Desarrollo de un prototipo para el control del motor de una compuerta autónoma para canales de riego utilizando dispositivos digitales de bajo costo

El proyecto de investigación del que se deriva esta asistencia se centra en la importancia del agua y recalca al riego como la actividad con mayor consumo de la misma, siendo necesario desarrollar tecnologías para mejorarlo. Para esto se propuso desarrollar un sistema controlador de compuertas autón...

Full description

Autores:
Poveda Varón, Naren Benyamin
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4888
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/4888
Palabra clave:
Desarrollo de un prototipo para canales de riego - Control del motor de una compuerta autónoma utilizando dispositivos digirales de bajo costo
Control del motor de una compuerta autónoma utilizando dispositivos digirales de bajo costo - Desarrollo de un prototipo para canales de riego
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description El proyecto de investigación del que se deriva esta asistencia se centra en la importancia del agua y recalca al riego como la actividad con mayor consumo de la misma, siendo necesario desarrollar tecnologías para mejorarlo. Para esto se propuso desarrollar un sistema controlador de compuertas autónomas de riego. El sistema está compuesto por tres partes: control, acondicionamiento y potencia. La parte de control está desarrollada con un microcontrolador dsPIC30f4011 programado en lenguaje C. La parte de acondicionamiento consta de varios circuitos integrados necesarios para el correcto funcionamiento del circuito, los cuales son: drivers, opto-acopladores, reguladores de voltaje y transductores de corriente y voltaje. Por último, la etapa de potencia está compuesta por un circuito de puente completo a base de MOSFET junto con filtros snubber para mejorar la conmutación de los mismos y a su vez mejorar la señal de salida. El sistema de control para el motor se desarrolló a la par con el sistema de sensores de la compuerta. La comunicación entre los dos sistemas se implementó usando el protocolo I2C (del inglés Inter-Integrated Circuit) con lo cual es posible transmitir un número importante de datos sin sacrificar muchos puertos de los microcontroladores.
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spelling López Santos, Oswaldoda4d97cf-765b-4ee3-897d-70e80ba0bc58-1Poveda Varón, Naren Benyamin4cfbf30e-f9fd-402e-a554-786502a58fde-12025-03-25T19:30:04Z2025-03-25T19:30:04Z2022El proyecto de investigación del que se deriva esta asistencia se centra en la importancia del agua y recalca al riego como la actividad con mayor consumo de la misma, siendo necesario desarrollar tecnologías para mejorarlo. Para esto se propuso desarrollar un sistema controlador de compuertas autónomas de riego. El sistema está compuesto por tres partes: control, acondicionamiento y potencia. La parte de control está desarrollada con un microcontrolador dsPIC30f4011 programado en lenguaje C. La parte de acondicionamiento consta de varios circuitos integrados necesarios para el correcto funcionamiento del circuito, los cuales son: drivers, opto-acopladores, reguladores de voltaje y transductores de corriente y voltaje. Por último, la etapa de potencia está compuesta por un circuito de puente completo a base de MOSFET junto con filtros snubber para mejorar la conmutación de los mismos y a su vez mejorar la señal de salida. El sistema de control para el motor se desarrolló a la par con el sistema de sensores de la compuerta. La comunicación entre los dos sistemas se implementó usando el protocolo I2C (del inglés Inter-Integrated Circuit) con lo cual es posible transmitir un número importante de datos sin sacrificar muchos puertos de los microcontroladores.The research project from which this assistance is derived focuses on the importance of water and emphasizes irrigation as the activity with the highest consumption of it, being necessary to develop technologies to improve it. For this, it was proposed to develop a controller system for autonomous irrigation gates. The system is made up of three parts: control, conditioning and power. The control part is developed with asPIC30f4011 microcontroller programmed in C language. The conditioning part consists of several integrated circuits necessary for the correct operation of the circuit, which are: drivers, opto- couplers, voltage regulators and current transducers and voltage. Finally, the power stage is made up of a MOSFET-based full bridge circuit together with snubber filters to improve their switching and in turn improve the output signal. The control system for the motor was developed in tandem with the gate sensing system. The communication between the two systems was implemented using the I2C (Inter-Integrated circuit) protocol, which makes it possible to transmit a significant number of data without sacrificing many microcontroller ports.PregradoIngeniero Electrónico1. Planteamiento inicial.....5 1.1 Marco teórico.....5 1.1.1 Controladores de interfaz periférica.....5 1.1.2 Controladores digitales de señales.....6 1.1.3 Procesador de señales digitales.....7 1.1.4 Filtro Snubber.....8 1.1.5 Protocolo I2C.....9 1.2 Aplicaciones del dsPIC en el procesamiento de la energía.....11 1.3 Arquitectura y funcionamiento del sistema propuesto.....14 2. Diseño del circuito de potencia.....17 2.1 Análisis del circuito.....17 2.2 Filtro Snubber.....19 2.3 Simulaciones.....20 2.3.1 Simulación en PSIM.....21 2.3.2 Simulación PROTEUS.....23 3. Diseño de acondicionamiento.....27 3.1 Drivers.....27 3.2 Opto-acopladores.....28 3.2.1 Opto-acoplador “mct6”.....28 3.2.2 Opto-acoplador “HCPL-4503”.....29 3.3 Transductores.....29 3.3.1 Transductor de voltaje LV20-P.....30 3.3.2 Transductor de corriente CAS 15-NP.....31 4. Sistema de control.....33 4.1 Conexiones.....33 4.2 PWM y Salidas lógica 1 o 0.....34 4.3 Protocolo I2C.....35 4.4 Diseño en PROTEUS.....36 5. Resultados.....37 6. Conclusiones y recomendaciones.....41 6.1 Conclusiones.....41 6.2 Recomendaciones.....42 6.2.1 Recomendaciones en el sistema de control.....42 6.2.2 Recomendaciones en el sistema de acondicionamiento.....42 6.2.3 Recomendaciones en el sistema de potencia.....4359 páginasapplication/pdfPoveda Varón, N. B.(2022).Desarrollo de un prototipo para el control del motor de una compuerta autónoma para canales de riego utilizando dispositivos digitales de bajo costo. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4888https://hdl.handle.net/20.500.12313/4888spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería Electrónica«Water use in agriculture,» de The Organization for Economic Co-operation and Development, 2018.«OECD,» The Organization for Economic Co-operation and Development, [En línea]. Available: http://www.oecd.org/agriculture/water-use-in-agriculture.htm. [Último acceso: 14 Febrero 2022].Rubicon Water, «IRRIGATE,» RUBICON, 2022. 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