Diseño e implementación de un sistema de monitoreo en phyton aplicado a una bomba de calor para el estudio del suelo

El presente trabajo de investigación tiene como finalidad presentar el desarrollo de un sistema de supervisión de datos para apoyar el estudio de las características particulares del suelo (sustrato) en un semillero a escala apoyándose con un sistema experimental de transferencia de calor fundamenta...

Full description

Autores:
Gómez Arquez, Hamynthon Harley
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Francisco de Paula Santander
Repositorio:
Repositorio Digital UFPS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
https://repositorio.ufps.edu.co/handle/ufps/9197
Palabra clave:
Bomba de calor
Instrumentación
Rights
openAccess
License
Derechos Reservados - Universidad Francisco de Paula Santander, 2024
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description El presente trabajo de investigación tiene como finalidad presentar el desarrollo de un sistema de supervisión de datos para apoyar el estudio de las características particulares del suelo (sustrato) en un semillero a escala apoyándose con un sistema experimental de transferencia de calor fundamentado en una bomba de calor, en las instalaciones del laboratorio de investigación en energía y control (LIEC) de la Universidad Francisco de Paula Santander.
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spelling Restrepo Chaustre, YeseniaMoreno García, Francisco ErnestoRestrepo Chaustre, Yeseniavirtual::2127-1Gómez Arquez, Hamynthon HarleyUniversidad Francisco de Paula SantanderOrdoñez Correa, Jesús HernandoChinchilla Herrera, NorbeyChinchilla Herrera, Norbeyvirtual::2553-12025-03-10T16:18:17Z2025-03-10T16:18:17Z2024https://repositorio.ufps.edu.co/handle/ufps/9197TIEM V00074/2024El presente trabajo de investigación tiene como finalidad presentar el desarrollo de un sistema de supervisión de datos para apoyar el estudio de las características particulares del suelo (sustrato) en un semillero a escala apoyándose con un sistema experimental de transferencia de calor fundamentado en una bomba de calor, en las instalaciones del laboratorio de investigación en energía y control (LIEC) de la Universidad Francisco de Paula Santander.1. INTRODUCCIÓN .................................................................... 9 2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ......................................... 11 3. JUSTIFICACIÓN................................................................... 12 IMPACTOS ESPERADOS ................................................................................. 12 3.1.1 Impactos científicos y tecnológicos del proyecto .............................. 13 3.1.2 Impactos sobre la productividad y competitividad del sector productivo de la región o el país ............................................................................ 13 4. OBJETIVOS ......................................................................... 14 OBJETIVO GENERAL ..................................................................................... 14 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................... 14 5. ALCANCE, LIMITACIONES Y DELIMITACIONES .................. 14 ALCANCE ................................................................................................. 14 LIMITACIONES: .......................................................................................... 15 5.3 DELIMITACIONES: .......................................................................................... 15 6. MARCO REFERENCIAL ....................................................... 16 ANTECEDENTES ......................................................................................... 16 6.1.1 Antecedentes Regionales ................................................................. 16 6.1.2 Antecedentes Nacionales ................................................................. 17 6.1.3 Antecedentes Internacionales .......................................................... 18 MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 20 6.2.1 Bomba de calor................................................................................ 20 6.2.1.1 Tipos de bombas de calor según la energía de compresión ............. 20 6.2.2 Transmisores................................................................................... 21 6.2.2.1 Sensor de presión SPT24-10-0300A ............................................... 21 6.2.2.2 Sensor de temperatura termocupla sumergible DS18B20 ................. 22 6.2.2.3 Sensor de PH analógico ................................................................... 23 6.2.2.4 Sensor de humedad y temperatura DHT11 ...................................... 24 6.2.2.5 Sensor de humedad de suelo anticorrosivo ...................................... 25 6.2.2.6 Sensor de humedad del suelo capacitivo ......................................... 26 6.2.3 Transistor BJT en modo corte-saturación ........................................... 27 6.2.4 Relé de estado solido ......................................................................... 29 6.2.5 Circuito divisor de voltaje ................................................................... 30 6.2.6 Arduino Mega 2560 ........................................................................... 31 6.2.7 IDE Arduino ....................................................................................... 33 6.2.8 Lenguaje de programación Python ..................................................... 34 6.2.9 Comunicación serial ........................................................................... 34 6.2.10 Conversores ..................................................................................... 35 6.2.10.1 Conversor analógico-digital .......................................................... 35 6.2.10.2 Conversor digital-analógico .......................................................... 36 6.2.11 Modelo matemático de la bomba de calor ........................................ 36 6.2.12 Conducción de calor en estado estacionario ..................................... 37 6.3 MARCO LEGAL .............................................................................................. 39 6.3.1 Python Software Foundation License ................................................... 39 6.3.2 Licencias de Hardware de fuentes abiertas ......................................... 39 7.0 DISEÑO METODOLÓGICO ...................................................... 40 7.1 METODOLOGÍA ............................................................................................. 40 8.0 RESULTADOS ......................................................................... 42 8.1 SENSORES, ACTUADORES Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES ................................... 43 8.1.1 Conexión de sensor de presión .......................................................... 43 8.1.2 Conexión de sensores de temperatura ............................................... 44 8.1.3 Conexión de sensor de PH ................................................................. 45 8.1.4 Conexión sensor DHT11 .................................................................... 46 8.1.5 Conexión sensor de humedad ............................................................ 47 8.1.6 Fuente de alimentación para sensores de presión ............................... 48 8.1.7 compresor ......................................................................................... 49 8.2 FLUJOGRAMA QUE DESCRIBE EL FUNCIONAMIENTO DEL CÓDIGO EN EL MICROCONTROLADOR ................................................................................................................................. 49 8.3 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL CICLO POR COMPRESIÓN DE VAPOR DE LA BOMBA DE CALOR ................................................................................................................................. 50 8.3.1 Bomba de calor para la transferencia de energía ................................. 51 8.3.2 Ciclo básico de refrigeración .............................................................. 53 8.3.3 Diagrama de Mollier ........................................................................... 55 8.4 PRUEBAS EXPERIMENTALES ................................................................................ 57 8.4.1 características del suelo en condiciones normales .............................. 57 8.4.2 rueba de transferencia de calor hacia el suelo con sustrato ................ 59 8.4.3 graficas temperatura-pH y temperatura humedad. ............................. 60 9.0 CONCLUSIONES ..................................................................... 62 10.0 REFERENCIAS ...................................................................... 63PregradoIngeniero(a) Electromecánico(a)76 páginas. ilustraciones, (Trabajo completo) 2.168 KBapplication/pdfspaUniversidad Francisco de Paula SantanderFacultad de IngenieríaSan José de CúcutaIngeniería ElectromecánicaDerechos Reservados - Universidad Francisco de Paula Santander, 2024https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://catalogobiblioteca.ufps.edu.co/cgi-bin/koha/opac-retrieve-file.pl?id=f395a69859ef5e9cdc0bae77e0ae6795Diseño e implementación de un sistema de monitoreo en phyton aplicado a una bomba de calor para el estudio del sueloTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Bomba de calorInstrumentación5hertzElectronica. 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