o referencia negativa de voltaje RA3: puede ser salida analógica 3 o referencia positiva de voltaje RA4: puede ser entrada de reloj el timer0. RA5: puede ser salida analógica 4 o el esclavo seleccionado por el puerto serial síncrono.
PORTB es un puerto I/O bidireccional. Puede ser TTL/ST programado todo como entradas TTL RB0 pude ser pin de interrupción TTL externo. TTL RB3: puede ser la entada de TTL programación de bajo voltaje TTL Pin de interrupción
RCO/T1OSO/T1CKI RC1/T1OS1/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SD1/SDA RC5/SD0 RC6/Tx/CK RC7/RX/DT
39 40
I/O I/O
TTL/ST Pin de interrupción TTL/ST Pin de interrupción. Reloj de programación serial
15 16 17
I/O I/O I/O
ST ST ST
18
I/O
ST
23 24 25 26
I/O I/O I/O I/O
ST ST ST ST
PORTC es un puerto I/O bidireccional RCO puede ser la salida del oscilador timer1 o la entrada de reloj del timer1 RC1 puede ser la entrada del oscilador timer1 o salida PMW 2 RC2 puede ser una entrada de captura y comparación o salida PWN RC3 puede ser la entrada o salida serial de reloj síncrono para modos SPI e I2C RC4 puede ser la entrada de datos SPI y modo I2C RC5 puede ser la salida de datos SPI RC6 puede ser el transmisor tr ansmisor asíncrono USART o el reloj síncrono. RC7 puede ser el receptor asíncrono USART o datos síncronos
RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7
PORTD es un puerto bidireccional ST/TTL paralelo ST/TTL ST/TTL ST/TTL ST/TTL ST/TTL ST/TTL ST/TTL
19 20 21 22 27 28 29 30
I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O
8
I/O
9
I/O
10
I/O
Vss
12.31
P
-
Referencia de tierra para los pines lógicos y de I/O
Vdd
11.32
P
-
Fuente positiva para los pines lógicos y de I/O
NC
-
-
-
No está conectado internamente
REO/RD/AN5 RE1/WR/AN RE2/CS/AN7
ST/TTL PORTE es un puerto I/O bidireccional ST/TTL REO: puede ser control de lectura para el puerto esclavo paralelo o ST/TTL entrada analógica 5 RE1: puede ser escritura de control para el puerto paralelo esclavo o entrada analógica 6 RE2: puede ser el selector de control para el puerto paralelo esclavo o la entrada analógica 7.
4.4 CONTROLADOR. Dispositivo, de diversa tecnología, que procesa el error formado por la diferencia del valor del punto de referencia (SP), y el valor actual de la variable de proceso, (PV). El error es procesado de acuerdo con tipo de acción de control, dando lugar a la variable manipulada (MV) con lo que se procura mantener mínima desviación y máxima estabilidad en el proceso. Modos de control. a. Proporcional: Tiene como objetivo reducir la magnitud del error (diferencia entre el punto de ajuste y la medición), así dará estabilidad al proceso. b. Integral: El modo de control Integral tiene como propósito disminuir y eliminar el error en estado estacionario, provocado por el modo proporcional. c. Derivativo: La función de la acción derivativa es mantener el error al mínimo corrigiéndolo proporcionalmente con la velocidad misma que se produce; de esta manera evita que el error se incremente. Tipos de control. a. Manual: Decisiones y acciones tomadas por el operador b. Automático: Decisiones y acciones tomadas sin intervención humana. En este caso se necesitan una serie de componentes: sensor, transmisor, controlador y elemento final de control. Proporcional ( Control proporcional)
Proporcional La parte proporcional consiste en el producto entre la señal de error y la constante proporcional como para que hagan que el error en estado estacionario sea casi nulo, pero en la mayoría de los casos, estos valores solo serán óptimos en una determinada porción del rango total de control, siendo distintos los valores óptimos para cada porción del rango. Sin embargo, existe también un valor límite en la constante proporcional a partir del cual, en algunos casos, el sistema alcanza valores superiores a los deseados. Este fenómeno se llama sobreoscilación y, por razones de seguridad, no debe sobrepasar el 30%, aunque es conveniente que la parte proporcional ni siquiera produzca sobreoscilación. La partes proporcional no considera el tiempo, por tanto la mejor manera de solucionar el error permanente y hacer que el sistema contenga alguna componente que tenga en cuenta la variación con respecto al tiempo es incluyendo y configurando las acciones integral y derivativa. La fórmula del proporcional esta dada por: Integral ( proporcional integral)
Integral El modo de control Integral tiene como propósito disminuir y eliminar el error en estado estacionario, provocado por el modo proporcional. El error es integrado, lo cual tiene la función de promediarlo o sumarlo por un periodo de tiempo determinado; Luego es multiplicado por una constante I. I representa la constante de integración. Posteriormente, la respuesta integral es adicionada al modo Proporcional para formar el
control P + I con el propósito de obtener una respuesta estable del sistema sin error estacionario. El modo integral presenta un desfasamiento en la respuesta de 90º que sumados a los 180º de la retroalimentación ( negativa ) acercan al proceso a tener un retraso de 270º, luego entonces solo será necesario que el tiempo muerto contribuya con 90º de retardo para provocar la oscilación del proceso. <<< la ganancia total del lazo de control debe ser menor a 1, y así inducir una atenuación en la salida del controlador para conducir el proceso a estabilidad del mismo. >>> La formula del integral esta dada por: I sal Derivativo (proporcional derivativo)
Derivativo La acción derivativa se manifiesta cuando hay un cambio en el valor absoluto del error; (si el error es constante, solamente actúan los modos proporcional e integral). El error es la desviación existente entre el punto de medida y el valor consigna, o "Set Point ".
La función de la acción derivativa es mantener el error al mínimo corrigiéndolo proporcionalmente con la velocidad misma que se produce; de esta manera evita que el error se incremente. Se deriva con respecto al tiempo y se multiplica por una constante D y luego se suma a las señales anteriores ( P+I ). gobernar la respuesta de control a los cambios en el sistema ya que una mayor derivativa corresponde a un cambio más rápido y el controlador puede responder acordemente. La fórmula del derivativo esta dada por: Significado de las constantes
P. constante de proporcionalidad: se puede ajustar como el valor de la ganancia del controlador o el porcentaje de banda proporcional. I. constante de integración: indica la velocidad con la que se repite la acción proporcional. D. constante de derivación: hace presente la respuesta de la acción proporcional duplicándola, sin esperar a que el error se duplique. El valor indicado por la constante de derivación es el lapso de tiempo durante el cual se manifiestará la acción proporcional correspondiente a 2 veces el error y después desaparecerá. Tanto la acción Integral como la acción Derivativa, afectan a la ganancia dinámica del proceso. La acción integral sirve para reducir el error estacionario, que existiría siempre si la constante Ki fuera nula. La salida de estos tres términos, el proporcional, el integral, y el derivativo son sumados para calcular la salida del controlador PID. Definiendo u(t) como la salida del controlador, la forma final del algoritmo del PID es:
Usos.
Por tener una exactitud mayor a los controladores proporcional, proporcional derivativo y proporcional integral se utiliza en aplicaciones más cruciales tales como control de presión, flujo, química, fuerza, velocidad y otras variables.
DESARROLLO DEL PROYECTO. CIRCUITO ESQUEMATICO
Diseño de la Tarjeta para el Microcontrolador. Para el desarrollo de esta tarjeta se ha comenzado realizando el diagrama esquemático del circuito. Para ello se ha uso un programa especial llamado “eagle”, el cual te permite realizar el diagrama esquemático y también puedes realizar el recorrido de las pistas que va a ir en la baquelita. Pero en nuestro caso utilizamos el “pcb wizard” el cual es un programa En este circuito se coloca el Microcontrolador PIC16F877A, que es el encargado de generar el “Set Point” para la temperatura; la pantalla
LCD 2x16 en la cual se visualizará la temperatura que viene del preamplificador del sensor LM35. CIRCUITO PRINCIPAL
CIRCUITO COMPLETO CON RELES
CIRCUITO AMPLIFICADOR
Estos circuitos fueron diseñados por partes, circuito principal del pic, modulo de salidas y amplificador para hacer las pruebas correspondientes, en el transcurso de las pruebas nos dimos cuenta que el modulo de salida emitía mucho ruido debido a los relés, además de haber desgaste con el transcurso del tiempo al estar funcionando. Se opto por hacer 2 circuitos, uno del sensor con amplificador y el otro el circuito del pic y la parte de potencia juntos, en este caso la parte de potencia fue rediseñada, utilizamos relé de estado sólido, el cual esta principalmente compuesto por el optotriac y el triac.
CIRCUITO ESQUEMATICO DEL CONTROLADOR
CIRCUITO DEL CONTROLADOR
APLICACIONES DE VISUAL BASIC Visual Basic es un lenguaje de programación dirigido por eventos, desarrollado por el alemán Alan Cooper para Microsoft. Este lenguaje de programación es un dialecto de BASIC, con importantes agregados. Su primera versión fue presentada en 1991, con la intención de simplificar la programación utilizando un ambiente de desarrollo completamente gráfico que facilitara la creación de interfaces gráficas y, en cierta medida, también la programación misma. La última versión fue la 6, liberada en 1998, para la que Microsoft extendió el soporte de este lenguaje hasta marzo de 2008. En 2001 Microsoft propuso abandonar el desarrollo basado en la API Win32 y pasar a un framework o marco común de librerías, independiente de la versión del sistema operativo, .NET Framework, a través de Visual Basic .NET (y otros lenguajes como C Sharp (C#) o Vincenzo Visual (VV) de fácil transición de código entre ellos); fue el sucesor de Visual Basic 6. Si bien Visual Basic es de propósito general, también permite el desarrollo de aplicaciones de bases de datos usando Data Access Objects, Remote Data Objects, o ActiveX Data Objects. Visual Basic (Visual Studio) contiene un entorno de desarrollo integrado o IDE que incluye un editor de textos para edición del código, un depurador, un compilador (y enlazador) y un constructor de interfaz gráfica o GUI.
Visual Basic es uno de los tantos lenguajes de programación que podemos encontrar hoy en día. Dicho lenguaje nace del BASIC (Beginner´s All-purpose Symbolic Instruction Code) que fue creado en su versión original en el Dartmouth College, con el propósito de servir a aquellas personas que estaban interesadas en iniciarse en algún lenguaje de programación. Luego de sufrir varias modificaciones, en el año 1978 se estableció el BASIC estándar. La sencillez del lenguaje ganó el desprecio de los programadores avanzados por considerarlo "un lenguaje para principiantes". Primero fue GW-BASIC, luego se transformó en QuickBASIC y actualmente se lo conoce como Visual Basic y la versión más reciente es la 6 que se incluye en el paquete Visual Studio 6 de Microsoft. Esta versión combina la sencillez del BASIC con un poderoso lenguaje de programación Visual que juntos permiten desarrollar robustos programas de 32 bits para Windows. Esta fusión de sencillez y la estética permitió ampliar mucho más el monopolio de Microsoft, ya que el lenguaje sólo es compatible con Windows, un sistema operativo de la misma empresa.
Visual Basic ya no es más "un lenguaje para principiantes" sino que es una perfecta alternativa para los programadores de cualquier nivel que deseen desarrollar aplicaciones compatibles con Windows. En este informe explicaremos algunos términos y/o características de mismo con la finalidad de aprender mas sobre este Programa y manejarlo con facilidad
1. Es un lenguaje de programación que se ha diseñado para facilitar el desarrollo de aplicaciones en un entorno grafico (GUI-GRAPHICAL USER INTERFACE) Como Windows 98, Windows NT o superior. 2. ¿Qué es Visual Basic? Diseñador de entorno de datos: Es posible generar, de manera automática, conectividad entre controles y datos mediante la acción de arrastrar y colocar sobre formularios o informes. Los Objetos Actives son una nueva tecnología de acceso a datos mediante la acción de arrastrar y colocar sobre formularios o informes. Asistente para formularios: Sirve para generar de manera automática formularios
que
administran
registros
de
tablas
o
consultas
pertenecientes a una base de datos, hoja de calculo u objeto (ADOACTIVE DATA OBJECT)
Asistente para barras de herramientas es factible incluir barras de herramientas es factible incluir barra de herramientas personalizada, donde el usuario selecciona los botones que desea visualizar durante la ejecución. En las aplicaciones HTML: Se combinan instrucciones de Visual Basic con código HTML para controlar los eventos que se realizan con frecuencia en una pagina web. La Ventana de Vista de datos proporciona acceso a la estructura de una base de datos. Desde esta también acceso al Diseñador de Consultas y diseñador de Base de datos para administrar y registros. 3. Características de Visual Basic. Barra de titulo: muestra el nombre del proyecto y del formulario q se está diseñando actualmente Barra de menús: agrupa los menús despegables que contienes todas las operaciones que pueden llevarse a cabo con Visual Basic 6.0. Barra de herramientas estándar: contienen los botones que se utilizan con mayor frecuencia cuando se trabaja con un proyecto. Simplifica la elección de opciones de los menús Archivo, Edición, Ver y Ejecutar; además, en el área derecha presenta la ubicación (coordenadas) y el tamaño del objeto seleccionado Ventana de formulario: es el área donde se diseña la interfaz gráfica, es decir, es donde se inserta electo gráficos, como botones, imágenes, casilla de verificación, cuadros de listas, etc.
Cuadro de herramientas: presenta todos los controles necesarios para diseñar una aplicación, como cuadros de texto, etiquetas, cuadros de listas, botones de comandos, etc. Ventana de proyecto: muestra los elementos involucrados en el proyecto, como formularios, módulos, controles oxc, etc. Cada elemento puede seleccionarse en forma independiente para su edición. Ventana de posición del formulario: muestra la ubicación que tendrá el formulario en la pantalla, cuando ejecute la aplicación. Esta ubicación puede cambiarse si se hace clic con el botón izquierdo del mouse. La Ventana propiedades muestra todas las propiedades del control actualmente seleccionado, en este caso muestra las propiedades del Form1, luego podemos ver que abajo dice "Form1 Form", lo que está en negrita es el nombre del objeto, y lo que le sigue es el tipo de objeto, en este caso es un Formulario (Form)
TextBox
Mediante este control podremos realizar tanto la entrada como la salida de datos en nuestras aplicaciones. No hace falta que indiquemos las coordenadas de la situación del formulario en pantalla, simplemente tendremos que marcar sobre el control de la caja de herramientas y dibujarlo con el tamaño que queramos en nuestro formulario
Label
Este control es también uno de los más utilizados, aunque su utilidad queda restringida a la visualización de datos en el mismo, no permitiendo la introducción de datos por parte del usuario.
CommandButton
Este control es el típico botón que aparece en todas las aplicaciones y que al hacer click sobre él nos permite realizar alguna operación concreta, normalmente Aceptar o Cancelar. Aunque según el código que le asociemos podremos realizar las operaciones que queramos.
OptionButton
Este control nos permite elegir una opción entre varias de las que se nos plantean. Cada opción será un control optionbutton diferente.
Bloquear los Controles
Cuando estén situados los controles en el formulario se pueden bloquear para que no puedan moverse de forma accidental. Para esto deberemos pulsar en la barra de herramientas:
Cuando actives este botón y mientras no desbloquees los controles utilizando la misma opción no se podrán mover ninguno de los controles del formulario activo. Sin embargo en si abres otro formulario que no tenga los controles bloqueados si se podrán mover. Si añades más controles a un formulario bloqueado estos quedan bloqueados automáticamente
Tiene la siguiente forma:
Un control Frame proporciona un agrupamiento identificable para controles. También puede utilizar un Frame para subdividir un formulario funcionalmente por ejemplo, para separar grupos de controles OptionButton. CHECK BUTTON Y OPTION (BOTONES DE ELECCION Y OPCION) Se obtienen directamente de la caja de herramientas.
Dada la similitud de ambos controles, se comentan conjuntamente. El control CheckBox, o casilla de verificación, permite elegir una opción (activada / desactivada, True/False) que el usuario puede establecer o anular haciendo click. Una X en una casilla de verificación indica que está seleccionada, activada, o con valor True. Cada casilla de verificación es independiente de las demás que puedan existir en el formulario, pudiendo tomar cada una de ellas el valor True o False, a voluntad del operador.
Un control OptionButton muestra una opción que se puede activar o desactivar, pero con dependencia del estado de otros controles OptionButton que existan en el formulario. Generalmente, los controles OptionButton se utilizan en un grupo de opciones para mostrar opciones de las cuales el usuario sólo puede seleccionar una. Los controles OptionButton se agrupan dibujándolos dentro de un contenedor como un control Frame, un control PictureBox o un formulario. Para agrupar controles OptionButton en un Frame o PictureBox, dibuje en primer lugar el Frame o PictureBox y, a continuación, dibuje dentro los controles OptionButton. Todos los controles OptionButton que están dentro del mismo contenedor actúan como un solo grupo, e independientes de los controles OptionButton de otros grupos distintos. Aunque puede parecer que los controles OptionButton y CheckBox funcionan de forma similar, hay una diferencia importante: Cuando un usuario selecciona un OptionButton, los otros controles del mismo grupo OptionButton dejan de estas disponibles automáticamente. Por contraste, se puede seleccionar cualquier número de controles CheckBox. LIST BOX Y COMBO BOX Estos dos controles, debido a su similitud, se estudian conjuntamente. Se obtienen directamente de la caja de herramientas:
Un control ListBox muestra una lista de elementos en la que el usuario puede seleccionar uno o más. Si el número de elementos supera el número que puede mostrarse, se agregará automáticamente una barra de desplazamiento al control ListBox. Un control ComboBox combina las características de un control TextBox y un control ListBox. Los usuarios pueden introducir información en la parte del cuadro de texto y seleccionar un elemento en la parte de cuadro de lista del control. En resumen, un ComboBox es la combinación de un ListBox, que se comporta como si de un ListBox se tratase, y de un TextBox, con comportamiento análogo a un TextBox sencillo, con la particularidad aquí de que el texto se le puede introducir por teclado, o elegir uno de los que figuran en la parte ListBox del Combo. CONTROLES HScrollBar y VScrollBar Son dos controles similares, para introducir un dato cuasi-analógico en una aplicación. Se toman directamente de la caja de herramientas, y tienen un aspecto parecido al de un control de volumen de un equipo de música. El HScrollBar está en posición horizontal, y el VScrollBar en posición vertical.
Mediante estos controles se pueden introducir datos variando la posición del cursor. TIMER TEMPORIZADOR Este objeto permite establecer temporizaciones. Presenta una novedad respecto a los controles estudiados hasta ahora. El control Timer solamente se ve durante el tiempo de diseño. En tiempo de ejecución, el control permanece invisible. La temporización producida por el Timer es independiente de la velocidad de trabajo del ordenador. (Casi independiente. El timer no es un reloj exacto, pero se le parece) Se toma directamente de la caja de herramientas, y tiene el aspecto siguiente:
SHAPE Se toma directamente de la caja de herramientas:
Shape es un control gráfico que se muestra como un rectángulo, un cuadrado, una elipse, un círculo, un rectángulo redondeado o un cuadrado redondeado. Utilice controles Shape en tiempo de diseño en lugar o además de invocar los métodos Circle y Line en tiempo de ejecución. Puede dibujar un control Shape en un contenedor, pero no puede actuar como contenedor. (Esto quiere decir que un control Shape nunca le servirá, por ejemplo, para albergar varios OptionButton y pretender que sean independientes de otros controles OptionButton que se encuentren fuera del control Shape. Este control no tiene Procedimientos. En realidad, solamente sirve para mostrar un determinado gráfico, envolver gráficamente a otros controles, pero no tiene ninguna aplicación en cuanto a programa. Es un "adorno" para sus aplicaciones. LINE Se toma directamente de la caja de herramientas
Line, al igual que Shape, es un control gráfico que solamente sirve para poner una línea en un formulario. Del mismo modo, no tiene procedimientos, por lo que no sirve para aportar código al programa. Solo sirve para aportar una característica gráfica, es un adorno. CONTROL GAUGE
Este control presenta una información numérica de forma gráfica, bien como un display lineal (típico por ejemplo en ecualizadores de audio), o como una aguja. No está normalmente en la caja de herramientas, por lo que hay que traerla desde los Controles Personalizados (Menú desplegable de Herramientas) Se denomina MicroHelp Gauge Control. El archivo que lo contiene se denomina GAUGE16.OCX, 16 bits
Mediante este control, podemos presentar una magnitud numérica de una forma cuasi-analógica. Podríamos decir que es un control similar al HScrollBar, que en vez de meter información a la aplicación, la presenta. Este control puede servir, por ejemplo, para presentar el tanto por ciento de ejecución de una tarea, como elemento tranquilizante. Puede presentar el nivel de un depósito de agua, etc. Presenta las dos formas siguientes:
En la figura puede verse un Gauge de aguja, uno de barra horizontal y otro de barra vertical. Para mejorar la presentación, el Gauge permite poner un gráfico como fondo, cambiar el color de la barra, color de fondo, etc. El control Gauge crea medidores definidos por el usuario, que puede elegir entre los estilos lineales (relleno) o de aguja. Nota para la distribución Cuando cree y distribuya aplicaciones con controles Gauge, tendrá que instalar el archivo apropiado en el subdirectorio SYSTEM de Windows del cliente. El Kit para instalación que incluye Visual Basic, le proporciona herramientas para escribir los programas que instalan las aplicaciones correctamente. El CommonDialog es un control del que se libran muy pocas aplicaciones. Dada la importancia de este control, se le dedica un capitulo único en esta Guía del Estudiante. CUADRO DE DIALOGO CommonDialog Normalmente se encuentra en la caja de herramientas
Este control no se presenta en tiempo de diseño mas que con un simple icono:
El cuadro de diálogo, CommonDialog se utiliza para varias funciones: Abrir Ficheros Guardar Ficheros Elegir colores Seleccionar Impresora
Seleccionar Fuentes
Mostrar el fichero de Ayuda
En realidad el cuadro de diálogo permite conocer datos con los cuales, y mediante el código adecuado, abriremos o guardaremos ficheros, elegiremos colores o seleccionaremos fuentes. Es decir, el CommonDialog NO realiza mas funciones que mostrar ficheros existentes, fuentes disponibles, colores, para que, mediante código, abramos esos ficheros o usemos una determinada fuente. Dependiendo de la aplicación para la que vaya a usarse se deberá activar de distintas formas. Si el cuadro de diálogo se va a usar para seleccionar la impresora y para otras aplicaciones, es recomendable usar uno exclusivamente para seleccionar la impresora. Esta última recomendación se debe a que, para el control de la impresora, el CommonDialog SI realiza las funciones de selección de impresora
predeterminada. Esta diferencia operativa hace que si usamos el mismo CommonDialog para seleccionar impresora y abrir ficheros, por ejemplo, se "cuelgue" el CommonDialog. 5. Defina los siguientes términos. 6.
Eventos: es una acción como hacer clic, doble clic, presionar una tecla, mover el puntero del mouse, etc. Que el usuario debe realizar para que un objeto ejecute una acción determinada cada control responde a diferentes eventos, algunos de ellos tienen características comunes. Los eventos pueden Visualizarse en la ventana de código. Métodos: Son procedimientos definidos en Visual Basic para realizar operaciones especificas sobre los objetos (Controles o Formularios) Controles: Son los objetos que conforman la interfaz grafica de un programa; a través de ellos, un usuario interactúa con la aplicación. Sus características pueden cambiarse por medio de la ventana propiedades Proyecto: Propiedades: Son los datos que hacen referencia a un objeto o formulario. Ejemplo : Color de fondo del formulario, Fuente de texto de un TextBox. Objetos: Un objeto es una entidad que tiene asociado un conjunto de métodos, eventos y propiedades. Hay muchas clases de objetos, y por tanto, puede llegar a haber tantos métodos, eventos y propiedades
distintas como objetos diferentes. Ejemplo : Una caja de texto (TextBox) en la cual podemos escribir cualquier línea es un objeto. Clases: Una clase no es nada mas que un Objeto, este objeto, tiene propiedades, funciones y métodos. Para empezar ahora la creación de propiedades si se utiliza Property Let y Property Get; la diferencia es casi nada, inclusive podría decir que una clase en visual basic, es casi lo mismo que un control, pero ahora nace una nueva pregunta, cuando utilizar un control y cuando utilizar una clase, bueno la opinión que voy a dar es desde mi perspectiva. Módulo: Un proyecto Visual Basic no sólo está compuesto de Formularios, sino también de lo que se denominan módulos. Un módulo es un fichero Visual Basic donde escribimos parte del código de nuestro programa, y digo parte, porque puede haber código en el formulario también. 7. De los fundamentos de programación explique: Módulos de Control: Módulos de Formularios: Módulos de Clases Módulos Estándar Editor de Códigos:
Variable: Dim: Al declarar una variable con esta palabra estamos diciendo que la variable sea local al ámbito en que se declara. Puede ser dentro de un procedimiento o dentro de un formulario, de esta forma no sería accesible desde los demás procedimientos o formularios. Public: Las variables declaradas serán publicas y podrán estar accesibles desde todos los formularios de la aplicación. Para conseguirlo tendremos que declararlas en un módulo de código, no en la sección declarations de cualquier formulario de los que conste la aplicación. Para crear un módulo de código en el menú principal de Visual Basic marcamos en INSERT/MODULE y aparecerá junto a los demás formularios de la ventana de proyecto aunque con un icono distinto indicando que se trata de un módulo de código. Static: Con esta forma de declarar variables conseguiremos que las variables locales no se creen y se destruyan al entrar y salir de los procedimientos donde fueron declaradas sino que se mantenga su valor durante todo el periodo de ejecución de la aplicación. De esta forma a entrar en algún procedimiento las variables recuerdan el valor que tenían cuando se salió de él.
TIPOS DE VARIABLES TIPO
COMENTARIO
BOOLEAN
Sólo admite 2 valores TRUE o FALSE
BYTE
admite valores entre 0 y 255
INTEGER
admite valores entre -32768 y 32767
LONG
admite valores entre -2.147.483.648 y 2.147.483.647
SINGLE
admite valores decimales con precisión simple
DOUBLE
admite valores decimales de doble precisión
CURRENCY
válido para valores de tipo moneda
STRING
cadenas de caracteres
DATE
fechas, permite operar con ellas
Diseño de la tarjeta En el diseño de esta tarjeta también se ha usado el software “Eagle”. Para hacer el diagrama esquemático y el circuito impreso para la baquelita, que es el PCB wizard. Una vez terminado de hacer el diagrama se procede a trasladar en la baquelita y a quemarla con la ayuda del ácido férrico, después se hacen los agujeros con una broca y un taladro pequeño, por último se colocan los componentes y se procede a soldarlos.
Simulación y demás etapas
Diseño del Circuito de Potencia Este último circuito también se le hizo su diagrama esquemático y para baquelita en el “livewire y pcb wizard”. Nuestro circuito de potencia cumple la función de aislar la parte de control (voltaje de salida) con la parte de potencia del calefactor, el cual va ha ser alimentado con 220Vac. El encargado de hacer el control de potencia del calefactor es el triac BT136, que a través de pulsos en su base regula proporcionalmente la llegada de tensión al calefactor.
PARTE DE MODULO ( POTENCIA)
Montaje de Nuestro circuito En el módulo de control de temperatura solo queda el ventilador, el cual tiene un encendido directo al momento de conectar la energía, - el ventilador es el encargado de distribuir la temperatura por toda la cúpula del lugar y también queda el calefactor, el cual va ha ser controlado por el triac; el calefactor presenta una resistencia. Se realiza un agujero en el panel frontal del módulo de control para colocar la pantalla LCD y cinco pequeños agujeros para colocar los pulsadores. Por último se fijan todos los circuitos a la base del módulo y se procede a realizar las pruebas para comprobar el buen funcionamiento del circuito.
CAPITULO VI
PRESUPUESTO.
DESCRIPCIÓN Componentes Electrónicos
CANTIDAD
COSTOS
Módulo LCD 16x12
1
S/. 18,00
Microcontrolador 16F877A
1
S/. 18,00
Baquelita de fibra de vidrio Otros componentes
S/. 15,00 varios
S/. 100,00
estaño
1
S/. 8,00
Pasta
1
S/. 6,00
Cautín
1
S/. 10,00
Taladro para baquelita
1
S/. 20,00
Ácido férrico
1
S/. 2,50
Alcohol industrial
1
S/. 8,00
Laca para baquelita
1
S/. 10,00
Materiales
COSTO TOTAL
CAPITULO VII
VI.
CONCLUSIONES. En conclusión, el circuito de control de temperatura que se ha diseñado aporta un importante avance en nuestro conocimiento y en la tecnología de la empresa. Todo el circuito que se ha diseñado encierra 3 años de estudios, ya que cada etapa del circuito es un curso que hemos llevado; en la etapa del microcontrolador esta todo lo aprendido en el curso de Microcontroladores PIC, en la etapa del control está todo lo que hemos llevado en el curso de Control Automático y por último en la etapa de potencia está todo el conocimiento que hemos recibido del curso de Electrónica de Potencia. Por último, nuestro proyecto ha cumplido todos los objetivos planteados y nos sentimos satisfechos del trabajo realizado y a la vez muy complacidos por las expectativas logradas.
CAPITULO VIII
