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INCUBADORA DE HUEVOS DE COCODRILO

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by

alex garcia

on 6 December 2012

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Transcript of INCUBADORA DE HUEVOS DE COCODRILO

PRESENTA:
Alejandro Garcia Morales
Jesus Octavio Lopez Chavez INCUBADORA
DE
HUEVOS DE COCODRILO CAPITULO I Introducción
CAPITULO II Marco Teórico
CAPITULO III Diseño de la incubadora
CAPITULO IV Diseño del control PID
CAPITULO V Resultados experimentales
CAPITULO VI Conclusiones ÍNDICE GENERAL RESUMEN
ANTECEDENTES
PROBLEMA DE INVESTIGACÌON
OBJETIVO DE LA INVESTIGACÌON
PREGUNTA DE LA INVESTIGACÌON
ESTADO DEL ARTE
JUSTIFICACION CAPITULO I Introducción Incubacion
Control Digital
Temperatura y Humedad
Temperatura Atmosferica
Microcontroladores
Pic's
Programacion (C)
Comunicaion Inalambrica
Bluetooth
Monitoreo
Labview
Sensores CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 3.1 DISEÑO Y CONSTRUCCION CAPITULO III
DISEÑO Y CONSTRUCCION
DE LA
INCUBADORA 4.1 DISEÑO DEL CONTROL PID CAPITULO IV
DISEÑO DEL CONTROL PID Y ETAPA DE POTENCIA Esta etapa es la encargada de mandar al elemento final de control la potencia necesaria para trabajar en este caso será la alimentación en CA a los focos dentro de la incubadora. Esto se hace mediante un elemento de potencia en este casi un TRIAC. 4.2 ETAPA DE POTENCIA UNIVERSIDAD DE COLIMA
FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
Campus El Naranjo Listas de figuras
Listas de tablas INTRODUCCIÓN

1.1.- RESUMEN

La investigación constara de la aplicación de los conocimientos de control y comunicaciones adquiridos a lo largo del curso, para implementar una incubadora de huevos de cocodrilo, la cual usará comunicación en radio frecuencia IEEE 802.15 (BLUETOOTH),un controlador que será realizado y desarrollado en el software LabView empleando la herramienta PID que controlara nuestras variables de (temperatura, humedad y movimiento) para solucionar el bajo porcentaje de natalidad de la especie en la región y fomentar la preservación de la misma. 1.2.- ANTECEDENTES DEL PROYECTO

La incubación es el acto por el que los animales ovíparos (sobre todo las aves) empollan o incuban los huevos sentándose sobre ellos para mantenerlos calientes y así se puedan desarrollar los embriones. El nido original de un reptil a veces no suele ofrecer las condiciones adecuadas para el desarrollo óptimo de los huevos. A lo largo de los años se ha comprobado que la incubación es más efectiva de forma artificial. Últimamente se pueden ver incubadoras relativamente sencillas en el mercado para reptiles en general, pero no específicamente para cocodrilos. 1.3 EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

Mediante la implementación de la incubadora de huevos de cocodrilo se pretende cambiar la forma o técnica antigua de incubar en la región, por los sistemas automatizados. Usando el control digital y las comunicaciones inalámbricas, de la misma manera disminuir el índice de mortalidad de la especie y fomentar su preservación. 1.4.- OBJETIVO

Implementar una incubadora para huevos de cocodrilo automatizada, aplicando las tecnologías PIC, Bluetooth y Labview para el monitoreo de la misma. 1.5.- LA PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN

¿Será posible incubar huevos de cocodrilo mediante un sistema automatizado? 1.6.- ESTADO DEL ARTE

La incubación artificial de los huevos avícolas es una práctica muy antigua. Aristóteles escribía en el año 400 A.C. que los egipcios incubaban huevos espontáneamente en pilas de estiércol. Los chinos desarrollaron la incubación artificial por lo menos hacia el año 246 A.C. A menudo, estos primeros métodos de incubación se practicaban a gran escala, donde un solo lugar quizás tenía la capacidad de 36,000 huevos. 1.7.- JUSTIFICACIÓN

Este Proyecto es realizado con la finalidad de manipular las variables (temperatura, humedad y movimiento) mediante un controlador tipo PID que será monitoreado en la plataforma LabView utilizando Bluetooth en la cual se emplea la instrumentación virtual para observar el proceso digitalizado fomentando la preservación de la especie. 2.1.- INCUBACIÓN

Se denomina incubadora a dispositivos de diferente tipo que tienen la función común de crear un ambiente con la humedad y temperatura adecuadas para el crecimiento o reproducción de seres vivos.

Los principales tipos de incubadora son los que se utilizan en neonatología, las de uso en microbiología y las destinadas a la reproducción de especies ovíparas, incluyendo la producción comercial de huevos.

Las incubadoras comerciales son utilizadas para la producción comercial de alimentos, especialmente huevos y cría de aves, en lo que constituye un desarrollo artificial de la incubación natural. Para obtener los mejores resultados, las incubadoras artificiales permiten un control automatizado y continuo de temperatura y humedad ambiental, mediante forzadores de aire, termostatos y temporizadores. Existen modelos de incubadoras con capacidad desde unas pocas docenas hasta miles de huevos.

Entre las especies que se producen en la mayoría de los países mediante procedimientos de ganadería intensiva se incluyen gallina, pato, faisán, avestruz, y codorniz, cada una de ellas con tiempos de incubación y requerimientos de temperatura y humedad diferentes. Las producciones a gran escala requieren incubadoras separadas para cría y para producción de huevos, ya que el manejo automatizado de la producción depende totalmente de la edad biológica de los huevos. [1] 2.2. - CONTROL DIGITAL

El esquema básico del control digital es semejante al del control analógico salvo por el hecho de que el conjunto comparador-regulador se encuentra dentro de un computador. Dicho conjunto comparador-regulador forma parte de un programa dentro del computador. El comparador no es más que una resta entre dos variables y el regulador es una serie de productos y sumas. Para unir este ámbito de números dentro de un programa al ámbito físico del sistema a controlar se necesita una interfaz. Esa es la labor que realizan precisamente los dos elementos nuevos que aparecen en el esquema del control digital respecto al del control analógico: el conversor digital/analógico (D/A) y el conversor analógico digital (A/D). El conversor D/A sirve para convertir el valor de la acción de control calculado dentro del programa en una señal física (eléctrica) que actúa sobre el proceso. A su vez el conversor A/D sirve para convertir la señal que proporciona el sensor (eléctrica) en un número dentro del programa.


El control automático no se habría podido desarrollar sin un paso previo dado por los controladores con la aparición de los computadores digitales los que abrieron un campo muy amplio de avance. K. Åström hace una reseña de hitos históricos en el llamado control digital que hablan de esta evolución. Hasta el surgimiento de los sistemas digitales el único elemento de cálculo con que contaba la Ingeniería de Control eran los computadores analógicos electrónicos. Lo mismo ocurría con la implementación de los reguladores. Estos se construían con elementos analógicos mecánicos, neumáticos o electrónicos. Pero el desarrollo de la electrónica y de los computadores digitales llevó a cambiar rápidamente la concepción. Los primeros computadores digitales fueron usados en sistemas de control de procesos extremadamente complejos. Con la reducción constante de los precios y tamaño, hoy se implementan reguladores digitales individuales por lazo de control. Los computadores digitales son usados también como herramienta para el análisis y diseño de los sistemas automatizados. [2]

2.2.1.- CONTROL PID

Un PID (Proporcional Integral Derivativo) es un mecanismo de control por realimentación que calcula la desviación o error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener, para aplicar una acción correctora que ajuste el proceso. El algoritmo de cálculo del control PID se da en tres parámetros distintos: el proporcional, el integral, y el derivativo. El valor Proporcional determina la reacción del error actual. El Integral genera una corrección proporcional a la integral del error, esto nos asegura que aplicando un esfuerzo de control suficiente, el error de seguimiento se reduce a cero. El Derivativo determina la reacción del tiempo en el que el error se produce. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso vía un elemento de control como la posición de una válvula de control o la energía suministrada a un calentador, por ejemplo. Ajustando estas tres variables en el algoritmo de control del PID, el controlador puede proveer un control diseñado para lo que requiera el proceso a realizar. La respuesta del controlador puede ser descrita en términos de respuesta del control ante un error, el grado el cual el controlador llega al "set point", y el grado de oscilación del sistema. Nótese que el uso del PID para control no garantiza control óptimo del sistema o la estabilidad del mismo. Algunas aplicaciones pueden solo requerir de uno o dos modos de los que provee este sistema de control. Un controlador PID puede ser llamado también PI, PD, P o I en la ausencia de las acciones de control respectivas. Los controladores PI son particularmente comunes, ya que la acción derivativa es muy sensible al ruido, y la ausencia del proceso integral puede evitar que se alcance al valor deseado debido a la acción de control.

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.

Integral: El modo de control Integral tiene como propósito disminuir y eliminar el error en estado estacionario, provocado por el modo proporcional. El control integral actúa cuando hay una desviación entre la variable y el punto de consigna, integrando esta desviación en el tiempo y sumándola a la acción proporcional.

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 misma velocidad que se produce; de esta manera evita que el error se incremente. [3] 2.3. - TEMPERATURA Y HUMEDAD

La temperatura de un cuerpo indica en qué dirección se desplazará el calor al poner en contacto dos cuerpos que se encuentran a temperaturas distintas, ya que éste pasa siempre del cuerpo cuya temperatura es superior al que tiene la temperatura más baja; el proceso continúa hasta que las temperaturas de ambos se igualan.

Las escalas de temperatura más comúnmente usadas son dos: Celsius y Fahrenheit. Con fines de aplicaciones físicas o en la experimentación, es posible hacer uso de una tercera escala llamada Kelvin o absoluta. La escala Celsius es la más difundida en el mundo y se la emplea para mediciones de rutina, en superficie y en altura. La cantidad de energía solar recibida, en cualquier región del planeta, varía con la hora del día, con la estación del año y con la latitud. Estas diferencias de radiación originan las variaciones de temperatura. Por otro lado, la temperatura puede variar debido a la distribución de distintos tipos de superficies y en función de la altura.

Ejercen influencia sobre la temperatura:
La variación diurna, distribución latitudinal, variación estacional, tipos de superficie terrestre y la variación con la altura. [4] 2.3.1.- TEMPERATURA ATMOSFÉRICA

Se llama temperatura atmosférica a uno de los elementos constitutivos del clima que se refiere al grado de calor específico del aire en un lugar y momento determinados así como la evolución temporal y espacial de dicho elemento en las distintas zonas climáticas. Constituye el elemento meteorológico más importante en la delimitación de la mayor parte de los tipos climáticos. Por ejemplo, al referirnos a los climas macrotérmicos (es decir, de altas temperaturas; climas A en la clasificación de Köppen), mesotérmicos (climas templados o climas C en la clasificación de Köppen) y microtérmicos (climas fríos o climas E) estamos haciendo de la temperatura atmosférica uno de los criterios principales para caracterizar el clima. [4] 2.4.-MICROCONTROLADORES

Un microcontrolador es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada/salida.

Algunos microcontroladores pueden utilizar palabras de cuatro bits y, funcionan a velocidad de reloj con frecuencias tan bajas como 4 kHz, con un consumo de baja potencia (mW o microvatios). Por lo general, tendrá la capacidad para mantener la funcionalidad a la espera de un evento como pulsar un botón o de otra interrupción, el consumo de energía durante el sueño (reloj de la CPU y los periférico de la mayoría) puede ser sólo nanovatios, lo que hace que muchos de ellos muy adecuados para aplicaciones con batería de larga duración. Otros microcontroladores pueden servir para roles de rendimiento crítico, donde sea necesario actuar más como un procesador digital de señal (DSP), con velocidades de reloj y consumo de energía más altos. 2.5.- PROGRAMACIÓN (C)

La Programación es el proceso de diseñar, codificar, depurar y mantener el código fuente de programas computacionales. El código fuente es escrito en un lenguaje de programación. El propósito de la programación es crear programas que exhiban un comportamiento deseado. El proceso de escribir código requiere frecuentemente conocimientos en varias áreas distintas, además del dominio del lenguaje a utilizar, algoritmos especializados y lógica formal. Programar no involucra necesariamente otras tareas tales como el análisis y diseño de la aplicación (pero sí el diseño del código), aunque sí suelen estar fusionadas en el desarrollo de pequeñas aplicaciones.

El programa escrito en un lenguaje de programación (fácilmente comprensible por el programador) es llamado programa fuente y no se puede ejecutar directamente en una computadora. La opción más común es compilar el programa obteniendo un módulo objeto, aunque también puede ejecutarse en forma más directa a través de un intérprete informático. El código fuente del programa se debe someter a un proceso de traducción para convertirlo en lenguaje máquina, código éste directamente ejecutable por el procesador. A éste proceso se le llama compilación.

En el lenguaje C estandarizado como C89, existían cuatro tipos de datos básicos que son: los números enteros, los números reales, los caracteres, y los punteros. A partir del estándar C99 se agregan: los valores lógicos (verdadero o falso) y los números complejos. Estos tipos de datos son parte del lenguaje, y por ello se los considera primitivos. Más adelante veremos que con el uso de estructuras y uniones es posible crear tipos compuestos de datos a partir de estos tipos primitivos. En este capítulo veremos los enteros, los reales y los caracteres. Más adelante se verán otros tipos de datos más complejos, como son los vectores, las cadenas de caracteres, y los punteros en general. [7] 2.6.- COMUNICACIÓN INALÁMBRICA

La comunicación inalámbrica o sin cables es aquella en la que extremos de la comunicación (emisor/receptor) no se encuentran unidos por un medio de propagación físico, sino que se utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio. En este sentido, los dispositivos físicos sólo están presentes en los emisores y receptores de la señal, entre los cuales encontramos: antenas, computadoras portátiles, PDA, teléfonos móviles, etc.

El término red inalámbrica (Wireless network en inglés) es un término que se utiliza en informática para designar la conexión de nodos sin necesidad de una conexión física (cables), ésta se da por medio de ondas electromagnéticas. La transmisión y la recepción se realizan a través de puertos. Una de sus principales ventajas es notable en los costos, ya que se elimina todo el cable ethernet y conexiones físicas entre nodos, pero también tiene una desventaja considerable ya que para este tipo de red se debe tener una seguridad mucho más exigente y robusta para evitar a los intrusos. En la actualidad las redes inalámbricas son una de las tecnologías más prometedoras. [8]
Según su cobertura, se pueden clasificar en diferentes tipos:

•Wireless Personal Area Network (WPAN)
•Wireless Local Area Network (WLAN)
•Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)
•Wireless Wide Area Network (WAN) 2.7.- BLUETOOTH

Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz. Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:

•Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.

•Eliminar cables y conectores entre éstos.

•Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.


Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología pertenecen a sectores de las telecomunicaciones y la informática personal, como PDA, teléfonos móviles, computadoras portátiles, ordenadores personales, impresoras o cámaras digitales.

El estándar Bluetooth, del mismo modo que WiFi, utiliza la técnica FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum, en español Espectro ensanchado por saltos de frecuencia), que consiste en dividir la banda de frecuencia de 2.402 - 2.480 GHz en 79 canales (denominados saltos) de 1 MHz de ancho cada uno y, después, transmitir la señal utilizando una secuencia de canales que sea conocida tanto para la estación emisora como para la receptora. Por lo tanto, al cambiar de canales con una frecuencia de 1600 veces por segundo, el estándar Bluetooth puede evitar la interferencia con otras señales de radio. 2.8.- MONITOREO

Monitoreo es un término no incluido en el diccionario de la Real Academia Española (RAE). Su origen se encuentra en monitor, que es un aparato que toma imágenes de instalaciones filmadoras o sensores y que permite visualizar algo en una pantalla. El monitor, por lo tanto, ayuda a controlar o supervisar una situación. Esto nos permite inferir que monitoreo es la acción y efecto de monitorear, el verbo que se utiliza para nombrar a la supervisión o el control a través de un monitor. Por extensión, el monitoreo es cualquier acción de este tipo, más allá de la utilización de un monitor. [9] 2.9 LABVIEW

LabVIEW (acrónimo de Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) es una plataforma y entorno de desarrollo para diseñar sistemas, con un lenguaje de programación visual gráfico. Recomendado para sistemas hardware y software de pruebas, control y diseño, simulado o real y embebido, pues acelera la productividad. El lenguaje que usa se llama lenguaje G, donde la G simboliza que es lenguaje Gráfico.

Este programa fue creado por National Instruments (1976) para funcionar sobre máquinas MAC, salió al mercado por primera vez en 1986. Ahora está disponible para las plataformas Windows, UNIX, MAC y GNU/Linux. La última versión es la 2012, con la increíble demostración de poderse usar simultáneamente para el diseño del firmware de un instrumento RF de última generación, a la programación de alto nivel del mismo instrumento, todo ello con código abierto.

Los programas desarrollados con LabVIEW se llaman Instrumentos Virtuales, o VIs, y su origen provenía del control de instrumentos, aunque hoy en día se ha expandido ampliamente no sólo al control de todo tipo de electrónica (Instrumentación electrónica) sino también a su programación embebida, comunicaciones, matemáticas, etc. Un lema tradicional de LabVIEW es: "La potencia está en el Software", que con la aparición de los sistemas multinúcleo se ha hecho aún más potente. Entre sus objetivos están el reducir el tiempo de desarrollo de aplicaciones de todo tipo (no sólo en ámbitos de Pruebas, Control y Diseño) y el permitir la entrada a la informática a profesionales de cualquier otro campo. LabVIEW consigue combinarse con todo tipo de software y hardware, tanto del propio fabricante -tarjetas de adquisición de datos, PAC, Visión, instrumentos y otro Hardware- como de otros fabricantes. 2.10 SENSORES

Un sensor es un dispositivo eléctrico y/o mecánico que convierte magnitudes físicas (luz, magnetismo, presión, etc.) en valores medibles de dicha magnitud. Esto se realiza en tres fases:

•Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra en su salida una señal eléctrica dependiente del valor de la variable física.

•La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya salida es un voltaje.

•El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la tensión de salida, la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D transforma la señal de tensión continua en una señal discreta.


Los descriptores estáticos definen el comportamiento en régimen permanente del sensor:

Rango: valores máximos y mínimos para las variables de entrada y salida de un sensor.

Exactitud: la desviación de la lectura de un sistema de medida respecto a una entrada conocida. El mayor error esperado entre las señales medida e ideal.

Repetitividad: la capacidad de reproducir una lectura con una precisión dada.

Reproducibilidad: tiene el mismo sentido que la repetitividad excepto que se utiliza cuando se toman medidas distintas bajo condiciones diferentes.

Resolución: la cantidad de medida más pequeña que se pueda detectar.

Error: es la diferencia entre el valor medido y el valor real.

No linealidades: la desviación de la medida de su valor real, supuesto que la respuesta del sensor es lineal. No-linealidades típicas: saturación, zona muerta e histéresis.

Sensibilidad: es la razón de cambio de la salida frente a cambios en la entrada: s = V /x

Excitación: es la cantidad de corriente o voltaje requerida para el funcionamiento del sensor.

Estabilidad: es una medida de la posibilidad de un sensor de mostrar la misma salida en un rango en que la entrada permanece constante.

Ruido.



SENSOR LM35
Descripción: El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC y un rango que abarca desde -55º a +150ºC.
El sensor se presenta en diferentes encapsulados pero el más común es el to-92 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.

La salida es lineal y equivale a 10mV/ºC 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 µControlador o similar. Vista superior Vista interior Vista lateral La caja está fabricada de madera, con espacio suficiente para mantener una buena cantidad de huevos, contiene también dos cristales para la visualización, así como compuertas que permiten abrir la caja sin dejar escapar mucho calor para de esta manera poder girar los huevos durante su proceso de incubación, se muestra en las imágenes la caja que será la incubadora de huevos. Vista trasera VISTA SUPERIO INTERNA La caja tiene adaptado un sistema de ventilación que le dará a los huevos un constante flujo de oxigeno. Por el interior de la caja tenemos el arreglo de los focos de bulbos de 30w que darán el calor necesario en el interior de la incubadora, los sockets se pusieron uniformemente para que el calor se distribuyera de manera adecuada.

De esta manera se termina la fabricación de la caja de la incubadora, que será el espacio donde mantendremos la temperatura. En este proyecto se utilizo el PIC 16F877A. Este microcontrolador es fabricado por Microchip a la cual se le denomina PIC. El modelo 16F877A posee varias características que hacen a este microcontrolador un dispositivo muy versátil, eficiente y práctico para ser empleado en la aplicación que posteriormente será detallada, la programación para hacer el control PID con este pic es en C.
Algunas de estas características se muestran a continuación:
Soporta modo de comunicación serial, posee dos pines para ello.
Amplia memoria para datos y programa.
Memoria reprogramable: La memoria en este PIC es la que se denomina FLASH; este tipo de memoria se puede borrar electrónicamente (esto corresponde a la "F" en el modelo). Microcontrolador
PIC 16F877A El proyecto presentado tendrá como objetivo principal, diseñar un controlador de temperatura usando un microcontrolador.
Se parte del hecho de que para realizar el control, hay que censar la variable de proceso en primer lugar, posteriormente se debe enviar las señales e instrucciones respectivas al elemento de control (microcontrolador) para que este actué en consecuencias realizando la acción de control.

Se tiene como elemento principal un microcontrolador PIC16F877, el cual recibirá a través de pulsadores, el valor de Setpoint que desee el usuario.
Se utilizará una pantalla de LCD, donde se visualizarán los valores de Setpoint y de temperatura. El manejo de dicha pantalla se realizará a través de los puertos de salida del microcontrolador. codigo A continuación se muestra todo el código en C para la implementación del control PID.
#include <16F877A.h> //pic a utilizar
#device adc=10
#fuses HS //cristal a 4mhz-8mhz
#FUSES NOWDT //No Watch Dog Timer
#FUSES PUT //Power Up Timer
#use delay (clock=8000000) //Fosc=8Mhz
#use rs232(baud=9600,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8)
#include <lcd.c>
#zero_ram
//PROGRAMA
void main(void)//declaracion de inicio de Programa
{
//selector del setpoint
int setp1=0;//variables para el selector setpoint
int setp2=0;//""""""""""""""""""""""""""""""""""
int Estado=0;//"""""""""""""""""""""""""""""""""
float Kp,Ti,Td,q0,q1,q2,p0,p00; // Variables para control PID
float eT,eT_1,eT_2,uT,rT,uT_1; // Variables para control PID
float TempReal,medpro; // Variables para el control realimentado
int TempRef; // Variable para el control de temperatura
int16 Medida, ControlPWM; // Medida obtenida del A/D, y variable de setoe de PWM.
//lcd_init();//inicializando la lcd
lcd_init();
while(true){
if(Estado==0)
{
delay_ms(250);
printf(lcd_putc,"\fAsignar setpoint");
printf(lcd_putc,"\n %i%i",setp2,setp1);
if(input(pin_b0)==1)
{
setp1++;
if(setp1==10)
{
setp1=0;
}
delay_ms(50);
}
if(input(pin_b1)==1)
{
Estado=1;
delay_ms(50);
}
}
if(Estado==1)
{
delay_ms(250);
printf(lcd_putc,"\fAsignar setpoint");
printf(lcd_putc,"\n %i%i",setp2,setp1);
if(input(pin_b0)==1)
{
setp2++;
if(setp2==6)
{
setp2=0;
}
delay_ms(50);
}
if(input(pin_b1)==1)
{
Estado=2;
delay_ms(50);
}
}
if(Estado==2)
{
//programa de PID
setup_adc_ports(AN0);
setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL);
setup_spi(SPI_SS_DISABLED);
Kp=0.8142; Ti=0.761; Td=0.19; // valores iniciales del control PID.-
//TempRef=setp1+(10*setp2); // Temperatura inicial deseada.-
setup_timer_2(t2_div_by_16,519,1); //PWM
setup_ccp1(ccp_pwm);
eT_1=0.0; eT_2=0.0; uT_1=0.0;
q0=Kp*(1+(0.02/Ti)+(Td*50));
q1=Kp*(1+(Td*100));
q2=Kp*Td*50;
p0=0.02/Ti;
p00=1/(1+p0);
set_adc_channel(0);
while(true){
delay_ms(10);
Medida=read_adc();
medpro=Medida;
delay_ms(10);
Medida=read_adc();
medpro=medpro+Medida;
delay_ms(10);
Medida=read_adc();
medpro=medpro+Medida;
delay_ms(10);
Medida=read_adc();
medpro=medpro+Medida;
delay_ms(10);
Medida=read_adc();
medpro=medpro+Medida;
medpro=(medpro/5);
// Lectura del valor analogico.-
TempReal=Medida*0.0048828125;//5/1024
TempReal=(TempReal*100); // Se aplica la escala adecuada para obtene
// el valor en C.-
TempRef=setp1+(10*setp2); // Temperatura inicial deseada.-
eT=TempRef-TempReal; //Cálculo error
// Control PID?
uT=q0*eT - q1*eT_1 + q2*eT_2 + uT_1; //Cálculo de la salida PID (uT=[Volt])
rT=(uT*1000)/5; //duty cycle maximo 1000 -> 5V.-
/* <<<<< AntiWindup >>>>>*/
if (rT>1000){ //Salida PID si es mayor que el 1000.-
uT=(uT + 5*p0)*p00;
rT=1000;
}
if (rT<0){ //Salida PID si es menor que el 0
uT=uT*p00;
rT=0;
}
/* <<<<< Transferencia de salida PID a señal PWM >>>>>*/
ControlPWM=rT;
printf("%f \r",TempReal);
printf("%i \r",TempRef);
printf(lcd_putc,"\f ");
printf(lcd_putc,"\n ");
printf(lcd_putc,"\f Setpoint: %i'C ",TempRef);
printf(lcd_putc,"\n T : %f'C ",TempReal);
set_pwm1_duty(ControlPWM);
/* <<<<< Guardar variables para proximo estado >>>>>*/
eT_2=eT_1;
eT_1=eT;
uT_1=uT;
//Para la ventilacion forzada
if(eT<=0)
{
output_high(pin_b2);
}
if(eT>0)
{
output_low(pin_b2);
}
if(input(pin_b1)==1)
{
ControlPWM=0;
printf("0.0 \r");
reset_cpu();
}
} Diagrama de conexión
PID PIC trabajando con
la LCD 1 PIC trabajando con
la LCD 2 El control está diseñado para poder meter el Setpoint que deseemos, y también para cambiarlo las veces que sea necesario, basta con presionar dos veces los pushbotton. Y el programa pedirá un nuevo Setpoint. Un TRIAC para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas.

Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta.

Su versatilidad lo hace ideal para el control de corrientes alternas.
Una de ellas es su utilización como interruptor estático ofreciendo muchas ventajas sobre los interruptores mecánicos convencionales y los relés.
Funciona como interruptor electrónico y también a pila.
Se utilizan TRIAC’s de baja potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz, controles de velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de control computarizado de muchos elementos caseros. No obstante, cuando se utiliza con cargas inductivas como motores eléctricos, se deben tomar las precauciones necesarias para asegurarse que el TRIAC se apaga correctamente al final de cada semiciclo de la onda de Corriente alterna. Control de fase En la figura "control de fase" se presenta una aplicación fundamental del triac. En esta condición, se encuentra controlando la potencia de ac a la carga mediante la conmutación de encendido y apagado durante las regiones positiva y negativa de la señal senoidal de entrada. La acción de este circuito durante la parte positiva de la señal de entrada, es muy similar a la encontrada para el diodo Shockley. La ventaja de esta configuración es que durante la parte negativa de la señal de entrada, se obtendrá el mismo tipo de respuesta dado que tanto el diac como el triac pueden dispararse en la dirección inversa. La forma de onda resultante para la corriente a través de la carga se proporciona en la figura "control de fase". Al variar la resistencia R, es posible controlar el ángulo de conducción. Existen unidades disponibles actualmente que pueden manejar cargas de más de 10kW. Estructura interna
del SCR Circuito de potencia SCR Disparos del SCR OPTOACOPLADOR MOC 3011 Para poder proteger nuestro microcontrolador es necesario usar un circuito que nos garantice un aislamiento, para esto usamos un optoacoplador (moc3011) que cumple este propósito, aquí podemos ver el diagrama interno del moc. De esta manera podremos mandar el pulso de control ya aislado para que con el arreglo de resistencias produzcan la corriente de disparo del TRIAC. Funcionamiento interno
del MOC3010 MOC 3011 Diagrama de conexión
del TRIAC y el MOC3011 Circuito implementado
en baquelita Vista superior
de la baquelita Video...!!
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