Control Neuronal Para Levitador Magnetico

PRACTICA FINAL ELECTRONICA INDUSTRIAL II

RED MODBUS PARA VARIADOR DANFOSS FC 300 Y ALTIVAR 5 SERIE 45-2 CONTROLADA DESDE UN CELULAR ANDROID VIA BLUETOOTH Y SMS

CARLOS SNEYDER YEPES

JHOVANY ALBERTO YEPES

ANDRES DAVID HERNANDEZ

ORLANDO CARRILLO PERILLA

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE ELECTRONICA

MEDELLIN

2013

NOTA PARA EL PROFE CARRILLO.

Las prácticas de nosotros consistían en realizar una red Modbus con dos variadores ALTIVAR 5-45 y mediante una interfaz realizar las acciones de arranque, parada, CW y CCW. La otra práctica era realizar un controlador para el motor BLDC.

Nosotros hablamos con usted profe y le propusimos realizar la práctica de la red Modbus con los dos variadores y la interfaz hacerla desde un celular Android, el cual controlaría todo mediante comunicación BLUETOOTH y SMS, con el fin de que el usuario tenga la posibilidad de escoger algunas de las dos vías, dependiendo si necesita velocidad de respuesta (BLUETOOTH) o si necesita controlar el proceso desde largas distancias (SMS), todo con el fin de eliminar la práctica del motor BLDC y realizar solo una práctica mucho más completa. Usted acepto la propuesta y dijo que le recordáramos lo hablado con una nota en el informe.

Muchas gracias por todo profe.

RED MODBUS PARA VARIADOR DANFOSS FC 300 Y ALTIVAR 5 SERIE 45-2 CONTROLADA DESDE UN CELULAR ANDROID VIA BLUETOOTH Y SMS

DESCRIPCION:

El trabajo realizado consiste en controlar las acciones de arranque, parada, cambio de giro y cambio de velocidad de dos motores AC, uno conectado a un variador ALTIVAR 5-45 y el otro conectado a un variador DANFOSS FC 300. Las acciones son enviadas desde una interfaz Android mediante comunicación Bluetooth y comunicación SMS, utilizando protocolo Modbus.

INTERFAZ EN ANDROID

Desde el celular Android se puede seleccionar si se quiere comunicación vía BLUETOOTH o SMS (figura 1). Esto con la intención de que el usuario tenga la posibilidad de controlar los motores, tanto de forma remota, como a larga distancia.

Figura 1. Selección de modo comunicación.

Cuando el usuario escoge la opción BluetoothControl aparece una ventana similar a la mostrada en la figura 2, donde se confirma que se desea activar el BLUETOOTH. En caso de que el bluetooth ya este activado dicho mensaje no aparece.

Figura 2. Confirmar activación del BLUETOOTH.

Una vez que se confirma la activación del BLUETOOTH, se debe seleccionar el dispositivo al que se debe conectar, en este caso es BOLUTEK (figura 3).

Figura 3. Selección de dispositivo BLUETOOTH.

Cuando se selecciona SMSControl aparece una ventana simular a la de la figura 4, donde se selecciona el numero celular al que se va enviar la información. En esta misma ventana se tiene la opción de agregar números telefónicos nuevos.

Figura 4. Seleccionar número celular.

Una vez se ha seleccionado el modo de comunicación y el dispositivo o número celular con el cual se va a comunicar, aparece una ventana similar a la mostrada en la figura 5. Esta ventana corresponde a la interfaz de donde se va a manipular las acciones de los motores: arranque, parada, sentido de giro, cambio de velocidad y pedir velocidad. Por defecto la interfaz comienza con el motor conectado al Altivar.

Figura 5. Interfaz para controlar las acciones del motor.

Para cambiar de variador se presiona el botón menú del celular. Inmediatamente se despliega un menú similar a la figura 6, donde se tiene la opción de escoger Altivar o Danfoss.

Figura 6. Seleccionar variador.

TRAMA MODBUS

Desde el celular Android se envía una trama Modbus ASCII con el fin de facilitar su construcción. La trama presenta el mismo formato del observado en la figura 7. En el campo dirección se tiene 01 ó 02 (01 para Altivar, 02 para Danfoss). Para el campo función se tiene lo siguiente:

• 01 Arrancar

• 02 Parar

• 03 Cambio de giro

• 04 Cambio de velocidad

• 05 Pedido de velocidad

El campo Datos es 00 en todos los casos, excepto para la función cambio de velocidad, en ese caso, se escribe la frecuencia a la que se desea trabajar (rango de 00 a 60).

Para el control de errores se calcula el LRC con el siguiente código:

public byte calculateLRC(byte[] data) {

byte checksum = 0;

for (int i = 0; i < data.length; i++) {

checksum = (byte) ((checksum + data[i]) & 0xFF);

}

checksum = (byte) (((checksum ^ 0xFF) + 1) & 0xFF);

return checksum;}

Figura 7. Estructura trama Modbus ASCII.

RECEPCION DE LA TRAMA

El cerebro controlador de todo el proceso es el microcontrolador ARM cortex M0+, utilizado en la tarjeta Freedom Board (figura 8) de la compañía Freescale. Esta tarjeta está diseñada para ser compatible con Arduino y todos los módulos que se han desarrollado para este.

Figura 8. Freedom Board.

La Freedom Board recibe los mensajes de texto y los mensajes BLUETOOTH de forma serial. Se utilizó la UART0 para el modulo celular, UART1 para el modulo BLUETOOTH y la UART2 para la comunicación con los variadores. Dentro del programa se hace lo siguiente:

Se inicia el modulo celular, se manda la trama de inicialización para el ALTIVAR 5 y se espera recibir una trama por alguno de los seriales. Una vez se recibe una trama, se mira la dirección del variador y la función. Dependiendo del variador se arma su respectiva trama y se cambia la paridad, ya que el Altivar trabaja con paridad impar y el Danfoss con paridad par.

La inicialización de los periféricos de la Freedom se manejó desde el Processor Expert, así como algunos métodos implementados por esta herramienta de Freescale.

MODULO CELULAR

Para la recepción de mensajes de texto se utilizó el modulo celular M95 de la compañía china QUECTEL (figura 9), el cual fue adaptado por la empresa I+D para ser compatible con los sistemas Arduino. Este módulo cuenta con las siguientes características:

• Compatibilidad total con los sistemas de desarrollo ARDUINO.

• Fuente regulada a 3.6V para proporcionar al módulo la alimentación

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