MQUINA AUTOMATIZADA PARA LA ETAPA DE PELADO, LAVADO Y TRANSPORTE DE LA PAPA

PROYECTO IV DE INGENIERA MECATRNICA

SISTEMA DE CONTROL DE LA ELECTROVLVULA Y MOTOR AC

El sistema de control a implementar en el proyecto, es un sistema que nos permitir manipular cargas de alto amperaje y voltaje, como es el caso de la electrovlvula y el motor AC; de igual manera este se acoplara a un microcontrolador para tener dicho control sobre la carga, y de esta manera eliminar el contacto manual directamente con la mquina. A continuacin se presentara cada modelo o esquema electrnico realizado en ISIS PROTEUS, con su respectiva explicacin de funcionamiento. Esquema de control de la Electrovlvula. El diseo del esquemtico como anteriormente se mencion, est hecho en ISIS PROTEUS, los materiales o componentes electrnicos son los siguientes:

Resistencias (R1, R2, R3 y R4) Optoacoplador (4N25) Transistor (TIP122) Rel Diodo Rectificador Led (Indicador) Electrovlvula (Equivalente a L1)

Fig.1. Circuito de control de la electrovlvula.

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En la figura 1, se puede apreciar clara mente la conexin que hay entre cada uno de los componentes. De la misma manera se puede ver cmo est conformado la etapa de control (Entrada de una seal digital y R1), y la etapa de potencia (R3, R4, D1, D2, Q1, RL1 y L1). En primer lugar, tenemos un componente principal que es el 4N25, y este componente tiene como funcin de aislar la etapa de potencia con la de control, el dispositivo en azul que tiene un cero (ver Fig. 2.), esta representa una seal digital proveniente de un microcontrolador, en este caso una vez que se envi una seal digital (ver Fig. 3.), esta conmutara la base del transistor logrando activar el rel, en caso contrario pues lo desactivara, el anterior proceso lo podemos notar con un indicador que se ha puesto en paralelo con el diodo rectificador, el cual es un led, y el diodo tiene como funcin de proteger el transistor de ciertas corrientes provenientes del rel. Como podemos darnos cuenta la electrovlvula depende del estado en que se encuentre el rel (Normalmente Cerrado, Normalmente Abierto), en estos dos casos podemos tener desactivada o activada la electrovlvula; pero para que el rel este conmutando es necesario que el microcontrolador envi una seal para que el transistor entre a trabajar en la regin activa, que es en ella en la cual trabaja perfectamente y luego accione el rel.

Fig. 2. Simulacin del sistema cuando hay una entrada 0.

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Fig. 3. Simulacin del sistema cuando hay una entrada 1. Esquema de control del Motor AC. El circuito que se ha propuesto para el control de velocidad o rpms de un motor AC, es el que se puede apreciar en la Fig. 3, realizado en el simulador de ISIS PROTEUS. En este caso para controlar el dicho motor es un poco complejo, porque estamos hablando de un motor AC, y para variar su velocidad es totalmente diferente al de un motor DC; por lo tanto para tener control de la carga hay que jugar con la frecuencia de esta manera logramos manipular la rpms.

Fig. 3. Circuito para controlar un Motor AC.

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Los materiales que lo componen son los siguientes.

Resistencias (R1, R2, R3, R4, R5, R6 y R7) Leds (D1 y D2) Detector de cruce por cero (MOC3031) Triac Condensador (C1) Fusible (F) Motor AC (Equivalente a L1)

Los componentes principales que hay en el circuito, tenemos lo que es el triac y el MOC3031, estos dos elementos son fundamentales para el control del motor AC. Como sabemos el triac es un dispositivo que una vez en la compuerta haiga una determinada corriente (esta se especifica en el datasheet, y esta depende de la serie que se est empleando), de saturacin este se engancha, as le dejemos de suministrar corriente este continua funcionando es decir seguir enganchado. Para nuestro caso no sera til utilizar el solo triac, por que no lograramos el objetivo que estamos buscando, como nos dimos cuenta, este una vez activado la compuerta ya no hay manera de desactivarlo, y para lograr pararlo necesitaramos cortar el suministro de energa en nuestro caso desenchufar de la toma de 120V, y esto tampoco sera algo til. Por tal razn para poder activar y desactivar la compuerta del triac es necesario colocar otro triac en paralelo para as tener control total de la compuerta; esta tarea la hace precisamente el MOC3031, este componente, tiene una funcin muy particular, y es que adems de poder detectar el cruce por cero, a la misma vez asila el circuito de la parte de control con la de potencia. Como indicadores del funcionamiento del circuito tenemos unos leds en diferentes lugares, como lo es el caso del D1, este indicara la seal digital

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proveniente de un microcontrolador o cualquier otro dispositivo que la genere, el D2 es el encargado de mostrar si la proteccin del circuito ha tenido una avera, siendo as se encender de lo contrario permanecer apagado, el indicador D3 nos mostrara, si la carga est funcionando, por tal caso este estar encendido, en caso contrario se apagara. Para lograr variar la velocidad de un motor DC, lo hacamos mediante la tcnica de control PWM, muy conocida en nuestro entorno, pero para el caso de un motor AC, es de manera diferente, porque necesitamos recortarla seal AC, cuando pace por cero, para lograr tener el control sobre la carga AC. Lo anterior es algo visto a grandes rasgos, ya que esto demanda un cierto tiempo y conocimiento sobre el tema, y lo que se ha expuesto es una manera de poder controlar cargas AC, evitando recurrir a componentes comerciales de gran costo, que realizan esta tcnica.