Diseño de un control difuso de temperatura en un sistema de termo fijado utilizando arduino

El proyecto tiene como objetivo diseñar un controlador difuso para una máquina de termo fijado en la industria textil. Este sistema utiliza Arduino y software libre, mejorando el control térmico en procesos como sublimación, vinilo textil y DTF. El control difuso ofrece mayor precisión, estabilidad...

Full description

Autores:
Villamizar Vera, Jhonatan Fernando
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:
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Palabra clave:
Control Difuso
Termo Fijado
Arduino
Eficiencia Energética
Lógica Difusa
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openAccess
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description El proyecto tiene como objetivo diseñar un controlador difuso para una máquina de termo fijado en la industria textil. Este sistema utiliza Arduino y software libre, mejorando el control térmico en procesos como sublimación, vinilo textil y DTF. El control difuso ofrece mayor precisión, estabilidad y eficiencia energética en comparación con métodos clásicos como ON OFF. Para ello, se emplearon herramientas como el Fuzzy Logic Designer de MATLAB para modelar el sistema térmico, diseñar el controlador y simular su comportamiento antes de implementarlo físicamente en la máquina. La investigación incluye análisis de literatura y experimentos con datos adquiridos en tiempo real mediante NodeJS. Se identificó que un controlador tipo Mamdani es adecuado por su capacidad de manejar sistemas con múltiples entradas y salidas (MIMO) sin necesidad de un modelo matemático detallado. Tras la implementación, se logró un error de control de 0,5 %, mejorando la estabilidad térmica en menos tiempo y reduciendo el consumo energético respecto al control clásico. Este avance no solo optimiza los procesos industriales, sino que también fomenta el uso de tecnologías de código abierto en entornos de recursos limitados, aportando beneficios económicos, tecnológicos y sociales a la región
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La investigación incluye análisis de literatura y experimentos con datos adquiridos en tiempo real mediante NodeJS. Se identificó que un controlador tipo Mamdani es adecuado por su capacidad de manejar sistemas con múltiples entradas y salidas (MIMO) sin necesidad de un modelo matemático detallado. Tras la implementación, se logró un error de control de 0,5 %, mejorando la estabilidad térmica en menos tiempo y reduciendo el consumo energético respecto al control clásico. Este avance no solo optimiza los procesos industriales, sino que también fomenta el uso de tecnologías de código abierto en entornos de recursos limitados, aportando beneficios económicos, tecnológicos y sociales a la regiónContenido Introducción 11 1. Descripción del proyecto 12 1.1 Planteamiento del problema 12 1.2 Justificación 12 1.2.1. Beneficios tecnológicos 13 1.2.2. Beneficios económicos 13 1.2.3. Beneficios sociales 13 1.2.4. Beneficios institucionales 14 1.3 Limitaciones y delimitaciones 14 1.3.1. Limitaciones 14 1.3.2. Delimitaciones 15 1.4 Objetivos 15 1.4.1. General 15 1.4.2. Específicos 15 2. Marco Referencial 16 2.1 Antecedentes 16 2.2 Marco Teórico 21 2.2.1. Serigrafia 21 2.2.2. Vinilo textil 22 2.2.3. DTF 23 2.2.4. Sublimación 24 2.2.5. Control difuso 24 2.2.6. Lógica difusa 25 2.2.7. Proceso de termo fijado 26 3. Metodología 27 3.1 Documentar el estado del arte con respecto a técnicas de control difuso de temperatura. 27 3.2 Modelar el comportamiento de operación de temperatura de la máquina de termo fijado. 28 3.3 Diseñar y simular el controlador difuso utilizando la herramienta fuzzy logic toolbox de Matlab. 31 3.4 Implementar el algoritmo de control difuso en Arduino mega con Arduino IDE en el sistema de termo fijado y evaluar su comportamiento. 36 4. Resultados 43 4.1 Información recolectada 43 4.2 Modelamiento del sistema térmico. 43 4.3 Fuzzy Logic Desiners Toolbox 48 4.4 Resultados de la implementación del algoritmo de control difuso en Arduino mega con Arduino IDE en el sistema de termo fijado y evaluar su comportamiento. 56 4.5 Divulgación 61 5. Conclusiones 62 6. Recomendaciones 64 7. Bibliografía 65 8. Anexos 67PregradoIngeniero(a) Electrónico(a)70 páginas. ilustraciones, (Trabajo completo) 1.530 KBapplication/pdfspaUniversidad Francisco de Paula SantanderFacultad de IngenieríaSan José de CúcutaIngeniería ElectrónicaDerechos Reservados - Universidad Francisco de Paula Santanderinfo: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-detail.pl?biblionumber=61164&query_desc=kw%2Cwrdl%3A%20TIE%20V00067%2F2024Diseño de un control difuso de temperatura en un sistema de termo fijado utilizando arduinoTrabajo 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_970fb48d4fbd8a85Control DifusoTermo FijadoArduinoEficiencia EnergéticaLógica DifusaBravo Palomino, Tulio Gilberto. 2018. “Lógica Fuzzy En Control De Sistemas Ambientales Para La Industria Textil En Arequipa.” Angewandte Chemie International 98Gómez, M., Adriana Acosta, and Yaniel Curbelo. 2020. “Programación de Un Controlador Lógico Difuso En Un PLC M241: Aplicación Práctica a Un Túnel de Lavado Industrial de Textil.” Revista Cubana de Ciencias Informáticas 4(3):105–25.González, Rodrigo, and Aldo Cipriano. 2016. “Control Difuso Con Estimador de Estados Para Sistemas de Páncreas Artificial.” RIAI - Revista Iberoamericana de Automatica e Informatica Industrial 13(4):393–402. doi: 10.1016/j.riai.2016.09.001.Gualpa, E. 2018. “Análisis de Demanda y Eficiencia Energética En El Portador Eléctrico Del Proceso de Termofijado En Una Industria Textil.” Universidad Técnica De Cotopaxi Facultad 1:101.Herrera Ccari, Bryan Carlos. 2020. “Propuesta de Un Sistema de Indicadores de Eficiencia General de Equipos (OEE) Para Mejorar La Productividad En El Área de Tejeduría de Una Empresa Textil.”Madujano Venegas, Claudia, Sabino 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