OBJETIVOS.

Se desea obtener un sistema de control que controle un elevador el cual quedara deshabilitara cuando el peso introducido al elevador supere los 5.5kilos de peso, y a su vez se activara una alarma (led) indicando que el sistema está parado por un sobrepeso en el sistema y solo volverá a estar habilitado si el peso introducido al elevador queda por debajo del límite seleccionado.

DISEÑO DE LA ETAPA ADECUADORA.

Como hemos visto en el reporte anterior se mostró la etapa de polarización de nuestro sensor el cual consistía en un puente de wheatstone en esta etapa nuestro sensor estará acompañado de un circuito en configuración seguidor de voltaje, posteriormente se le agregara un circuito amplificador de ganancia estimada en 100, debido a la ecuación que ese muestra en la parte inferior del párrafo, con un amplificador en configuración no inversora con una Rf de 100kΩ, y una Ri de 1kΩ, lo que nos muestra una salida de voltaje en el orden de los mV suficientes para que nuestro multímetro detecte cualquier cambio, posteriormente se agregara una etapa de conversión de analógico a digital por medio de un ADC tipo integrador (TC7107A) y se desplegara en una serie de displays de 7 segmentos

VoVi

=RFR I

+1

Por lo que nuestra red de dos puertos quedaría de forma tal que en la entrada tendríamos nuestro sensor que se encontrara midiendo el parámetro físico y en la salida tendremos la salida de nuestro amplificador por lo que las características de entrada y salida se muestran a continuación.

Alta Z baja Z

Voltaje de salida µv voltaje de salida mV

CARACTERÍSTICAS DE LA SEÑAL DE ENTRADA.

Histéresis 0.1%

Repetitividad ± 0,5% RH

Estabilidad ± 0,9% HR típicas en el 50% de peso (0.7 a 25 kg.)

Rango de peso 0 a 20% (0-10kg), 50kg. Máximo

Resolución. 10.5mV/0.5 kg. Aproximadamente

Impedancia de salida de 35kΩ

DIAGRAMA A BLOQUES DE LAS ETAPAS REQUERIDAS.

CARACTERÍSTICAS DE LA SEÑAL DE SALIDA.

Son las mismas características solo con la diferencia que la etapa adecuadora se utilizó como un buffer, para eliminar efectos de carga (pérdida de voltaje a medida que aumenta la carga) y para adaptar impedancias (conectar un dispositivo con gran impedancia a otro con baja impedancia y viceversa) y se le agrego una ganancia para poder visualizar los cambios en la salida.

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA DE LA ETAPA ADECUADORA.

Red de dos puertos

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10

-50

0

50

100

150

200

250

promedio subida mVpromedio bajada mV

MEDICIONES REALIZADAS EN LA CARACTERIZACIÓN DEL SENSOR.

PESO KG Voltaje subida 1 Voltaje bajada 1 Voltaje subida 2 Voltaje bajada 2 Voltaje subida 3 Voltaje bajada 3 Voltaje subida 4 Voltaje bajada 4 Voltaje subida 5 Voltaje bajada 5 promedio subida promedio bajada

00.3 0.2 0.25 -0.3 -0.3 -0.3 -0.2 -0.2 -0.3 0.5

-0.05 -0.02

0.5 10.1 8.9 11.1 10.2 10.5 10.3 10.5 10.2 10.5 11.2 10.54 10.161 20.8 19.6 22.2 20.7 21.1 20 22 19.4 21.3 21.6 21.48 20.26

1.5 31.2 30.2 32.6 32 31.4 30.7 32.5 30.9 32.5 32.5 32.04 31.262 42.1 40.7 43.5 42.3 42.1 40.6 43.5 40.2 43.3 43.6 42.9 41.48

2.5 52.8 51.6 54.3 53.2 52.5 51.5 54.5 51.3 54.3 54.7 53.68 52.463 63.3 62.2 64.9 64.2 63.2 62.5 65.5 62.8 65.5 65.8 64.48 63.5

3.5 74.1 73.08 75.7 74.1 74.1 73.4 74.1 73.5 75.5 75.6 74.7 73.9364 84.9 83.83 85.8 84.8 84.7 83.3 84.8 84.2 87.7 87.1 85.58 84.646

4.5 95.5 94.55 96.47 95.2 95.2 94.4 96.3 95.3 98.3 97.2 96.354 95.335 105.9 105.35 107.3 106.2 105.6 105.1 107.1 106.3 108.2 108.1 106.82 106.21

5.5 116.7 116.2 117.7 116.5 116.2 115.9 117.4 116.8 119.8 119.2 117.56 116.926 127.3 126.6 128.8 127.2 126.8 126.7 128.3 128.3 128.7 129.2 127.98 127.6

6.5 138 137.65 139.4 137.6 137.7 137.3 137.2 138.2 138.5 140.3 138.16 138.217 148.5 148.5 150 148.5 148.2 148 149.3 149.3 150.3 151.2 149.26 149.1

7.5 159.3 159 160.3 159.1 159 158.7 159.2 159.8 161.4 162.7 159.84 159.868 170.1 169.9 171.1 170.4 169.3 169.2 170.2 171.1 173.5 174 170.84 170.92

8.5 180.8 180.41 182 181 179.5 180 182.3 182.7 181.3 184.3 181.18 181.6829 191.2 191.2 192.2 191.8 190 190.5 192.5 193.5 194.3 195.3 192.04 192.46

9.5 202 201.9 202.8 202.3 201.5 201.3 203.1 204.3 205.7 206.5 203.02 205.1610 212.5 212.7 213 213.5 212.1 212.1 214.2 214.2 217.7 217.7 213.9 216.04

SISEÑO ELECTRICO DE LAS ETAPAS.

ETAPAS DE ADECUACION DE LA SEÑAL.

ETAPAS DE CONTROL Y ACTUADORES.

Se implementó una etapa adecuadora de señal puesto que nuestra señal del sensor es de alta muy alta impedancia por lo que se optó por acoplarlo con la configuración seguidor de voltaje y posteriormente se le agrego una etapa de amplificador no inversor de voltaje y se insertó un potenciómetro para que el usuario pueda calibrar el equipo debido al desgaste y/o condiciones de deterioro, además después de ello se toman dos caminos una la de despliegue compuesta por un adc tipo integrador (en las páginas siguientes se mencionan sus características y debido a ellas se optó por este dispositivo) y la etapa de comparación y control compuesta por un comparador simple y un sistema de control compuesto por un microcontrolador PIC16F628A (el código se anexa al final), después se envían las señales a un controlador de motores de potencia L293B con el cual se controla el giro y velocidad de este (al igual las características se mencionan al final de este apartado).

CALCULOS DE DISEÑO

Si RL = 100kΩ despejando de la ecuación (mencionada al inicio) tenemos que:

Ri= Rf(Gain+1)

= 100k100+1

=990.09Ω

Para Vref de la etapa comparadora una opción sería utilizar un potenciómetro en serie con una resistencia de tal manera que:

R1 = 100kΩ entonces POT = 2.2kΩ conectado a un Valim = 15 v mismos del LM741 y así obtener un máximo nivel de peso de hasta 10kilos con tan solo variar un potenciómetro variaríamos el peso que el sistema quede en modo de falla y deshabilite el elevador

CONCLUSIONES Y RESULTADOS

Al final del desarrollo experimental se observó la inestabilidad que la configuración comparador simple desarrolla por lo que al lector se le sugiere cambiar esta etapa por la de configuración comparador con histéresis con ventana pequeña suficiente para evitar oscilaciones y así evitar inestabilidades en el sistema de control, otra hipótesis seria modificar el código del microcontrolador haciendo que cuando detecte una falla debido al exceso de peso se activa la falla en el sistema y a su vez un contador que dará un retardo para evitar posibles lecturas erróneas y así problemas oscilatorios y lograr así estabilizar el sistema.

Otra posible ayuda para que el sistema quedara muy completo seria haciendo digital el sistema de referencia, despliegue y control de tal manera que cambiando el microcontrolador por uno más avanzado (PIC16F877A) y utilizando el módulo ADC de este y un teclado conectado al puerto se podrá no solo desplegar aun LCD conectado al mismo microcontrolador, sino además se podrá controlar y a su vez se podrá variar el peso de referencia tecleando el valor deseado por el teclado.

ANEXOS

TC7107A

ANEXOS

L293B

ANEXOS

PIC16F628A

ANEXOS

LM741

ANEXOS

CODIGO DEL SISTEMA DE CONTROL DIGITAL (MICROCONTROLADOR PIC)

LIST P=16F628A

INCLUDE "P16F628A.INC"

__CONFIG 0X3D19

ERRORLEVEL -302,0

CBLOCK 0X20

SALIDA

ESTATUS

ENDC

ORG 0X00

GOTO INICIO

ORG 0X04

GOTO CHANGE_WEIT

INICIO

MOVLW 0X07

MOVWF CMCON

BSF STATUS,RP0

MOVLW 0XFF

MOVWF TRISA

BCF TRISB,7 ;PIN DE SALIDA AL MOTOR

BCF TRISB,6 ;PIN DE SALIDA AL MOTOR

BSF TRISB,5 ;ENTRADA DE ERRORES (SENSADO)

BCF TRISB,2 ;LED DE ALARMA

BCF STATUS,RP0

BSF INTCON,RBIE

BSF INTCON,PEIE

BSF INTCON,GIE

;CHEKA ENTRADA Y MIRA SI SUBE O BAJA EL ELEVADOR

CHEKA

BTFSS ESTATUS,1 ;EXISTE UN ESTADO DE SOBREPESO???????

GOTO EDO_NORMAL

BSF PORTB,2 ;ENCIENDE LED DE PARO DE EMERGENCIA

GOTO EDO_PARO

EDO_NORMAL

BTFSS PORTA,1 ;ESTA ENCENDIDO EL DISPOSITIVO???

GOTO EDO_OFF

MODO_ON

BTFSS PORTA,0 ;SUBO EL ELEVADOR???

GOTO BAJA

GOTO SUBE

;///////////MODO DE OPERACION EN SLEEP//////////////////

EDO_OFF ;LOS DOS BITS ESTAN IGUALE SPOR LO TANTO DETIENE EL MOTOR EL DRIVER

BCF PORTB,7 ;PIN C EN ESTADO BAJO

BCF PORTB,6 ;PIN D EN ESTADO BAJO+

BCF PORTB,2 ;APAGA LED DE PARO DE EMERGENCIA

GOTO CHEKA

;/////////////////ESTADO DE PARO///////////////////

EDO_PARO ;LOS DOS BITS ESTAN IGUALE SPOR LO TANTO PARA EL MOTOR EL DRIVER

BCF PORTB,7 ;PIN C EN ESTADO BAJO

BCF PORTB,6 ;PIN D EN ESTADO BAJO

GOTO CHEKA

;/////////////////SUBE EL ELEVADOR///////////////////

SUBE

BSF PORTB,7 ;PIN C EN ESTADO ALTO

BCF PORTB,6 ;PIN D EN ESTADO BAJO

BCF PORTB,2 ;APAGA LED DE PARO DE EMERGENCIA

GOTO CHEKA

;/////////////////SUBE EL ELEVADOR///////////////////

BAJA

BCF PORTB,7 ;PIN C EN ESTADO BAJO

BSF PORTB,6 ;PIN D EN ESTADO ALTO

BCF PORTB,2 ;APAGA LED DE PARO DE EMERGENCIA

GOTO CHEKA

;//////////////INTERRUPCIONES///////////////////////

CHANGE_WEIT

BTFSS INTCON,RBIF ;CHECO...FUE INTERRUPCION POR CAMBIO DE NIVEL?????? SI ES SI SALTA

GOTO SALIR ;NO POR LO TANTO SALGO DE INTERRUPCIONES

BCF INTCON,GIE

BTFSC PORTB,5

GOTO WEIT_NORMAL

GOTO WEIT_FULL

WEIT_NORMAL

NOP

BCF ESTATUS,1

GOTO SALIR

WEIT_FULL

NOP

BSF ESTATUS,1

GOTO SALIR

SALIR

BCF INTCON,RBIF ;LIMPIO EL FLAG DE INTERR.. x CAMBIO EN RB

RETFIE

END

REPORTE FINAL

IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE CONTROL Y DESPLIEGUE DE UN

ELEVADOR AUTOMATICO CON REFERENCIA VARIABLE.

ASESOR: MODESTO MONTOYA

INTEGRANTES:

OSCAR IVAN ALVARADO AGUIRRE ID: 9180

DELMAR VALENZUELA COBARRUVIAS ID: 9550

CD. OBREGON, SONORA A 15 DE MAYO DEL 2010