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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ
TALLER DE INVESTIGACIÓN II
ACTIVIDAD:
INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA DE INTERFAZ GRÁFICA PARA
MONITOREO DE VARIABLES EN EL PANEL SOLAR ET-250
ALUMNA:
GUTIERREZ SÁNCHEZ ALEXIA
SEMESTRE: 7° GRUPO: C
INGENIERIA ELECTRÓNICA
PROFESORA:
M. EN C. SUSANA MÓNICA ROMÁN NÁJERA
SALINA CRUZ, OAXACA A SEPTIEMBRE DEL 2015
ENERGÍA SOLAR
La energía solar es la energía producida por el sol y que es convertida a energía útil
por el ser humano, ya sea para calentar algo o producir electricidad (como sus
principales aplicaciones).
Cada año el sol arroja 4 mil veces más energía que la que consumimos, por lo que
su potencial es prácticamente ilimitado.
La intensidad de energía disponible en un punto determinado de la tierra depende,
del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía que puede
recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor. Actualmente es una
de las energías renovables más desarrolladas y usadas en todo el mundo.
¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano?
Esta energía renovable se usa principalmente para dos cosas, aunque no son las
únicas, primero para calentar cosas como comida o agua, conocida como energía
solar térmica, y la segunda para generar electricidad, conocida como energía solar
fotovoltaica. Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son
los calentadores de agua y las estufas solares.
Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de
lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de
transformarla energía eléctrica.
Sus usos no se limitan a los mencionados aquí, pero estas dos utilidades son las
más importantes. Otros usos de la energía solar son:
Potabilizar agua
Estufas Solares
Secado
Evaporación
Destilación
Refrigeración
Como podrás ver los usos que se le pueden dar son muy amplios, y cada día se
están descubriendo nuevas tecnologías para poder aprovecharla mejor.
(“Energía Solar - Que es, como usarla”, s/f)
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
La Energía solar fotovoltaica a una forma de obtención de energía eléctrica a través
de paneles fotovoltaicos.
Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos
semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan
saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus
extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la
obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para
alimentar pequeños dispositivos electrónicos.
A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles
fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red,
operación que es muy rentable económicamente pero que precisa todavía de
subvenciones para una mayor viabilidad. En entornos aislados, donde se requiere
poca potencia eléctrica y el acceso a la red es difícil, como estaciones
meteorológicas o repetidores de comunicaciones, se emplean las placas
fotovoltaicas como alternativa económicamente viable
(“Energía Solar Fotovoltaica”, s/f)
Software de Desarrollo de Sistemas NI LabVIEW
Desde el nacimiento de una idea hasta la comercialización de un widget, el enfoque
único de NI basado en plataforma para aplicaciones de ingeniería y ciencia, ha
impulsado el progreso en una amplia variedad de industrias. En el centro de este
enfoque está LabVIEW, un entorno de desarrollo diseñado específicamente para
acelerar la productividad de ingenieros y científicos. Con una sintaxis de
programación gráfica que facilita visualizar, crear y codificar sistemas de ingeniería,
LabVIEW es incomparable en ayudar a ingenieros a convertir sus ideas en realidad,
reducir tiempos de pruebas y ofrecer análisis de negocio basado en datos
recolectados. Desde desarrollar máquinas inteligentes hasta garantizar la calidad
de los dispositivos conectados, LabVIEW ha sido la solución predilecta para crear,
implementar y probar el Internet de las Cosas por décadas.
¿Qué es LabVIEW?
LabVIEW es su herramienta para resolver más rápido y de manera más eficiente
los problemas de hoy en día con la habilidad de evolucionar y resolver con sus retos
futuros. LabVIEW ofrece integración sin precedentes con todo el hardware de
medidas, software legado existente e IP al aprovechar las últimas tecnologías de
cómputo.
Características Principales
Su principal característica es la facilidad de uso, válido para programadores
profesionales como para personas con pocos conocimientos en programación
pueden hacer programas relativamente complejos, imposibles para ellos de hacer
con lenguajes tradicionales. También es muy rápido hacer programas con
LabVIEW® y cualquier programador, por experimentado que sea, puede
beneficiarse de él. Los programas en LabVIEW® son llamados instrumentos
virtuales (VIs) Para los amantes de lo complejo, con LabVIEW® pueden crearse
programas de miles de VIs (equivalente a millones de páginas de código texto) para
aplicaciones complejas, programas de automatizaciones de decenas de miles de
puntos de entradas/salidas, proyectos para combinar nuevos VIs con VIs ya
creados, etc. Incluso existen buenas prácticas de programación para optimizar el
rendimiento y la calidad de la programación. El labVIEW® 7.0 introduce un nuevo
tipo de subVI llamado VIs Expreso (Express VIS). Estos son VIs interactivos que
tienen una configuración de caja de diálogo que permite al usuario personalizar la
funcionalidad del VI Expreso. El VIs estándard son VIs modulares y personalizables
mediante cableado y funciones que son elementos fundamentales de operación de
LabVIEW®.
Presenta facilidades para el manejo de:
Interfaces de comunicaciones:
o Puerto serie
o Puerto paralelo
o GPIB
o PXI
o VXI
o TCP/IP, UDP, DataSocket
o Irda
o Bluetooth
o USB
o OPC...
Capacidad de interactuar con otros lenguajes y aplicaciones:
o DLL: librerías de funciones
o .NET
o ActiveX
o Multisim
o Matlab/Simulink
o AutoCAD, SolidWorks, etc
Herramientas gráficas y textuales para el procesado digital de señales.
Visualización y manejo de gráficas con datos dinámicos.
Adquisición y tratamiento de imágenes.
Control de movimiento (combinado incluso con todo lo anterior).
Tiempo Real estrictamente hablando.
Programación de FPGAs para control o validación.
Sincronización entre dispositivos.
Interfaz de Desarrollo Intuitiva
Visualizar los datos adquiridos es un requerimiento fundamental para cualquier
sistema de pruebas, medidas o control. Con el software de desarrollo de sistemas
NI LabVIEW, usted puede desarrollar interfaces de usuario rápidamente para
visualización de datos y entrada de comandos del operador. Aprenda cómo crear
una interfaz de usuario gráfica personalizada para añadir valor a cualquier
aplicación de medida y control.
Información general
Software de diseño de sistemas NI LabVIEW contiene una colección completa de
los controles de arrastrar y soltar y los indicadores para que pueda crear rápida y
fácilmente interfaces de usuario para su aplicación y visualizar con eficacia los
resultados sin tener que integrar componentes de terceros o construir vistas desde
cero. El enfoque de arrastrar y soltar rápido no viene a expensas de la flexibilidad.
Los usuarios avanzados pueden personalizar los controles integrados a través del
editor de control y programación de controlar los elementos de interfaz de usuario
para crear experiencias de usuario altamente personalizadas.
(“NI LabVIEW Data Visualization and User Interface Design - National Instruments”,
s/f)
INTERFAZ GRÁFICA DE USUARIO (GUI)
En los sistemas informáticos, la relación humano-computadora se realiza por medio
de la interfaz, que se podría definir como mediador. Cuando existen dos sistemas
cualesquiera que se deben comunicar entre ellos la interfaz será el mecanismo, el
entorno o la herramienta que hará posible dicha comunicación.
Podríamos definir básicamente dos tipos de interfaces:
La interfaz física: un ratón y un teclado que sirven para introducir y manipular
datos en nuestro ordenador.
La interfaz virtual o interfaz gráfica (GUI) que permite, mediante iconos
(cursor + objetos gráficos metafóricos), interactuar con los elementos gráficos
convirtiendo al ser humano en usuario de la aplicación.
Estas dos mediaciones son relaciones del tipo entrada de datos (input). Al igual que
tenemos una entrada, necesitamos algo que facilite la salida de datos (output), para
esto tenemos, por ejemplo, la pantalla de la computadora, donde se visualizan estas
interfaces gráficas, o la impresora, donde se imprimen los datos.
En definitiva GUI es una interfaz de usuario en la que una persona interactúa con la
información digital a través de un entorno gráfico de simulación. Este sistema de
interactuación con los datos se denomina WYSIWYG (What you see is what you
get, ‘lo que ves es lo que obtienes’), y en él, los objetos, iconos (representación
visual) de la interfaz gráfica, se comportan como metáforas de la acción y las tareas
que el usuario debe realizar (tirar documento = papelera). Estas relaciones también
se denominan interfaces objetos-acción (object-action-interface, OAI).
(“Interfaz gráfica de usuario (GUI)”, s/f)
¿QUÉ ES ADQUISICIÓN DE DATOS?
La adquisición de datos (DAQ) es el proceso de medir con una PC un fenómeno
eléctrico o físico como voltaje, corriente, temperatura, presión o sonido. Un sistema
DAQ consiste de sensores, hardware de medidas DAQ y una PC con software
programable. Comparados con los sistemas de medidas tradicionales, los sistemas
DAQ basados en PC aprovechan la potencia del procesamiento, la productividad,
la visualización y las habilidades de conectividad de las PCs estándares en la
industria proporcionando una solución de medidas más potente, flexible y rentable.
¿Qué es un Dispositivo DAQ?
El hardware DAQ actúa como la interfaz entre una PC y señales del mundo exterior.
Funciona principalmente como un dispositivo que digitaliza señales analógicas
entrantes para que una PC pueda interpretarlas. Los tres componentes clave de un
dispositivo DAQ usado para medir una señal son el circuito de acondicionamiento
de señales, convertidor analógico-digital (ADC) y un bus de PC. Varios dispositivos
DAQ incluyen otras funciones para automatizar sistemas de medidas y procesos.
Por ejemplo, los convertidores digitales-analógicos (DACs) envían señales
analógicas, las líneas de E/S digital reciben y envían señales digitales y los
contadores/temporizadores cuentan y generan pulsos digitales.
Componentes Clave de Medidas para un Dispositivo DAQ
Acondicionamiento de Señales
Las señales de los sensores o del mundo exterior pueden ser ruidosas o demasiado
peligrosas para medirse directamente. El circuito de acondicionamiento de señales
manipula una señal de tal forma que es apropiado para entrada a un ADC. Este
circuito puede incluir amplificación, atenuación, filtrado y aislamiento. Algunos
Imagen 1.- Partes de un sistema DAQ
dispositivos DAQ incluyen acondicionamiento de señales integrado diseñado para
medir tipos específicos de sensores.
Convertidor Analógico Digital (ADC)
Las señales analógicas de los sensores deben ser convertidas en digitales antes de
ser manipuladas por el equipo digital como una PC. Un ADC es un chip que
proporciona una representación digital de una señal analógica en un instante de
tiempo. En la práctica, las señales analógicas varían continuamente con el tiempo
y un ADC realiza "muestras" periódicas de la señal a una razón predefinida. Estas
muestras son transferidas a una PC a través de un bus, donde la señal original es
reconstruida desde las muestras en software.
Bus de la PC
Los dispositivos DAQ se conectan a una PC a través de una ranura o puerto. El bus
de la PC sirve como la interfaz de comunicación entre el dispositivo DAQ y la PC
para pasar instrucciones y datos medidos. Los dispositivos DAQ se ofrecen en los
buses de PC más comunes, incluyendo USB, PCI, PCI Express y Ethernet.
Recientemente, los dispositivos DAQ han llegado a estar disponibles para 802.11
Wi-Fi para comunicación inalámbrica. Hay varios tipos de buses y cada uno de ellos
ofrece diferentes ventajas para diferentes tipos de aplicaciones.
¿Cuál es la Función de la PC en un Sistema DAQ?
Una PC con software programable controla la operación del dispositivo DAQ y es
usada para procesar, visualizar y almacenar datos de medida. Diferentes tipos de
PCs son usadas en diferentes tipos de aplicaciones. Una PC de escritorio se puede
utilizar en un laboratorio por su poder de procesamiento, una laptop se puede utilizar
por su portabilidad o una PC industrial se puede utilizar en una planta de producción
por su robustez.
¿Cuáles son los Diferentes Componentes de Software en un Sistema DAQ?
Software Controlador
El software controlador ofrece al software de aplicación la habilidad de interactuar
con un dispositivo DAQ. Simplifica la comunicación con el dispositivo DAQ al
abstraer comandos de hardware de bajo nivel y programación a nivel de registro.
Generalmente, el software controlador DAQ expone una interfaz de programación
de aplicaciones (API) que es usada en un entorno de programación para construir
software de aplicación.
Software de Aplicación
El software de aplicación facilita la interacción entre la PC y el usuario para adquirir,
analizar y presentar datos de medidas. Puede ser una aplicación pre-construida con
funcionalidad predefinida o un entorno de programación para construir aplicaciones
con funcionalidad personalizada. Las aplicaciones personalizadas generalmente
son usadas para automatizar múltiples funciones de un dispositivo DAQ, realizar
algoritmos de procesamiento de señales y mostrar interfaces de usuario
personalizadas.
¿Qué es un Sensor?
La medida de un fenómeno físico, como la temperatura de una habitación, la
intensidad de una fuente de luz o la fuerza aplicada a un objeto, comienza con un
sensor. Un sensor, también llamado un transductor, convierte un fenómeno físico
en una señal eléctrica que se puede medir. Dependiendo del tipo de sensor, su
salida eléctrica puede ser un voltaje, corriente, resistencia u otro atributo eléctrico
que varía con el tiempo. Algunos sensores pueden requerir componentes
adicionales y circuitos para producir correctamente una señal que puede ser leída
con precisión y con toda seguridad por un dispositivo DAQ.
(“¿Qué es Adquisición de Datos? - National Instruments”, s/f)
FUENTES CONSULTADAS
Energía Solar Fotovoltaica. (s/f). Recuperado el 24 de septiembre de
2015, a partir de
http://www.gstriatum.com/energiasolar/articulosenergia/14_fotov
oltaica_energia.html
Energía Solar - Que es, como usarla. (s/f). Recuperado el 24 de
septiembre de 2015, a partir de
http://www.gstriatum.com/energiasolar/
Interfaz gráfica de usuario (GUI). (s/f). Recuperado el 24 de
septiembre de 2015, a partir de
http://www.fundeu.es/escribireninternet/interfaz-grafica-de-
usuario-gui/
NI LabVIEW Data Visualization and User Interface Design - National
Instruments. (s/f). Recuperado el 24 de septiembre de 2015, a
partir de http://www.ni.com/white-paper/14557/en/
¿Qué es Adquisición de Datos? - National Instruments. (s/f).
Recuperado el 24 de septiembre de 2015, a partir de
http://www.ni.com/data-acquisition/what-is/esa/
ANEXOS
a) Citas con el programa Zotero
b) Vista estándar
c) Bibliografía realizada con Zotero