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LENGUAJE DE CONTROL Y MAQUINAS ELECRICAS
TEMA:
DISEO E IMPLEMEMTACION DE UN SISTEMA DE CONTROL
AUTOMTICO PARA UN SEGUIDOR SOLAR CON BASE PLANA
INTEGRANTES:
Guido Leonardo Jaramillo Cabrera Henry Mauricio Abad Medina
Cristian Santiago Chamba Paladines Santiago E. Bustamante Poma Brayan Gabriel Gonzlez Dota Jaime Jos Celi Poma
CICLO:
5TOde Electrnica
DOCENTES:
Ing. Santiago Vsquez Romero
Ing. Diana Len
LOJAECUADORSEPTIEMBRE- FEBRERO
2013-2014
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RESUMEN:
El consumo de energa es bsico para muchos aspectos del funcionamiento. La demanda de
electricidad en nuestra sociedad es cada vez ms alta, hoy en da las energas renovables, o
verdes, estn muy demandadas
La energa solar es la energa obtenida mediante la captacin de la luz y el calor emitidos
por el Sol. Para captar la radiacin solar se utilizan paneles solares situados sobre cubiertas
o sobre el suelo. Estos paneles pueden ser fijos o estar situados sobre seguidores solares.
Abstract
Energy consumption is critical to many aspects of the operation. Electricity demand in our
society is increasingly high, nowadays green renewable energy, or are in high demand
Solar energy is energy obtained by harnessing the light and heat emitted by the sun to
capture solar radiation solar panels located on roofs or on the ground are used. These panels
can be fixed or be located on solar trackers.
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INTRODUCCION
Hoy en da el consumo de energa se ha vuelto un factor bsico para muchos aspectos de la
actividad y el progreso. Por ende, la energa es imprescindible para el progreso de un pas,
tanto es as que la tasa de consumo energtico est muy relacionada con el grado dedesarrollo econmico. Esta es la razn por la cual las energas renovables, o verdes, estn
siendo muy demandadas ya que su utilizacin no produce emisiones contaminantes para el
medio ambiente y se obtienen a partir de fuentes naturales que son virtualmente
inagotables, siendo el sol la ms importante de ellas. Gracias a esta alternativa se prev para
un futuro no muy lejano una creciente disminucin en la dependencia de las fuentes
tradicionales de energa obtenidas a partir de combustibles fsiles (petrleo, carbn y gas
natural).
Pero para ello debemos continuar fomentando la necesidad que tenemos de utilizar este tipo
de energas, ya que as podremos mantener nuestro planeta en armona y, por consiguiente
la extensin de las condiciones favorables para permanecer habitable a largo plazo.
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OBJETIVOS
Objetivo general
Disear un seguidor solar que presente una respuesta adecuada a la presencia de luz
Objetivos Especficos
Disear el controlador de posicin del motor para el seguidor solar
Implementar por medio de un sistema microprocesador con la electrnica adecuada
el controlador para el seguidor solar
Verificar el funcionamiento para el seguidor solar
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INDICE DE CONTENIDOS
RESUMEN..................................................................................................................... 2
ABSTRACT 2
INTRODUCCIN... ..3
OBJETIVOS ..4
DESARROLLO7
AVR..7
SERVOMOTOR8
LDR.. 8
MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA8
LM293D.9
FUENTE DE ALIMENTACIN9
FUNCIN DE TRANSFERENCIA9
DISEO DEL SEGUIDOR10
CLCULOS DE LA FUNCION DE TRANSDFERENCIA10-13
DIAGRAMA DE CIRCUITO DEL MOTOR DE LA BASE14
CODIGO REALIZADO EN EL PROGRMA CODEVISION PARA CONTROLAR EL
MOVIMIENTO DEL SERVO MOTOR..14-16
RECURSOS 17
CONCLUSIONES.. 18
RECOMENDACIONES.19
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BIBLIOGRAFA.. 20
ANEXOS.21
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DESARROLLO
AVR
Los AVR son una familia demicrocontroladoresRISC del fabricante
estadounidenseAtmel. Cuenta con bastantes aficionados debido a su diseo simple y lafacilidad de programacin. El AVR es una CPU dearquitectura Harvard.Tiene 32 registros
de 8 bits. Algunas. instrucciones slo operan en un subconjunto de estos registros
Fig 1. ATMEGA32DATASHEE DEL ATMEGA32
Fig 2. Datashee ATMEGA32Servomotor
Un servomotor es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que tiene lacapacidad de ubicarse en cualquier posicin dentro de su rango de operacin, y mantenerse
estable en dicha posicin.1
Un servomotor es un motor elctrico que puede ser controlado tanto en velocidad como en
posicin
http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontroladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/RISChttp://es.wikipedia.org/wiki/Atmelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_Harvardhttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Servomotor#cite_note-Kosow1993-1http://es.wikipedia.org/wiki/Servomotor#cite_note-Kosow1993-1http://es.wikipedia.org/wiki/Servomotor#cite_note-Kosow1993-1http://es.wikipedia.org/wiki/Servomotor#cite_note-Kosow1993-1http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_Harvardhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atmelhttp://es.wikipedia.org/wiki/RISChttp://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador5/19/2018 seguidor proyecto.docx
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Fig 3. Servomotor
LDR. (Fotorresistencias)
Son, como su nombre lo indica, resistencias cuyo valor vara de acuerdo al nivel de luz al
que estn expuestas.
Fig 4. LDRMotor de corriente continua.- es una mquina que convierte laenerga
elctrica en mecnica .Provocando un movimiento rotatorio, gracias a la accin del campo
magntico.
Fig 5 Motor Corriente Continua
LM293D.-
El integrado permite formar dos puentes H completos con lo que se puede realizar el
manejo de dos motores, en este caso el manejo ser bidireccional, con frenado rpido y con
posibilidad de implementar fcilmente el control de la velocidad
fig 6 LM293D para puente H
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica5/19/2018 seguidor proyecto.docx
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Fuente de alimentacin es un dispositivo que protege equipos electrnicos contra posiblesfallas elctricas. Un UPS es un dispositivo conectado entre la red elctrica (conectado a la
alimentacin de la empresa elctrica) y los materiales que necesitan proteccin.
Fig 7 Fuente de AlimentacionFuncin de transferencia
Una funcin de transferencia es un modelo matemtico que atreves de un cociente
relaciona la respuesta de un sistema (modelado) a una seal de entrada o excitacin. Por
definicin una funcin de transferencia se puede determinar segn la expresin: donde H(s)
es la funcin de transferencia
Fig. 8 Funcion de Transferencia
DISEO DEL SEGUIDOR
Para la realizacin del seguidor solar se debe proceder al desarrollo de los siguientes pasos,los cuales nos darn cada vez las pautas a seguir para el correcto desempeo del mismo.
En primera instancia analizaremos los seguidores solares de tipo LDR. Una vez realizadaesta tarea se debe proceder a identificar cules son las caractersticas distintivas o de valorpara cada tipo de seguidor.
Trabajaremos con el AVR ATMEGA32 el cual ser el encargado de realizar la tarea decontrolar los motores as como la comparacin entre las diferentes lecturas de resistenciaque arrojarn 2 fotoceldas situadas en la parte superior del eje y al lado del rea efectiva.
Otra parte bsica y complementaria del diseo seguidor solar aqu proyectado, es la partemecnica, la cual se encarga de realizar los movimientos necesarios para promover lamaximizacin de la eficiencia. Esta parte se encuentra conformada por dos motores uno enla base del soporte y otro en la base del panel.
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Una vez finalizado y montado el diseo electrnico y mecnico es cuestin de montaje delsistema completo en su rea proyectada de trabajo, donde al inicializar el sistema realizapor s mismo una bsqueda inicial de comparacin de intensidad luminosa.
Fig. 9 Diseo del Seguidor SolarCALCULOS
FUNCIN DE TRANSFERENCIA DEL MOTOR
DATOS:
Km= Constante Torque Nm/A
F= Coeficiente de Razonamiento Viscoso Nm.s/R
Jm= Momento de Inercia kg.m2
w(s)= Velocidad del motor
I(s)= Corriente del Motor
FORMULAS:
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FUNCIN DE TRANFERENCIA DEL AMPLIFICADOR
FUNCIN DE TRANSFERENCIA DE LDR
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FUNCION DE TRANSFERENCIA DEL CIRCUITO
(1) (2)
(3)
Reemplazamos en Y(s) la X(s)
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(
) Ahora reemplazamos B(s) en la Ecuacin
( )
[
]
DIAGRAMA DE CIRCUITO DEL MOTOR DE LA BASE
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CODIGO REALIZADO EN EL PROGRMA CODEVISION PARA CONTROLAR
EL MOVIMIENTO DEL SERVO MOTOR.
#include
#include
// Declare your global variables here
int m,f,f1,g;
void main(void)
{
// Declare your local variables here
// Input/Output Ports initialization
// Port A initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
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// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTA=0x00;
DDRA=0x00;
// Port C initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTC=0x00;
DDRC=0x00;
// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=Out Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=0 State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTD=0x00;
DDRD=0x30;
TCCR1A=0xA0;
TCCR1B=0x12;
TCNT1H=0x00;
ICR1H=0b00010011;
for (f=0;f
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{
delay_ms(100);
OCR1A=m;
};
while (1)
{
g=20;
OCR1A=m;
if (PINC.0==1)
{delay_ms(f);
f--;
f1=f+1;
}
if (PINC.1==1)
{delay_ms(g);
f1--;
f=f1+1;
}
}
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RECURSOS
Materiales Bibliogrficos
Motores
Funciones de transferencia
Diagramas
Estabilidad
Materiales Econmicos
Aluminio
Balsa
LDR de 9 y 11ohmios
Motor de corriente contina
Servomotor
Fibra de vidrio
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CONCLUSIONES
Primero que nada porque se consigui la implementacin del sistema mecnico sencillo
y econmico de un seguidor solar y con un diseo robusto por las piezas metlicas que
lo conformaron.
Por la otra parte no se logr un funcionamiento correcto, ya que la parte ms difcil fue
acoplar los motores a la base para que haya un buen movimiento de dicho seguidor.
Como conclusin sobre las placas realizadas tanto para el puente H de motor de la base
como para el circuito de la base del panel, los diseos se realizaron sin ningn
inconveniente ya que tenamos un conocimiento claro de cmo realizarlas.
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RECOMENDACIONES
Respecto de la parte mecnica del seguidor podemos recomendar tomar en cuenta la
ubicacin de los cables, ya que en nuestro proyecto al girar la base del seguidor se iban
enredando en la estructura y eso no permita que se desarrolle favorablemente.
Se recomienda acoplar correctamente los motores para no tener problemas al girar el
seguidor, y poder captar toda la luz solar.
Por ltimo cabe hacer mencin que durante las horas invertidas en el presente trabajo de
investigacin se aprendi que las partes componentes del sistema fueron econmicas
gracias al diseo que se realiz para la elaboracin del proyecto.
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BIBLIOGRAFA
Fotorresistencias. En lnea. (Disponible en).http://www.neoteo.com/ldr-fotorresistencias/
Motor de Corriente Continua. En Lnea. (Disponible en).
http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua
Servo Motores. En lnea. (Disponible en).
http://www.monografias.com/trabajos12/decibin/decibin.shtml
Instituto Tecnolgico Superior De Arandas. Diseo de un seguidor solar para eficientar lacaptacin de energa solar en los paneles fotovoltaicos (Pdf)
http://www.neoteo.com/ldr-fotorresistencias/http://www.neoteo.com/ldr-fotorresistencias/http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continuahttp://www.monografias.com/trabajos12/decibin/decibin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/decibin/decibin.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continuahttp://www.neoteo.com/ldr-fotorresistencias/5/19/2018 seguidor proyecto.docx
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ANEXOS
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