CONTROL DE TEMPERATURA CON LABVIEW

INTRODUCCIÓN

Este trabajo está representado mediante la utilización de la librería que permite la comunicación de arduino a Labview o viceversa, de tal manera que puede estar siendo utilizada como una herramienta muy practica para utilizarla como una DAQ de las de National Instruments.

La interfaz de Labview para Arduino (LIFA) Toolkit es una herramienta gratuita que se puede descargar desde el servidor de NI  (National Instruments) y que permite a los usuarios de Arduino adquirir datos para procesarlos en el entorno de programación grafica de Labview.

Este trabajo pretende ser una respuesta  a la necesidad de muchas necesidades tanto en el ámbito académico, como en el profesional ya que a través de procesos simples podemos llegar a procesos aun más complicados, a demás de disponer de un entorno de diseño y prototipo de aplicaciones de medida, control y automatización de procesos y  espacios físicos.

En la industria como en el mismo hogar es necesario sistemas que mejoren las condiciones de un lugar haciendo más confortable o si es para la industria que sea más eficiente, es por ello que sistemas de control de temperatura están a la mano quizás se han muy sencillos o no son sistemas que mejoran las condiciones anormales que se presentan por ello, es necesario implementar estos modelos. He aquí uno de ellos, lo que queremos presentarle es un control de temperatura a través del software virtual de Labview y Arduino.

 OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Implementación de un sistema de control de temperatura mediante el uso de Labview y la interfaz de bloques de arduino como práctica final para la materia de Instrumentación virtual de la Universitaria de investigación y desarrollo UDÍ Barrancabermeja.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

·         Identificar la librería de arduino para Labview que permita la comunicación Arduino – Labview  mediante el uso del puerto serie.

·         Reconocer los IV de Arduino en Labview para poder programar desde ese sistema grafico.

·         Realizar el montaje de un prototipo real con el interfaz de Labview y que este logre un buen funcionamiento.

·         Determinar nuestras características y actitudes a la hora de implementar un proceso de control a un sistema de temperatura con variables variantes por condiciones climáticas.

·         Cumplir con las expectativas de la materia de instrumentación virtual demostrando los conocimientos en ejercicios prácticos reales.

 Funcionamiento básico de la lectura de datos análogos en Labview con la librería de arduino.

En general es muy similar a la visa de Labview solo que con características propias del arduino es decir la declaración de pines y cosas que se van a explicar más adelante, la idea de esté informe no es explicar el funcionamiento de los comandos de para establecer comunicación pero si representaremos la forma de como se realiza que es muy general en todos los casos.

Graficamente seria en el Block diagram de la siguiente forma:

Primero se inicializa la tarjeta se lee y se cierra el puerto recordemos que se hace vía puerto serial por eso requiere cerrar el puerto como ya les había mencionado es muy parecido al método por el visa solo que con un aspecto más fácil y sencillo de realizar.

Las demás características se pretenderán mencionar más adelante sobre lo que se hizo en la programación de Labview.

Proyecto practico:

Elementos para la realización:

Ø  Software de programación virtual Labview

Ø  La interfaz de Labview para Arduino (LIFA) Toolkit

Ø  Tarjeta Arduino, en nuestro caso la Arduino UNO

Ø  Cooler a 12V o menos

Ø  LM35

Ø  Fuente

Ø  Leds

Ø  Resistencias de 220Ω

Ø  Protoboard o maqueta

Ø  Computador, preferiblemente portátil

Ø  Transistor 2N2222 o 2N3904

 Procedimiento:

Primero se toma como referencia la adecuación del sistema para ahí si proceder al montaje en el IV de Labview.

El circuito externo no es más que el LM35 acoplado a la tarjeta arduino, recordemos que ella trae un sistema de acondicionamiento interno que permite conectar este sensor sin acondicionamiento externo, ya es decisión de cada quien hacerlo teniendo en cuenta los parámetros de lo que estén implementando.

Lo siguiente es el acondicionamiento del cooler, recordemos que lo vamos a variar por PWM así que usaremos el transistor para ello. Además debemos agregar el sistema de adecuación de los leds los cuales serán nuestros indicadores físicos, de que si esta frio o caliente. Estos llevan una resistencia a tierra de 220Ω.

El circuito queda de la siguiente forma:

En cuanto a la parte virtual tendremos en cuenta que en el programa de Labview aunque sean los mismos IV la lógica puede variar y mejorarse es decir como no todos piensan igual cualquiera busca diseñar modelos que cumplan una serie de características especificas siempre logrando el mejor de  los desempeños en cuanto a los otros.

Para este caso usaremos la siguiente que se crea a partir del diseño que se pretende realizar. En cuanto a la toma demuestras o datos del sensor.

Para tratar de explicar el programa, empezaremos a mencionar sus características y condiciones, como primera medida se abre o inicializa la tarjeta arduino, que sería el siguiente IV.

El cual se le dan parámetros que pueden variar o colocar los que el programador decida, luego se lee lo que está en el serial, es decir los datos del sensor (LM35), con el siguiente IV.

Luego se establecen condiciones que son los siguientes:

      Como primera medida establecer que si la temperatura que llega es mayor a 30 grados  se debe encender un led que indica una alarma de que la temperatura es caliente.

      Otra condición es que si la temperatura está por debajo de 20 grados quiere decir que la temperatura esta fría y que encienda este indicador de alarma.

      El cooler debe encender si la temperatura es superior a los 35 grados esto enciende con parámetros que están entre 35-40 con un máximo ancho de pulso que baria de 0 a 255.

Estos parámetros se realizan a través del uso de comparadores que permite tener Labview en sus IV.

Los otros parámetros no son más que las configuraciones para pines del arduino esto se permite hacer mediante el uso del  Set Digital Pin Mode, que es donde configuro el pin que voy a usar y si es salida o entrada, para escribir se usa el bloque de Digital Write Pin que escribo lo que voy a imprimir en arduino y también no es más que configurarle el pin que usa es el mismo del anterior, es decir  el mismo que coloca en el Set Digital Pin Mode es el mismo que va en esta parte. Los IV son los siguientes.

Set Digital Pin Mode:

El Digital Write Pin

Finalmente se cierra el puerto con el siguiente IV

CONCLUSIONES

Se logra implementar un sistema virtual para la lectura de un sensor analógico el LM35 y procesarlo para realizarle un control en cuanto a una temperatura deseada. Se puede concluir que el uso de la librería permite una fácil maniobra de procesos como este, cabe recordar que como es algo ya establecido no todos los procesos se pueden realizar por este medio pero en general fue muy útil y eficaz para este tipo de proyecto, se logra reconocer los IV que se requerían para el uso en este proceso los cuales no fue muy difícil comprenderlos.

Se logra montar un sistema físico el cual permite que podamos ver su funcionamiento real, cabe recordar que no está en las mejores condiciones pero cumple con lo cometido que es preestablecer un sistema de automatización y control a un sistema de temperatura.

Otro conclusión es que podemos observar según lo investigado que existen muchos controles para temperatura como en calderas, sementeras, pasteurizadoras de leche, fundidoras, en fin existen muchos sistema empresariales y domóticos también que aprovechan cualquier sistema de calefacción deseado.

  

Referencias

[1] NATIONAL INSTRUMENTS, Colombia

http://colombia.ni.com/

[2] SAPIENSMAN, Medicion de temperature.

http://www.sapiensman.com/medicion_de_temperatura/

[3] MDA, sistema controlador de  temperatura

http://www.mda.cinvestav.mx/personal/webpersonal/jjalvarado/cinvetav/apen.htm

[4]LINK, de descarga  de PDF

http://ocw.upc.edu/sites/default/files/materials/15012628/40446-3452.pdf

http://www.uv.es/ramirez/Docencia/IA/Practicas.pdf

http://ice.uaz.edu.mx/c/document_library/get_file?uuid=16eaf7c5-e1e6-44c2-a4c6-16f542e08032&groupId=54327

http://www.mecamex.net/anterior/cong06/articulos/60715final.pdf

http://www.inele.ufro.cl/apuntes/LabView/Manuales/Sistemas%20_Control%20_Nivel.pdf

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lep/nunez_e_f/capitulo3.pdf

http://es.scribd.com/doc/66122059/Control-Pid-de-Temperatura-Con-Labview