CONTROL ON-OFF LM35

Universidad de lasfuerzas armadas

extensión - LATACUNGA

INGENIERÍA MECATRONICA.Sistemas de control

TEMA: CONTROL ON-OFF DE TEMPERATURA CON ARDUINO

ALUMNO: RECALDE DIEGO XAVIERFecha:

17/05/2015NIVEL:

sexto

ContenidoTEMA...........................................................3

OBJETIVOS......................................................3

General:.......................................................3

Específicos:...................................................3

RESUMEN........................................................3

ABSTRACT.......................................................3

MARCO TEÓRICO..................................................3

CONCLUSIONES...................................................7

RECOMENDACIONES................................................7

BIBLIOGRAFÍA...................................................8

TEMA

Control ON-OFF de temperatura usando el sensor LM35 y el controlador Arduino UNO.

OBJETIVOS

General:

Diseñar y construir un control ON-OFF de temperatura

Específicos:

Investigar las características de un control ON-OFF. Recopilar información óptima y necesaria para la

comprensión del funcionamiento del sensor LM35. Diseñar el circuito de control. Construir un prototipo para comprobar el correcto

funcionamiento del control.

RESUMEN

En un control ON-OFF la salida del controlador va de unextremo a otro cuando el valor de la variable controlada sedesvía del valor deseado. En este caso la variable acontrolar será la temperatura del medio ambiente, mientrasque la variable de control es nuestro pulso digital queactúa en el elemento de control final el mismo que es elrelé que activa y desactiva el foco.

ABSTRACT

In a control ON-OFF controller output goes from one extremeto another when the value of the controlled variabledeviates from the desired value. In this case thecontrolled variable is the temperature of the environment,while the control variable is our digital pulse acting onthe final control element is the same as the relay thatswitches the focus.

MARCO TEÓRICO

CONTROL ON-OFF

Como se menciona anteriormente un control ON-OFF envía unaseñal de activación cuando la señal de entrada es menor queun nivel de referencia, y la desactiva cuando la señal deentrada es mayor a la señal de referencia. Esto lo podemoscomprobar en la figura1.

Figura1. Gráfico de acción ON-OFF [Juan Roldan Castillo]

En la figura podemos apreciar de color verde a la señal denuestra variable, en este caso nuestra temperatura, y decolor azul el pulso que se envía al relé para la activacióno desactivación del foco. El parámetro indicado comohistéresis se refiera a nuestro rango máximo y mínimopermisible de variación para la activación.

Figura2. Diagrama de bloques del un control ON-OFF con histéresis

Un control ON-OFF tiene las siguientes características:

Depende del signo del error. Tiende a tener respuesta oscilatoria No es estable

Es ideal para procesos lentos y tiempo de retardo mínimo. Es de simple construcción y económico, razón por la cual

son comúnmente usados en sistemas de regulación detemperatura.

SENSOR LM35

Es un sensor de temperatura. Esta calibrado de fabrica conuna precisión de 1°C y es capaz de tomar lecturas entre -55°C y 150°C

Figura3. Pines sensor LM35

PIN FUNCION DESCRIPCION1 Vcc Alimentación (5v)2 Out Salida Vo, entrega la lectura en

mV3 Gnd Tierra

El sensor consta de pres pines, dos de alimentación y otrade salida que entrega una señal análoga de voltaje quevaría entre 0v y 5v. La señal de salida es lineal, esdecir, por cada grado que se sube la temperatura a medir elVo entrega 10mV más de salida.

Como este sensor viene calibrado de fábrica no se necesitaningún circuito externo para hacerlo funcionar, por lo quees sencillo implementarlo en un circuito.

DISEÑO DEL CIRCUITO DE CONTROL

Para el diseño del circuito de control usaremos un comocontrolador principal un Arduino uno. Al cual conectaremosel sensor de temperatura como se indica en la figura 4.

Figura 4. Diagrama de conexión del sensor con Arduino.

En el diagrama se aprecia que el pin 1 y 3 del sensor van aVcc y Gnd del Arduino respectivamente, y el pin 2 que es Vose conecta al pin de entrada análoga 0 del Arduino.

A continuación procedemos a realizar el código paracomprobar el funcionamiento del controlador. Para lo cualusaremos el compilador de Arduino. El código es elsiguiente:

En la programación presentada hemos seleccionado como pinesde salida a los pones digitales 12 y 13 del Arduino. Estospines servirán para enviar el pulso al relé y alventilador. El relé encenderá y apagara el foco de acuerdoal set point que coloquemos, mientras que el ventilador nosayudara simplemente a tener una variación de temperaturamás rápida.

Para variar el set point basta con cambiar en laprogramación el valor de 40°C por otro deseado Igualmentese ha activado la salida serial para poder visualizar latemperatura en tiempo real.

Por ultimo diseñaremos un circuito para la activación delrelé y ventilador.

Figura5. Diagrama de conexiones del circuito de control.

Como se aprecia en la figura, el pin 12 sirve para laactivación de relé en la cual colocamos una resistencia R4de 10k y una R2 de 330, el led D2 es para visualizar laseñal de salida. Cuando la señal da un 1 lógico el relé seactiva y el foco D3 se enciende.

El pin 13 activa el ventilador, la señal llega a unaresistencia R1 de 10k la cual activa al TIP122 y permite elpaso de corriente a GND para la activación del ventilador.El led D1 y R3 sirven igualmente para la visualización dela señal.

Finalmente realizamos el prototipo real para comprobar elfuncionamiento del mismo.

CONCLUSIONES

Un control ON-OFF es facil y barato de implementar,pero es oscilatorio

El elemento de control final se ve ampliamenteafectado en este tipo de controlador ya que debecambiar de estado constantemente afectando la vidautil del mismo

Aplicar una histerisis demasiado pequeña al control es

posible solo si la velocidad de respuesta del elementode control final es optima.

RECOMENDACIONES

Se debe recopilar información de fuentes confiablespara tener ideas claras y no tener errores del tema atratar.

Comprobar el funcionamiento de los elementos antes dearmar el ciruito para evitar fallos y perdidas detiempo.

Colocar una histerisis amplia al inicio e irvariandola hasta llegar al punto deseado.

El ventilador ayuda a reducir el tiempo de variacionde temperatura, esto se aplica para poder visualizarel cambio de disparo de las señales.

BIBLIOGRAFÍA

El control ON-OFF. Extraido de: http://es.scribd.com/doc/56282416/El-Control-On-Off#scribd

Sensor LM35. Extraído de: http://www.trastejant.es/tutoriales/electronica/sensordetemperatura_lm35.html