Medidor de moleculas

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Instituto Tecnológico de San Luis Potosí

Microcontroladores

Ingeniería Mecatrónica

Proyecto Final

Profesor: Escalante Padrón Luis Fernando

 Alumno:

Rodríguez Vega Luis Martín

Grupo: 10:00 - 11:00

1.  de mayo de 2020

Nombre del proyecto:

• Control Condensador de Humedad Atmosférica.

Problema a resolver:

• El prototipo requiere de monitoreo permanente del contenedor donde se almacena el líquido condensado. Este control actúa en función de la señal enviada por un sensor de nivel de líquido. Dependiendo de dicha señal se habilita o deshabilita el funcionamiento de motores e indicadores de estado. Si hay líquido detectado, el prototipo permanece en espera, hasta no detectar líquido comienza a trabajar.

 Justificación:

• Para el control del prototipo se decidió utilizar el microcontrolador PIC18F4550 ya que a lo largo del curso se obtuvieron los conocimientos necesarios para programar y configurar el mismo. Cabe señalar que también se contaba con la placa didáctica que permite interactuar con los diversos pines. De igual manera el control del prototipo es bastante sencillo por lo que este microcontrolador es ideal para cumplir las tareas necesarias para el optimo funcionamiento del mismo.
• La construcción y control de este prototipo no solo tiene la ventaja de la aplicación de los conocimientos adquiridos, sino también contribuye a la obtención de un recurso no renovable utilizando un método sustentable y económico.
• El crecimiento demográfico implica un alza en la demanda de recursos hídricos, lo que provoca la gran necesidad de implementar la tecnología para hacer frente a dicha demanda.

Introducción:

• En el prototipo “Condensador de Humedad Atmosférica” se implementará un control sencillo y accesible para cualquier tipo de usuario que necesite utilizarlo. Dicho control se basa en la programación del microcontrolador PIC18F4550. Principalmente se busca que el microcontrolador se encargue de emitir las señales de activación o desactivación del sistema basándose en la recepción de la señal de un sensor de nivel de líquido. El prototipo está formado por una parte de control y otra de potencia. La parte de control evidentemente consta del microcontrolador y la de potencia cuenta con relevadores mecánicos, motores DC y baterías recargables que son la fuente de alimentación. Cabe señalar que también cuenta con un circuito termodinámico, el cual será representado a través de un esquema, este no pudo ser construido ya que debido a la presente contingencia sanitaria no fue posible adquirir los componentes.
• El funcionamiento consiste en lo siguiente: Un sensor de nivel de líquido se encuentra dentro del recipiente donde se almacena el líquido condensado por medio del circuito termodinámico. Este sensor está monitoreando constantemente el estado del contenedor, si es que este se encuentra vacío o si tiene un nivel optimo de líquido. Inicialmente se había planteado implementar el ADC del microcontrolador, pero se decidió no utilizarlo ya que el sensor al detectar un máximo de líquido envía un voltaje mayor de 3.3v, el cual perfectamente interpreta el uC como un 1 digital, de igual manera, al no detectar líquido el sensor, envía un voltaje del orden de los mV, por lo que el microcontrolador lo interpreta como un 0. Lo anterior es lo ideal para el control del prototipo.

Mientras el contenedor tenga líquido, el control del prototipo lo mantiene en estado de espera, pero una vez que el usuario extrae todo el líquido del contenedor, el uC lee el 1 enviado por el sensor, activando el sistema, el cual consiste en 2 relevadores mecánicos que accionan 2 ventiladores para la suministrar el aire al interior del prototipo e iniciar con la condensación del líquido. De forma paralela enciende el motor del compresor del circuito termodinámico, en este caso se representa con un led azul a modo de indicador del funcionamiento del compresor. En la parte frontal se encuentra un display que indica el estado del contenedor. Si tiene liquido en el interior muestra el mensaje al usuario “ESTADO: NIVEL OPTIMO” en caso contrario muestra el mensaje “ESTADO: NIVEL BAJO”.

Desarrollo:

• Para comenzar, se diseñó la estructura del prototipo en un software de CAD, en específico SolidWorks. En el modelado se establecieron las dimensiones y geometrías ideales para el montaje de los diversos componentes que lo conforman. En la siguiente figura se muestra el modelado de la carcasa del prototipo “Condensador de Humedad Atmosférica”

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• Una vez realizado el diseño de la carcasa se continuó con el diseño del circuito termodinámico, a continuación, se muestran sus componentes en el siguiente esquemático.

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Cabe señalar que el proceso de condensación de líquido se realiza en el exterior del sistema termodinámico, específicamente en el punto de transición de presión y temperatura que se encuentra en el evaporador, debajo de este se colocó el sistema de colección de líquido.

• En el siguiente esquema muestra la simulación de las conexiones al microcontrolador

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• En las siguientes imágenes se nuestro el montaje en físico de los componentes dentro de la carcasa del prototipo

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          Montaje de los ventiladores                                     Montaje del display

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            Montaje del sensor de nivel                                      Prototipo terminado y funcional

               dentro del contenedor

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          Led indicador de encendido del                           Montaje y cableado de los circuitos

                   motor del compresor                                                           circuitos

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Mensajes emitidos al usuario en el display.

Diagrama de flujo:[pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29][pic 30][pic 31][pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36][pic 37][pic 38][pic 39][pic 40][pic 41][pic 42][pic 43][pic 44][pic 45][pic 46][pic 47][pic 48][pic 49][pic 50][pic 51]

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