“DISEÑO E IMPLEMENTACION DE INTERFAZ VIRTUAL PARA NEVERA (EQUIPO 3000)”
“DESIGN AND IMPLEMENTATION OF VIRTUAL INTERFACE FOR FRIDGE (EQUIPO
3000)”
A. Cristhian Camilo Cardozo Rozo * B. Oscar Tejedor Duarte C. ING. Henry Montaña
Quintero
Resumen: Se desarrolló un sistema en una nevera del laboratorio de mecánica de la facultad,
en el que se implementan dos sensores de temperatura y dos de presión, para la parte de la
temperatura se usó una termocupla tipo K cerca al evaporador de gases y un lm35 para el
interior de la nevera, en la tubería de la nevera se implementó un transductor para medir la
presión del gas refrigerante después del compresor y otro transductor para medir la presión
antes del condensador. Se realiza una adquisición de datos por medio de Arduino UNO donde
son enviados los datos adquiridos por los cuatro sensores vía USB a un computador donde
posteriormente son tratados los datos entregados por el Arduino, se visualizan en tiempo real
por una interfaz gráfica realizada en LabView en la cual se verá la relación de temperatura con
el tiempo, la presión con el tiempo y se realiza un diagrama de Carnot con estos datos.
Palabras clave: Interfaces de ordenador, interfaces de programación de aplicaciones,
electrónica de detección de dispositivos, Microcontrolador, transconductancia.
Abstract: A system in a laboratory refrigerator mechanics faculty, in which two temperature
sensors and two pressure implemented to the temperature of a Type K thermocouple is used
near the evaporator and gas to be developed LM35 inside the refrigerator in the refrigerator
pipe transducer it was implemented to measure pressure refrigerant after the compressor and
another transducer to measure the pressure before the condenser. Data acquisition is
performed by means of Arduino UNO which sent the data acquired by the four sensors and
these are sent via USB to a computer where they are further processed the data delivered by
the Arduino are displayed in real time on a graphical interface made LabView in which the
relationship will eventually temperature , pressure and time diagram Carnot with these data is
performed . Engine performance can be observed from a control panel located in the upper part
of the engine or a mobile device located in the mechanics laboratory through an internet
connection.
Key Words: Computer Interfaces, Application Programming Interfaces, Electronic Sensing
Devices, Microcontroller, Transconductance.
1 Introducción
El presente artículo muestra la información del desarrollo de una nevera ubicada en el
laboratorio de mecánica de la Facultad Tecnológica U.D llamada equipo 3000. Esta nevera en
un principio fue elaborada para simular el ciclo invertido de Carnot, de manera analógica
mostraba los datos de presión del condensador y del compresor, también los de temperatura
dentro de la nevera y del evaporador. Se buscó la forma de transformar estos datos de manera
que se mostraran en una interfaz gráfica en el computador por medio del programa LabView
en el que se muestra las relaciones de las temperaturas y las presiones respecto al tiempo, y
con estas mismas hacer un diagrama de Carnot, de esta manera es más fácil visualizar los
cambios que presentan los refrigeradores.
2. Metodología
Se propone un sistema que permite medir la temperatura de la nevera y la presión del sistema
de refrigeración compuesto por 4 sensores fijos: 2 sensores de temperatura uno para la parte
interna de la nevera y otro cerca del evaporador y los otros dos serán sensores de presión,
uno después del compresor y el otro antes del condensador, estos datos serán acondicionados
para que el Arduino los adquiera con precisión. El sistema se muestra en el diagrama 1.
ADQUISICIÓN DE DATOS
(Arduino UNO)
TRANSMISIÓN DE DATOS
PROCESAMIENTO DE DATOS (LabView)
Diagrama 1. Diagrama de bloques primordial del dispositivo. [Fuente propia]
2.1. Sensores
Para la parte de temperatura se usaron dos sensores diferentes por costos. El primer sensor
es una termocupla tipo K que se implementó cerca del evaporador que está en la parte interna
de la nevera, este entrega temperatura alta ya que el evaporador funciona como motor de
succión del gas refrigerante que viene en estado líquido y lo distribuye en modo de gas para
enfriarlo por medio de la turbina en la nevera. Este gas frio esta sensado por un lm35.
Para la presión se usaron dos sensores Bourden Haenni tipo E913 que entrega una magnitud
física y los transforma a una magnitud eléctrica para ser tratada, a esta corriente se le
implemento un circuito que permite volverla en voltaje para así manipular los datos con
LabView.
2.2 Adquisición de datos
Para los transductores de presión se calculó una resistencia para tomar la corriente de salida
a un voltaje reconocible por un Arduino UNO, ya que este permite tomar las señales análogas
de los cuatro sensores de forma simultánea con una excelente precisión para transformar estas
señales análogas en señales digitales.
2.3 Transmisión de datos
El Arduino UNO funciona de tal forma que puede tomar y retornar datos vía USB, de esta
manera se envían los datos de los sensores (lm35, termocupla, transductores de presión
industrial) al computador para tratarlos con el programa LabView.
2.4 Procesamiento de datos
Este procesamiento se realizó en la programación interna de LabView donde se hace por
medio de operaciones matemáticas con las conversiones de voltaje pre establecidas por los
fabricantes para los sensores de temperatura El voltaje de la termocupla y del Lm 53
establecido por los fabricantes es de 10 mV por cada grado Celsius y Labview reconoce las
constantes como mV, por lo cual 1000 mV son en total 1 V, de esta forma se tiene que:
1000 mV / 10 mV = 100
y así con esta constante se puede hacer la medición necesaria para las gráficas a presentar,
en el caso de la termocupla y el Lm 53 los valores serán mostrados por la siguiente formula
donde T es la temperatura mostrada por el sensor (1):
T= Vsensor x 100 (1)
Para los sensores de presión, ya que estos entregan una señal de corriente de 4mA – 20mA
que posteriormente se tomaran en forma de voltaje teniendo un máximo de 5V al cual se le
restara 1V para que al hacer la conversión quede de forma exacta, el cambio de los 4 – 20 mA
y al cual se le hace el siguiente procedimiento con el total máximo de bares que puede aguantar
el transductor que son 600 Bar:
4 / 600 = 0.00667
Con esta constante se aplicara la siguiente formula donde P es la presión del sensor (2):
P = (VSensor - 1)/0.00667 (2)
2.5 Visualización de datos
Con el programa Labview se logran captar los datos de los cuatro sensores de modo que se
puede visualizar en tiempo real la actividad de estos y al mismo tiempo se crea una base de
datos en Excel para dar constancia de los diferentes cambios que presente la nevera en el
transcurso en el que se tiene encendida y con los datos tomados poder graficar el diagrama
de Carnot.
3. Montaje experimental.
3.1 Nevera (Equipo 3000)
La nevera está compuesta de manera simple por un tanque con gas refrigerante que es tratado
con un compresor para volver este gas a estado líquido y así llevarlo al evaporador para que
este disipe las moléculas del líquido y así expulsar aire caliente que es a la vez enfriado por
medio de una turbina para la cámara aislante como tal, de la turbina expulsa el líquido hacia el
condensador de forma que lo devuelve a su estado gaseoso para pasar nuevamente al
compresor y de esta manera de forma cíclica trabaja la nevera como se puede ver en la figura
1.
Figura 1.Diagrama de funcionamiento de la nevera [4]
Figura 2. Estructura de la nevera (Equipo 3000) [Fuente propia]
En la figura 2 se muestra como tal, la estructura de la nevera situada en el laboratorio de
mecánica de la universidad, se puede ver cómo están conectadas todas las partes antes
mencionadas del sistema de refrigeración y la ubicación de los sensores de presión en la
tubería.
3.1. Adquisición de la señal
Como se indica, en primer lugar se adquiere la señal a través del bloque de recolección de
datos. Está compuesto por dos sensores un lm35 y una termocupla y dos transductores de
presión industrial que son los encargados de tomar las medidas y luego enviar esta información
al Arduino UNO donde pasara al computador para su procesamiento en el programa
LabVIEW.. El sensor lm 35 es un sensor para detectar temperatura ambiente. El cual puede
detectar temperaturas desde -55° a 150° pero para este caso el rango a utilizar será entre los
-15° a 20°, este sensor tiene una baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa
calibración hace posible que este integrado sea instalado fácilmente en un circuito de control.
El sensor está formado por un encapsulado hecho básicamente por epoxy o plástico y es de
un tamaño bien reducido y es de muy bajo costo para el uso del sensor; el sensor lm35 posee
tres pines, un pin para obtener señales y dos pines para suministrar el voltaje de alimentación,
como indica la figura 3.
Figura 3. Estructura del sensor lm35. [1]
Para el manejo de este sensor se conecta la salida al conversor análogo digital del ARDUINO
UNO.
Figura 4. Voltaje mínimo de polarización para obtener el voltaje de salida. [1]
La figura 4 muestra el voltaje de polarización mínimo, entonces el voltaje de polarización
utilizado es de Vcc=5v.
Los sensores de presión o transductores de presión, son muy habituales en cualquier proceso
industrial o sistema de ensayo. Su objetivo es transformar una magnitud física en una eléctrica,
en este caso transforman una fuerza por unidad de superficie (F/A) en un voltaje equivalente
a esa presión ejercida.
Los formatos son diferentes, pero destacan en general por su robustez, ya que en procesos
industriales están sometidos a todo tipo de líquidos, existiendo así sensores de presión para
agua, sensores de presión para aceite, líquido de frenos, etc. Los rangos de medida y precisión
varían mucho en función de la aplicación. [2]
Figura 5. Transductor de presión. [2]
3.2 Ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor
El ciclo que maneja la nevera es el ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor ya que
la nevera en vez de usar una turbina la sustituye un tubo capilar. Este ciclo se compone de
cuatro procesos como se muestra en la figura 6:
Figura 6. Esquema y diagrama T-s para el ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor. [3]
1-2 Compresión isentrópica en un compresor
2-3 Rechazo de calor a presión constante en un condensador
3-4 Estrangulamiento en un dispositivo de expansión
4-1 Absorción de calor a presión constante en un evaporador
3.3 Interpolación
Para este caso se conocen los valores de una función f(x) que están establecidos en las tablas
de propiedades de gases y que en este caso se llama “Ciclo rankine del gas refrigerante 134a”
pero que no se dan punto por punto dando el caso necesario de calcular un punto arbitrario
entre estos, con la interpolación a partir de la construcción de una superficie que une los puntos
que se encuentran en las tablas dando estos los límites para encontrar el punto deseado.
Figura 7. Tabla del ciclo rankine del refrigerante 134ª. . [3]
Cabe resaltar que en la figura 6 solo se muestra una pequeña cantidad de los valores que
puede llegar a tomar el refrigerante 134 a, por lo que es bastante extensa la tabla.
Para esto la idea es conectar los 2 puntos dados en Xi, es decir (x0, y0) y (x1, y1), ya que la
función interpolante es una línea recta entre los dos puntos se puede seguir la ecuación de la
línea:
(𝑦 − 𝑦1)
(𝑦2 − 𝑦1)=
(𝑥 − 𝑥1)
(𝑥2 − 𝑥1)
Ya que en esta ecuación el único valor desconocido es “y”, que representa el valor desconocido
para x, al despejar queda la siguiente ecuación que es la usada para hallar los puntos en el
diagrama del ciclo rankine (3) [4]:
𝑦 = 𝑦1 + [((𝑥−𝑥1)
(𝑥2−𝑥1)) (y2 − y1)] (3)
Las “x” y las “y” de esta fórmula son sustituidas por los valores ingresados por el usuario en
las distintas casillas como lo son las entalpias, entropías, temperaturas y presiones que más
adelante se mencionan en su orden correcto.
3.4 Modulo central
El módulo está compuesto del Arduino que es una placa con un microcontrolador de la marca
Atmel y con toda la circuitería de soporte, que incluye, reguladores de tensión, un puerto USB
(En los últimos modelos, aunque el original utilizaba un puerto serie) conectado a un módulo
adaptador USB-Serie que permite programar el microcontrolador desde cualquier PC de
manera cómoda y también hacer pruebas de comunicación con el propio chip. Un arduino
dispone de 14 pines que pueden configurarse como entrada o salida y a los que puede
conectarse cualquier dispositivo que sea capaz de transmitir o recibir señales digitales de 0 y
5 V. También dispone de entradas y salidas analógicas. Mediante las entradas analógicas se
pueden obtener datos de sensores en forma de variaciones continuas de un voltaje. Las salidas
analógicas suelen utilizarse para enviar señales de control en forma de señales PWM. Arduino
UNO es la última versión de la placa, existen dos variantes, la Arduino UNO convencional y la
Arduino UNO SMD. La única diferencia entre ambas es el tipo de microcontrolador que montan.
La primera es un microcontrolador Atmega en formato DIP.
Y la segunda dispone de un microcontrolador en formato SMD.
Figura 8. Montaje Arduino UNO [Fuente propia]
3.5 Interfaz gráfica
Para la visualización de los datos de los sensores en el PC; se empleó LabVIEW, que permite
de una forma gráfica visualizar el comportamiento de los sensores, además de mostrarlos en
gráficas en tiempo real tanto las temperaturas como las presiones de la nevera. En la figura 9
se muestra una imagen del programa en LabVIEW mostrando el comportamiento de las
temperaturas y las presiones respecto al tiempo de los sensores y en el diagrama 2 la forma
en la que funciona el programa.
Diagrama 2. Diagrama de bloques interfaz gráfica. [Fuente propia]
Introducir valores
para hacer cálculos
Introducir valores
para hacer cálculos
RESULTADOS
DIAGRAMA T-s
ADQUISICIÓN DE
DATOS SENSORES
Selección
pestañas de
graficas
Selección
pestañas de
interpolación
INTERPOLACIÓN
SIMPLE
INTERPOLACIÓN
DOBLE
Pestaña presión Pestaña
temperatura
Figura 9. Simulación en Labview de diagrama T-s con la pestaña de interpolación simple. [Fuente propia]
Figura 10. Simulación en Labview de diagrama T-s con la pestaña de interpolación doble. [Fuente propia]
Para el programa se tienen 5 cosas en cuenta, el botón del serial port, la tabla de control
de los datos, las pestañas para el cálculo de las entropías y entalpias, el cuadro de los
resultados, para llegar finalmente a las gráficas.
3.5.1 Serial port
El serial port sirve para configurar la entrada del puerto del computador al que se conecta
el Arduino, sin la configuración de este puerto el programa presentara un error y no correrá.
3.5.2 Tabla de control
La tabla de control muestra los datos recolectados por los sensores cada 3 ms
aproximadamente, y está separado en 5 casillas como se puede ver en la figura 11, la hora
mostrada en la columna 1 es la hora tomada directamente del computador.
Figura 11. Tabla de control [Fuente propia]
3.5.3 Cálculos de entropías y entalpias
Esta parte del programa está dividida en dos casillas considerando que se necesitan hallar
presiones que pueden no estar en las tablas de propiedades de gases de Cengel, de esta
forma se pueden encontrar las entropías y entalpias en la pestaña de “Interpolación Simple”
(fig. 12) cuando las presiones que se tomen estén en la tabla de propiedades y en el otro caso
para la pestaña de “Interpolación Doble” (fig. 12) se pueden seleccionar las entropías y
entalpias que están en las tablas de propiedades junto a las que se necesitan hallar por medio
de interpolaciones y así tener un punto exacto para graficar en el diagrama T-s (fig. 15).
Figura 12. Pestañas de interpolación. [Fuente propia]
3.5.4 Graficas
En la parte de las gráficas se puede apreciar que los datos prácticamente están lineales ya
que estos datos fueron tomados simulando los sensores de presión con dos fuentes de
corriente y la temperatura es la temperatura ambiente a excepción de la temperatura 1 en
la que se calentó la termocupla con un encendedor para demostrar el cambio de las
variables.
Las variables de las temperaturas están en grados Celsius, por lo que las gráficas llegan
hasta 100 grados que son lo que permiten los sensores y en las gráficas de las presiones
se aprecia que el punto máximo es de 600 y 650 que es el valor máximo en Bares de los
transductores instalados en la nevera.
Figura 13. Graficas de temperaturas [Fuente propia]
Figura 14. Graficas de presiones. [Fuente propia]
Figura 15. Grafica del diagrama T-s del ciclo rankine del refrigerante 134 a. [Fuente propia]
4. Cálculos matemáticos
4.1 Pestaña Interpolación simple
Para esta pestaña se tienen ocho casillas en las que se pueden introducir valores, lo que hace
esta pestaña es entregar los valores de las entropías y las entalpias en los distintos momentos
del ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor, pero solo los entrega si los valores de
las presiones introducidas son exactamente iguales a los que están en las tablas de
propiedades de gases para poder graficar los “cuatro puntos” en el diagrama T-s (fig. 15) y así
observar el comportamiento de la nevera.
Se tiene la casilla de la “Entalpia H1” y la “Entropía S1” que son valores directamente tomados
de la tabla de propiedades de gases y entregaran en la tabla de resultados esos mismos
valores además de dar el valor de la “Entropía S2” porque este valor siguiendo la gráfica del
ciclo ideal de refrigeración está en el mismo punto de entropía pero con diferente temperatura.
Para hallar la “Entalpia H2” se usa la siguiente formula de interpolación
𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐻2 = 𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 ℎ𝑔 + [((𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 𝑆2−𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 𝑠𝑔)
(𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 𝑠𝑔2−𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 𝑠𝑔)) (Entalpia hg2 − Entalpia hg)] (4)
Para las entalpias y entropías de los puntos 3 y 4 se introducen los valores directamente de la
tabla de propiedades de los gases por que los valores de las presiones están en esta.
4.2 Pestaña Interpolación doble
En esta pestaña se tienen 23 casillas, se necesitan tantos valores porque esta pestaña se usa
cuando los valores de las presiones que se necesiten calcular no estén entre los datos que
proporciona la tabla de propiedades de gases, por lo tanto se necesita interpolar varias veces
para encontrar los valores necesarios y poder encontrar los puntos en el diagrama T-s (fig. 15).
En el punto 1, se piden los valores de la presión baja del sistema (Presión Sis. B) para tener
un punto conocido por el usuario, luego se piden las presiones que están por encima y por
debajo de la presión del sistema y de ahí mismo las entalpias y entropías que acompañan
estas presiones, para este punto se interpola dos veces, una para hallar la “Entalpia H1” y otra
para hallar la “Entropía S1” y la “Entropía S2” como se muestra en las siguientes ecuaciones:
𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐻1 = 𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐵𝑏 + [((𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑆𝑖𝑠.𝐵−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑏)
(𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐴𝑎−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑏)) (Entalpia Aa − Entalpia Bb)] (5)
𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 𝑆1 = 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 𝐵𝑏 + [((𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑆𝑖𝑠.𝐵−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑏)
(𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐴𝑎−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑏)) (Entropia Aa − Entropia Bb)] (6)
Para el punto 2 se necesitó usar un caso de interpolación doble para poder dar un punto medio
entre las temperaturas que entrega el sistema y poder llegar así a dar la “Entalpia H2”, las
siguientes ecuaciones mostraran que hacen las casillas y el resultado final:
𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐵 = 𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐵1 + [((𝑇𝑒𝑚𝑝.𝑆𝑖𝑠.𝐴−𝑇𝑒𝑚𝑝.𝐵)
(𝑇𝑒𝑚𝑝.𝐴−𝑇𝑒𝑚𝑝.𝐵)) (Entalpia A1 − Entalpia B1)] (7)
𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐴 = 𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐵2 + [((𝑇𝑒𝑚𝑝.𝑆𝑖𝑠.𝐴−𝑇𝑒𝑚𝑝.𝐵)
(𝑇𝑒𝑚𝑝.𝐴−𝑇𝑒𝑚𝑝.𝐵)) (Entalpia A2 − Entalpia B2)] (8)
Las anteriores entalpias se calculan para poder tener dos límites en el cálculo de la “Entalpia
H2” dado que sus valores están entre 2 presiones diferentes, una encima de la presión del
sistema Alta y otra por debajo, por lo cual se necesita realizar otra interpolación con estas
presiones para hallar el valor que se busca como muestra la siguiente ecuación:
𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐻2 = 𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐵 + [((𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑆𝑖𝑠.𝐴−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵)
(𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐴−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵)) (Entalpia A − Entalpia B)] (9)
Para el punto 3 y 4 se piden los valores en seis casillas para buscar los puntos aproximados
tomando de límites los puntos que proporciona la tabla de propiedades de gases como se
muestra en la siguiente ecuación:
𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐻3 = 𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑎 𝐵𝑏2 + [((𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑆𝑖𝑠.𝐴−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑏2)
(𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐴𝑎2−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑏2)) (Entalpia Aa2 − Entalpia Bb2)] (10)
𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 𝑆3 = 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 𝐵𝑏2 + [((𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑆𝑖𝑠.𝐴−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑏2)
(𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐴𝑎2−𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝐵𝑏2)) (Entropia Aa2 − Entropia Bb2)] (11)
El coeficiente de rendimiento del refrigerador (COP ref) se da por la ecuación (12):
𝐶𝑂𝑃 𝑟𝑒𝑓 =𝑄𝑠𝑎𝑙
𝑊𝑒𝑛𝑡=
ℎ1−ℎ4
ℎ2−ℎ1 (12)
5. Resultados
De este proyecto se obtuvo una forma digitalizada de obtener y visualizar los datos entregados
por el “Equipo 3000” por el cual el usuario interactúa para llegar a entender los procesos que
realiza el equipo y puede llegar a manejar de manera más fácil el ciclo ideal de refrigeración
por vapor comprimido.
Se obtuvieron graficas lineales gracias a los sensores y transductores que se usaron para la
nevera, a la vez junto a la ayuda de un usuario se pueden calcular las entalpias y entropías del
procedimiento ya que es necesario ver las tablas de vapores internacionales que indica los
distintos valores que puede tomar un gas según la temperatura y el estado manejado.
Es importante saber conceptos de termodinámica para utilizar el programa porque hace
cálculos con valores muy específicos de las tablas.
Diagrama 3. Diagrama de flujo del proyecto. [Fuente propia]
En la tabla de resultados (figura 15) se muestran los valores calculados de las entalpias,
entropías, el coeficiente de desempeño del refrigerador, el calor (Qsal) y el trabajo (W) en las
pestañas de interpolación simple e interpolación doble dependiendo de cuál pestaña este
seleccionada.
Figura 15. Tabla de resultados de las pestañas de interpolación. [Fuente propia]
Para los valores de los sensores se pusieron cuatro indicadores (figura 16) que muestran en
tiempo real los datos linealizados para verlos todos en el mismo lugar.
Figura 16. Indicadores en tiempo real de los sensores de presión y temperatura. [Fuente propia]
Conclusiones
Bajo las necesidades del laboratorio de mecánica de la UD se realizó una
implementación con una interfaz la cual está hecha para qué un estudiante pueda
entender los datos obtenidos por los sensores y pueda ser más fácil calcular entropías
y entalpias del equipo 3000.
Las pruebas realizadas son mucho más comprensibles y didácticas para el usuario del
proyecto a través de la visualización y comunicación con el pc.
Al utilizar un Arduino se facilitó la adquisición y procesamiento de los datos entregados
por los sensores y así junto el programa LabVIEW se logró un buen manejo de los
mismos.
Es necesario saber usar las tablas de propiedades de los gases, y además tener
conocimientos del tema de ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor ya que
es necesario para hacer los cálculos debidamente.
Se encontró que el Arduino se debe tener en un lugar alejado de campos producidos
por fuentes u adaptadores, para evitar interferencia en los procesos realizados por el
mismo.
Agradecimientos
En primer lugar queremos agradecer al ing Henry montaña la oportunidad que nos ha brindado
para realizar este proyecto y aprender de él, a los encargados del laboratorio de mecánica de
la universidad distrital sede tecnológica por permitirnos realizar las prácticas necesarias.
A nuestros padres por el apoyo brindado en todo momento, amigos que siempre estuvieron
dándonos ánimos y a los profesores que nos ayudaron en las correcciones y enseñanzas de
temas que desconocíamos.
Gracias.
Referencias
[1] HETPRO, “Estructura sensor lm 35”, 2014. [Online], Disponible en:
http://hetpro-store.com/TUTORIALES/comunicacion-arduino-y-labview-por-bluetooth/
[2] J. Vignoni, “Sensores”, 2003. [Online]. Disponible en:
http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/transparencia/Sensores.pdf.
[3] CENGEL, Yonus, Termodinámica, sexta edición, pp. 620- 623
[4] Prieto, German, “Interpolación”. [Online], Disponible en: