Accion.control

8/8/2019 Accion.control

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Ing. Rubn Garca Rodrguez, Cdigo.-301214845, [email protected] de Diseo con Electrnica Integrada.

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VENTAJAS GENERALES DE LOS INVERNADEROS NO se depende de los fenmenos meteorolgicos. Reduccin de costos de produccin.

Permite producir cosechas fuera de estacin (temporada).

Mayor limpieza e higiene en el manejo del cultivo, desde la siembra hasta la cosecha. Cultivo libre de Parsitos, Bacterias, Hongos y Contaminacin.

Permite la produccin de semilla certificada.

Menos espacio y capital para una mayor produccin. Rpida recuperacin de la inversin.

Ahorro de agua, que se puede reciclar.

Se obtiene uniformidad en los cultivos. Se evita la maquinaria agrcola (tractores, rastras, etc.).

Permite ofrecer mejores precios en el mercado. Limpieza e higiene en el manejo del cultivo.

Es una tcnica adaptable a tus conocimientos, espacios y recursos. Alto nivel de automatizacin y control.

NIVELES DE INVERNADEROSLos invernaderos de nivel tecnolgico bajo, se caracterizan en sus instalaciones, la mayor

parte de actividades implican el manejo de las estructuras y los cultivos, se realizan de forma

manual. Son instalaciones que slo cuentan con herramientas manuales y, en ocasiones, condispositivos mecnicos como bombas de combustin interna o elctrica para riego, por lo

general con manguera manual. Carecen de calentadores o equipos para el control de la

temperatura, y la apertura y cierre de ventilas se realiza manualmente, en ocasiones sin laayuda de malacates. Dentro de los invernaderos de nivel tecnolgico medio se agrupan todasaquellas unidades con dispositivos mecnicos y elctricos, como bombas para los sistemas de

riego, calentadores de gas que encienden manual o automticamente, la apertura y cierre de

ventilas se realiza con malacates manuales y con motores. Cuentan con sistemas defertirrigacin rsticos. En los invernaderos automatizados de nivel tecnolgico alto se incluyen

instalaciones con dispositivos automatizados con sensores y actuadores, como ejemplos claros

los temporizadores o timers, que se propagan para encender o apagar bombas, as como lasfotoceldas para apagar y/o encender luces, o los sensores para operar calentadores y otros

dispositivos similares.

Los sistemas automticos proporcionan independencia en el manejo de los cultivos ya que setiene el control de aspectos vitales, sin la dependencia de los operadores, que estn en funcin

de las variaciones ambientales y su efecto sobre las condiciones internas. Los invernaderos

computarizados de nivel tecnolgico elevados son aquellos con ambientes en control; enfuncin de datos internos y externos. La mayor parte de los procesos se controlan por

computadoras que se encargan de operar los equipos de riego, mantener estable la temperatura

y realizar o inyectar las soluciones nutritivas, as como abrir y cerrar ventanasautomticamente a su vez Cuentan con una serie de sensores que detectan las variaciones


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ambientales y envan informacin a las computadoras para operar los dispositivos que se

encargan de compensar o corregir las variaciones. En este tipo de instalaciones existe uncontrol automatizado completo del ambiente y la nutricin de los cultivos, con sistemas de

fertirrigacin y el uso de pantallas trmicas y mallas de sombreo. Son instalaciones hermticas

y usan los insumos y equipo de aplicacin ms modernos, como aplicacin de CO2, uso deacolchados blancos dentro del invernadero para el manejo de la luz, hormonas y abejorros para

la polinizacin.

DETECTOR DE HUMEDAD EN LAS PLANTASEl detector de humedad es un dispositivo prctico que es util para examinar la humedad en la

superficie terrestre alrededor de las plantas y poder asegurarse que tiene la cantidad suficientede agua. Para operar el circuito se energiza y se colocan las terminales de prueba (cables de

preferencia) en la superficie terrestre alrededor de la plantas. Al momento de hacer las pruebasel LED empieza a destellar a una frecuencia que es proporcional a la humedad de la superficie.

Entre ms hmeda se encuentre la superficie ms rpido es el destello del LED y viceversa.Como una nota importante si en la superficie se colocan las terminales de prueba, y no se

encuentra hmeda, el LED nunca destella.

CIRCUITO INTEGRADO 555El circuito integrado 555 es un circuito integrado de bajo costo y de grandes prestaciones.

Inicialmente se hizo por la firma Signetics. En la actualidad se construye por muchos otrosfabricantes. Entre sus aplicaciones principales cabe destacar las de multivibrador estable

y monoestable, detector de impulsos, etctera.

CIRCUITO INTEGRADO 555 Y CONFIGURACION DE PINES

DESCRIPCION DE PINES DEL 555 GND (normalmente la 1): Es el polo negativo de la alimentacin, generalmente tierra. Disparo (normalmente la 2): Es en este pin se establece el inicio del tiempo de

retardo, si el 555 se configura como monoestable. Este proceso de disparo ocurrecuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentacin. Este pulso

es de corta duracin, pues si se mantiene bajo por un largo tiempo la salida se queda en

alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.


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Salida (normalmente la 3): Aqu se ve el resultado de la operacin del temporizador,ya sea que se conecte como monoestable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el

voltaje es el voltaje de alimentacin (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se obliga a

estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reset (normalmente la 4).

Reset (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la

patilla de salida a nivel bajo. Si por algn motivo esta patilla no se utiliza hay que

conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee".

Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo decontrolador de voltaje, el voltaje en este pin varia desde Vcc (en la prctica como Vcc

-1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). As se modifican los tiempos en que la

salida est en alto o en bajo independiente del diseo (se establece por las resistencias ycondensadores que se conectan externamente al 555). El voltaje que se aplica a la

patilla de control de voltaje vara entre un 45 y un 90 % de Vcc en la configuracin

monoestable. Cuando se utiliza la configuracin astable, el voltaje variar desde 1.7voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuracin astable

causa la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla

no se utiliza, lo mejor es ponerle un condensador de 0.01F esto evita lasinterferencias.

Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555y se utiliza para poner la salida a nivel bajo.

Descarga (normalmente la 7): Se utiliza para descargar con efectividad el condensadorexterno que se utiliza por el temporizador para su funcionamiento.

V+ (normalmente la 8): Tambin se llama Vcc, alimentacin, es el pin donde seconecta el voltaje de alimentacin que va de 4.5 voltios hasta 16 voltios (mximo).

Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios.


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DIAGRAMA ESQUEMATICO DEL CIRCUITO DETECTOR DE HUMEDAD

DETECTOR DE NIVEL DE AGUALos detectores de agua comunes presentan inconvenientes. Si se trabaja con voltajes DC en

las puntas, se oxidan, mientras que si se trabaja con voltajes AC tpicos de 5 a20KHz aumenta el consumo de corriente y la complejidad del circuito. Lo mismo sucede

cuando se utilizan circuitos integrados dedicados, incluso cuando no hay agua presente. El

circuito se basa en tres de las cuatro compuertas NAND Schmitt-Trigger de un circuitointegrado 4093B, que es capaz de superar estos inconvenientes. Una de las compuertas del

4093B trabaja como oscilador. En condiciones normales, con las puntas de prueba al aire, la

frecuencia del oscilador es del orden de 0.1Hz en virtud de la resistencia de realimentacin de

66M (R1+R2) y el condensador de 0.1uF (C1). Por tanto, solo se escucha un breve clic delparlante o sonar cada 10 segundos, lo cual es til para confirmar que el circuito opera

correctamente. Cuando las puntas de prueba hacen contacto con el agua o con un medio

hmedo, la resistencia de realimentacin equivalente se reduce, causa un aumento de lafrecuencia de oscilacin. Como resultado, se escucha un tono audible en el parlante. Dos de las

compuertas restantes del 4093B se utilizan como buffers para las seales que van hacia el

parlante. La resistencia R3 evita que la salida y la entrada de la compuerta osciladora quedenen corto cuando se unen las puntas de cerca de 75uA en reposo y 1,5mA cuando encuentra

agua. El circuito integrado trabajar en un rango de 5 a 15 voltios.


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CONFIGURACION DE PINES Y DIAGRAMA FUNCIONAL HEF4093B

DIAGRAMA ESQUEMATICO DEL CIRCUITO DETECTOR DE AGUA

CONTROLADOR DE LUZ DE EMERGENCIAEste circuito provee una luz de emergencia que opera con una batera, que se enciende

automticamente cuando ocurre una falla o corte en el suministro del servicio regular de

energa. Cuando la energa de la red pblica se restablece, la lmpara se apaga y la batera secarga automticamente. Este circuito tiene la funcin de iluminar aquellos lugares que

requieran de un nivel de iluminacin mnimo, evita errores, accidentes o pnico colectivo en

situaciones de emergencias, lugares como salas de control, ascensores, corredores y escaleras.


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La operacin con base en los rectificadores controlados de silicio (SCR), hace que este circuito

est libre de mantenimiento. Con la red CA, el condensador C1, se carga a travs delrectificador D2 y de la resistencia R1, para obtener un voltaje negativo en la compuerta (G) de

SCR. De esta forma, se apaga el SCR mantenindose as, se evitan disparos por inducciones

parsitas de corriente en la compuerta y se mantiene apagada la lmpara de emergencia. Almismo tiempo, la batera se mantiene totalmente en su carga mxima por medio del

rectificador D1 y la resistencia R2 que controla su corriente de carga. Al fallar la red CA, C1

se descarga y el SCR se dispara por la batera a travs de R3, as la lmpara de emergencia seconecta a la batera. El tiempo de iluminacin de la luz de emergencia depende de la potencia

consumida por la lmpara y la capacidad de la batera.

DIAGRAMA ESQUEMATICO DEL CONTROLADOR DE LUZ DE EMERGENCIA

LUZ NOCTURNA AUTOMATICA

Este circuito enciende las luces automticamente a la hora en que la luz del da no ilumine losuficiente. Es perfecto para iluminar lugares solos y de preferencia los lugares en donde se

tiene iluminacin constante. Adems de evitar el gasto excesivo de energa elctrica al

mantener las luces encendidas solo cuando falta luz natural, reduce el monto de la factura de laluz, ya que no nos preocuparnos por apagarla cuando ya no sea de utilidad porque al

amanecer solas se apagan. El temporizador 555 se comporta como un comparador.

Cuando la entrada (nivel de tensin) de la patilla # 2 (TRI) est por debajo de un nivel que es

necesario para disparar el temporizador, la salida (patilla # 3, (OUT)) esta en nivel alto y activa


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el Relay (rel) que se conecta a la lmpara o bombillo que da la Luz.

El LDR (fotorresistencia) aumenta su resistencia al oscurecer y el cursor (flecha) que apuntaen el potencimetro de 100 Kilohmios tiene un nivel de voltaje menor. Esta variacin se

entiende por la divisin de voltaje que hay en el cursor (flecha) del potencimetro.

Este circuito utiliza un transformador, 2 diodos y un capacitor (condensador) electroltico(tiene polaridad) para obtener el voltaje en corriente continua necesario para que el 555

funcione. Este voltaje es de 16 voltios. El potencimetro de 100K es necesario para ajustar el

nivel de luz que hace que el circuito funcione bien.Nota: el diodo en paralelo con el rel es para eliminar el voltaje contra electromotriz que se

crea en la bobina del rel cuando este deja de estar activo.

DIAGRAMA ESQUEMATICO DEL CIRCUITO LUZ NOCTURNA AUTOMATICA

SENSOR DE TEMPERATURA NIVEL BAJO NIVEL ALTO

Los comparadores son circuitos no lineales que, como su nombre indica, sirven para comparar

dos seales (una de las cuales es una tensin de referencia) y determina cul de ellas es mayoro menor. La tensin de salida tiene dos estados (binaria) y se comporta como un convertidor

analgico-digital de 1 bit. Su utilizacin en las aplicaciones de generacin de seal, deteccin,

modulacin de seal, etc. Es importante y constituye un bloque analgico bsico en circuitos.En este caso se utiliza el detector de ventana (comparador de ventana), permite determinar si

una tensin de entrada es comprendida dentro de un rango de tensiones. El circuito esta hecho

mediante dos comparadores y dos tensiones de referencia que definen el lmite superior (VTH)


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e inferior (VTL). Si se verifica que VTL


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ACCIONAMIENTOS POR VOZ

El circuito se desarrolla alrededor de un amplificador operacional PROGRAMABLE LM346,responde a rdenes vocales que se reciben desde un micrfono, produce una seal digital en la

salida de control y una seal anloga en la salida audio. Esta ltima es una rplica amplia de la

seal de entrada. La seal digital es de nivel alto cuando la amplitud de la seal de voz superaun valor umbral y de nivel bajo en el caso contrario. El umbral de respuesta, ajustable entre 0 y

15V se fija mediante R7. Las corrientes internas y otras caractersticas de operacin del

LM346 se programan mediante R5 y R8 (RSET). Los dems componentes cumplen funcionesauxiliares. El circuito se utiliza como un VOX (interruptor activado por voz) convencional

para sustituir el clsico botn de PTT (press-to-talk: presionar para hablar) de los micrfonos

de walkietalkies, radiotelfonos, transceptores de banda ciudadana, etc. Otras aplicacionesincluyen la preamplificacin de seales de audio y el control de artefactos elctricos mediante

rdenes verbales. En caso de no contar con un micrfono se sustituye por otras fuentes deaudio multiplicando las posibilidades de aplicacin del circuito.

CONFIGURACION DE PINES LM346


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DIAGRAMA ESQUEMATICO DEL CIRCUITO ACTIVADOR POR VOZ

TERMOMETRO LINEAL

Este termmetro utiliza un circuito integrado LM324 que entrega una salida en voltaje

proporcional a la temperatura. Esta ltima se mueve en el rango de -45,5 hasta 148,8 grados Ccon una precisin de -17,77V/C. La salida del LM324 se acondiciona por los amplificadores

operacionales 1, 2 y 3, mientras que el amplificador operacional 4 controla el offset. La

ganancia del amplificador de instrumentacin configurado por los operacionales se establece alseleccionar el valor de R2.

CONFIGURACION DE PINES LM324


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DIAGRAMA ESQUEMATICO TERMOMETRO LINEAL

DIAGRAMA DE CONTROL FINAL


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CIRCUITO IMPRESO

RESULTADOS

El proyecto en conjunto funciona sin necesidad de tener una persona al cargo, mantiene buenas

condiciones en todo tipo de invernaderos incluso si se implementa en uno de alto nivel. Laimplementacin del invernadero cumple con lo necesario para ser un sistema inteligente de

mantenimiento de plantas, gracias a esto se logra reducir energa y tiempo, aumenta el nivel

de produccin considerablemente. El sensor de temperatura se calibra a las necesidades

propias de cada invernadero as como los detectores de nivel de agua, esto hace que cadainvernadero funcione segn las necesidades de la planta o cosecha.

REFERENCIAS BIBLOGRAFICAS

[1] http://www.teorema.com.mx/

[2] http://www.electronica2000.com/[3] http://es.wikipedia.org/wiki/Portada

[4] http://cfievalladolid2.net/tecno

[5] http://www.forosdeelectronica.com

[6] http://piac.com.mx/index1.htm[7] http://www.uaq.mx/ingenieria/especialidad/


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[8] Apuntes http://proton.ucting.udg.mx/materias/ET201/index.html

[9] Amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales, Robert F. Coughlin,Frederick F. Driscoll, Prentice Hall, Mxico, 1999.

[10] Diseo con amplificadores operaciones y circuitos integrados analgicos, Sergio Franco,3ra edicin. 2005, Mac Graw Hill, Pgs. 83-84,411-416, Mxico D.F.

INDICE

Resumen ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 1

Objetivo ----------------------------------------------------------------------------------------------------1

Historia -----------------------------------------------------------------------------------------------------2

Ventajas Generales de Los Invernaderos -------------------------------------------------------------2Niveles de Invernaderos ---------------------------------------------------------------------------------3

Detector De Humedad En Las Plantas ---------------------------------------------------------------4Circuito Integrado 555 ----------------------------------------------------------------------------------4Descripcin De Pines Del 555 -------------------------------------------------------------------------4

Detector De Nivel De Agua ----------------------------------------------------------------------------6

Controlador De Luz De Emergencia -----------------------------------------------------------------8Luz Nocturna Automtica -----------------------------------------------------------------------------9Sensor De Temperatura Nivel Bajo-Nivel Alto ----------------------------------------------------10

Sensor De Temperatura LM35 -----------------------------------------------------------------------10

Accionamientos por voz -------------------------------------------------------------------------------11Termmetro Lineal-------------------------------------------------------------------------------------12

Diagrama De Control Final --------------------------------------------------------------------------14

Circuito Impreso ---------------------------------------------------------------------------------------14Resultados -----------------------------------------------------------------------------------------------15

Conclusiones -------------------------------------------------------------------------------------------15

Recomendaciones --------------------------------------------------------------------------------------15

Referencias Bibliogrficas ----------------------------------------------------------------------------15

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