INSTITUTO DE EDUCACIN SUPERIOR TECNOLGICO PBLICOELEAZAR GUZMN BARRNHuaraz

SISTEMA DE CONTROL DE HUMEDAD DEL SUELO

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TITULO DE TCNICO EN ELECTRNICA INDUSTRIAL

1. ALVA TOLENTINO Sonia Maribel2. CANTARO TAFUR Yony Diovaldo 3. VILLAJUAN ANDAHUA Jhames Roosbelt4. VINO QUIJANO George Henry

ASESOR: MENDOZA OR Franklin

HUARAZ, MAYO 2015

CONTENIDO CONTENIDO....................................................................................................... ANEXOS.......................................................................................................... FIGURAS..................................................................................... TABLAS........................................................................................ RESUMEN............................................................................................................... PRESENTACIN.CAPITULO 1 FUNDAMENTACIN TERICA

Humedad en Huaraz. ..............................................................................Generalidades......................................................................................Control Automtico. ............................................................................. Terminologa utilizada en el control automtico. ..................... Sistema........................................................................... Bloque............................................................................ Variables del sistema..................................................... Entrada.Salida.............................................................................. Perturbacin................................................................... Planta............................................................................. Entrada de mando..Unidad de realimentacin.Actuador. Transductor.................................................................. Amplificador..................................................................Clasificacin de los sistemas de control.................................. Sistema de control a lazo abierto. .................................. Sistema de control a lazo cerrado. ................................. El controlador. ......................................................................... Clasificacin de los controladores..................................Microcontrolador. ................................................................................. Qu es un microcontrolador?................................................

Diferencia entre Microcontrolador y microprocesador............. Arquitectura Interna.................................................................El Procesador..Memoria del programa.................................................... Lneas de E/S para los controladores de perifricos. ..... Recursos auxiliares. ....................................................... PIC 16F877A. ......................................................................... Caractersticas..Simbologa.Polarizacin............................................................................ Polarizacin con dos fuentes.Polarizacin con una sola fuente..Aplicaciones lineales del amplificador operacional. ................ Amplificador no inversor................................................. Circuito seguidor de seal.............................................. Pantalla de cristal lquido (LCD).......................................................... Descripcin de pines............................................................... Funcionamiento. ..................................................................... Circuito integrado LM555..................................................................... Funcionamiento modo Astable................................................ Transistor............................................................................................. Zonas de trabajo. .................................................................... Transistor 2N3904................................................................... Optoacoplador. .................................................................................. Funcionamiento. ................................................................... Rels. ................................................................................................Contactor. .......................................................................................... Componentes del contactor. Simbologa y referenciado de bornes. .................................. Aplicaciones y categoras de servicio de los contactores. ....

AGRADECIMIENO

A Dios por concederme la vida, la salud y la fortaleza, para no decaer ante las situaciones difciles y cumplir con mis metas.A mis padres Apolonio y Epifana, quienes con sacrificio me han brindado su apoyo incondicional, forjando en m sus enseanzas y valores, que han hecho de m un hombre de bien.A la memoria de mi abuelito Florentino Cantaro, quien desde el cielo ilumina mi camino.A todas las personas quienes de manera directa e indirectamente me han apoyado para la culminacin de este sentido proyecto de titulacin.YONY CANTARO

DEDICATORA

Dedico el presente proyecto de titulacin a mis padres, quienes me han brindado su apoyo incondicional, a mis docentes quienes me ha brindado su enseanza, a mis hermano, en general a toda mi familia que me supo apoyar en el transcurso de este tiempo. YONY CANTARO

PRESENTACIN

En el presente trabajo se describe la construccin de un controlador de humedad de suelo, tomando como base un microcontrolador PIC 16F877A, el cual recibe informacin proveniente de los sensores de humedad, los compara con los valores de consigan seteados previamente por el operario y as controla la apertura y cierre de los rels de riego automtico.

Para mantener informado al usuario del estado de operacin del sistema se ha implementado leds indicadores y una pantalla LCD los cuales permiten monitorear de forma permanente el sistema.

La implementacin del sistema automtico de control para climatizar un invernadero toma como punto de partida los problemas y consecuencias de la climatizacin manual de invernaderos, as como tambin optimizar la aplicacin de agua a la plantacin en el sector de la agricultura.

El presente proyecto de titulacin tiene como finalidad, de que el sistema se convierta en una herramienta til dentro de la produccin de plantas en pequeos invernaderos o a campo abierto, garantizando la produccin de productos de calidad y utilizacin de agua segn la necesidad de la planta.

I.IMFORMACION GENERAL

El presente proyecto se desarrolla con la finalidad de construir tablero electrnico de control humedad del suelo, la construccin del controlador, permite mantener las variables, humedad del suelo dentro de los rangos establecidos para el adecuado de cualquier tipo plantas.

Se realiz un anlisis de los elementos necesarios para la construccin del controlador humedad del suelo, con la finalidad de solucionar el problema de reducir el consumo de agua.

El sistema de control consiste fundamentalmente en la utilizacin de un tarjeta electrnica controlada con un PIC 16F877A Microchip, el cual recibe las seales acondicionadas de los sensores humedad del suelo.

Hablar x captulos

INFORME GENERAL

TITULO DEL PROYECTO

SISTEMA DE CONTROL DE HUMEDAD DEL SUELO

INTEGRANTES: 1. ALVA TOLENTINO Sonia Maribel2. CANTARO TAFUR Yony Diovaldo3. VILLAJUAN ANDAHUA Jhames Roosebelt4. VINO QUIJANO George Henry

ASESOR: LIC. MENDOZA ORE Franklin

Institucin donde se desarrolla el proyectoInstituto superior tecnolgico pblico ELEAZAR GUZMN BARRN-HUARAZ

FECHA DE INICIO: JUNIO DE 2014PRESENTADO POR: ELECTRONICA INDUSTRIAL PROMOCION 2014-I

FUNDAMENTACIN TERICAGeneralidades:La regin ncash est ubicado al norte del Per con una longitud de 093136.6 SUR y longitud de Huaraz es 773116,2OESTE con una altura de 3109 m.s.n.m. la humedad del ambiente flucta el 80% de aproximadamente EL promedio el promedio la temperatura del ambiente flucta entre 24 a 28 C durante el da pero en las pocas de lluvia la humedad aumenta a 95% y la temperatura tiende abajar 3 a 5C. El espacio de callejn de Huaylas est compuesto por las provincias de Recuay, Huaraz, Carhuaz, Yungay, y Huaylas con una poblacin superior 271,680 habitantes (29,67%) tiene una extensin 9,952.03km2 (27.79%) integra 56 distritos la actividad principal de este eje es la agricultura de autoconsumo, basada principalmente en cultivos tradicionales este termino de roles econmicos ser el desarrollo turstico la influenciara favorablemente a la agricultura y el comercio en este espacio, siendo la ciudad de Huaraz la base de operaciones, para los circuitos tursticos de callejn de Huaylas y Conchucos. Recientemente se est pasado de una agricultura de autoconsumo hacia una agricultura de exportacin, como es el caso de la alcachofa. Actualmente nuestra institucin no cuenta con estos tableros de SISTEMA DE CONTROL DE HUMEDAD DEL SUELO este dicho proyecto es muy importante para regar automticamente sin intervencin del hombre as tambin el ahorro de agua porque en estos ltimos aos el agua est disminuyendo y as se puede reducir el uso de agua.

ANLISIS DE PROYECTO PRODUCTIVOIDENTIFICACION DE LAS NECESIDADES DE INSTITUTOEn la estructura curricular de ELECTRONICA INDUSTRIAL en el mdulo III, denominado proyectos electrnicos II, se requiere que las unidades didcticas se desarrollen con mdulos de enseanza adecuada como ya hemos mencionado en esta caso el proyecto ayudara a aprender a programar microcontroladores y disear tarjetas electrnicas y familiarizarse ms con los componentes electrnicos y elctricos y a vez el estudiante tendr el conocimiento de que como estn instalado el control, potencia y actuadores

JUSTIFICACION

Puesto que la agricultura es una de las actividades ms importantes de nuestra regin, es necesario que las instituciones de educacin superior tecnolgico como Eleazar guzmn Barrn apoyen a los agricultores con proyectos que contribuyan a mejorar la calidad de y aumentar la cantidad de las cosechas. La creacin de las condiciones artificiales de riegos automticos para cualquier tipo de platas y as producir cultivos con mayor rendimiento que con la agricultura tradicional y as disminuir el consumo de agua. Hoy en da los jvenes estudiantes de la carrera profesional electrnica industrial no cuentan con un proyecto experimental de tableros electrnicos de humedad de suelo que a su vez este proyecto beneficiara a otras especialidades en este caso agropecuaria. As incentivando a los nuevos ingresantes y estudiantes de nuestra carrera profesional. Los mismos podran realizar estudios y mejorar haciendo sus prcticas en mantenimiento de este proyecto de manera paralela dentro de nuestra institucin creando as una bolsa de trabajo para ayudarse econmicamente, en varias ocasiones muchos alumnos siendo estudiantes no tuvieron la oportunidad de ver un proceso industrial automatizado en nuestra regin, por la escasez de las industrias y por lo tanto tena poco conocimiento solo una idea por conocimiento adquirido en nuestra carrera, en funcionamiento de una automatizacin.Con la elaboracin del tablero sistema de control de humedad del suelo los agricultores tendrn facilidad de producir variedad de productos agrcolas, y as el dicho proyecto proporcionara sus prestaciones a la institucin a la especialidad de agropecuaria y nuestra misma carrera profesional.

ANALISIS DE PROYECTO PRODUCTIVOControl Automtico.Un sistema automtico de control es un conjunto de componentes fsicos conectados o relacionados entre s, de manera que regulen o dirijan su actuacin por s mismos, es decir sin intervencin de agentes exteriores (incluido el factor humano).Terminologa utilizada en el control automtico.A continuacin se muestra los componentes bsicos de un sistema de control.

Elementos de un sistema de control. Sistema.Un sistema es un conjunto de elementos, interrelacionados entre s, los cuales se caracterizan por poseer unos parmetros inherentes que los definen, y por mostrar unas condiciones fsicas asociadas, susceptibles de evolucionar con el tiempo. Bloque. En Teora de control, cada uno de los componentes elementales o bsicos en que puede descomponerse un sistema, constituye bloque. Asimismo un conjunto de bloques contiguos pueden agruparse formando un nico bloque. Variables del sistema. Son todas las magnitudes, sometidas a vigilancia y control, que definen el comportamiento de un sistema (velocidad, temperatura, posicin, humedad, etc.). Entrada. Es la excitacin que se aplica a un sistema de control desde una fuente de energa externa, con el fin de provocar una respuesta. Salida. Es la respuesta que proporciona el sistema de control. Perturbacin. Son las seales no deseadas que influyen de forma adversa en el funcionamiento del sistema. Por ejemplo abrir una ventana representa una perturbacin en el sistema de control de temperatura mediante termostato. Planta. Sistema sobre el que pretendemos actuar. Entrada de mando. Seal externa al sistema que condiciona su funcionamiento.

Unidad de realimentacin. Est formada por uno o varios elementos que captan la variable de salida, la acondicionan y trasladan a la unidad de comparacin. Actuador. Es un elemento que recibe una orden desde el regulador o controlador y la adapta a un nivel adecuado segn la variable de salida necesaria para accionar el elemento final de control, planta o proceso. Transductor. Transforma una magnitud fsica en otra que es capaz de interpretar el sistema. Amplificador. Nos proporciona un nivel de seal ms alto que el procedente de la realimentacin, entrada, comparador, etc. adecuada al elemento sobre el que acta. Clasificacin de los sistemas de control. Los sistemas de control se clasifican en sistemas de lazo abierto y a lazo cerrado.Sistema de control a lazo abierto.Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual la accin de control es independiente de la salida.La exactitud del sistema depende de la calibracin.

Control en lazo abierto.Sistema de control a lazo cerradoUn sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la seal de la salida tiene efecto directo sobre la accin del controlador.El uso del control de lazo cerrado implica el uso de la retroalimentacin para reducir el error del sistema.

Control en lazo cerrado.

El controladorEl controlador es un componente del sistema de control que detecta los desvos existentes entre el valor medido por un sensor y el valor deseado o set point, programado por un operador, emitiendo una seal de correccin hacia el actuador como se observa en la figura

Sistema de control de nivelClasificacin de los controladores.Los controladores industriales se clasifican, de acuerdo con sus acciones de control. De dos posiciones (on/off) Proporcionales Proporcionales integrales Proporcionales derivativos. Proporcionales integrales derivativos.De dos posiciones (on/off).En un sistema de control de dos posiciones, el elemento de actuacin solo tiene dos posiciones fijas que en muchos casos, son simplemente encendido y apagado.El control de dos posiciones o de encendido y apagado es relativamente simple y barato, razn por la cual su uso es extendido en sistemas de control tanto industriales como domsticos.El tiempo de conmutacin (encendido a apagado o viceversa) hace que se produzca un sobrepaso hacia arriba y abajo del set point de la variable que est siendo controlada.En el presente proyecto se utilizara el control on-off para el control de humedad del suelo.

Control On/Off.Proporcionales.Los controles proporcionales producen una accin de control que es proporcional al error. La seal correctora aumenta al aumentar la seal de error.Este tipo de control trata de minimizar el sobrepaso hacia arriba de la variable controlada como se da en el caso del control on/off.

Accin del control Proporcional.Integrales.Produce una accin de control que es proporcional a la integral del error en el tiempo.En consecuencia, una seal de error constante producir una seal correctora creciente y aumentar si el error contina.El control integral se puede considerar que recuerda la situacin anterior, suma todos los errores y responde a los cambios que ocurren.

Derivativos.Produce una seal de control que es proporcional a la rapidez con la que cambia el error.Ante un cambio rpido de la seal de error, el controlador produce una seal de correccin de gran valor; cuando el cambio es progresivo, slo se produce una seal pequea de correccin.El control derivativo se puede considerar un control anticipativo porque al medir la rapidez con que cambia el error se anticipa a la llegada de un error ms grande y se aplica la correccin antes que llegue.Proporcionales integrales. Combina las ventajas de la accin proporcional y de la accin integral; la accin integral elimina el error estacionario mientras que la accin proporcional elimina el riesgo de inestabilidad

Accin proporcional integralProporcionales Derivativos. Se puede combinar una accin proporcional con una derivativa teniendo como resultado la accin derivativa se anticipa al efecto de la accin proporcional sobre el elemento final de control. Permite eliminar las oscilaciones pero no elimina el error de rgimen permanente.

Accin proporcional derivativaProporcionales, integrales, derivativos (PID).La combinacin de las acciones de control proporcional, derivativo e integral da lugar al controlador PID. Esta accin combinada tiene las ventajas de cada una de las tres acciones individuales cuyo fin es mantener el valor de la variable lo ms cercano al valor de la consigna o set point.

Accin proporcional, integral y derivativa conjuntas.MICROCONTROLADOR.Qu es un microcontrolador?Un microcontrolador es un circuito integrado, en cuyo interior posee toda la arquitectura de un computador, esto es CPU, memorias RAM, EEPROM, y circuitos de entrada y salida.Un microcontrolador de fbrica, no realiza tarea alguna, este debe ser programado para que realice desde un simple parpadeo de un led hasta un sofisticado control de un robot. En su memoria slo reside un programa destinado a gobernar una aplicacin determinada; sus lneas de entrada/salida soportan el conexionado de los sensores y actuadores del dispositivo a controlar, y todos los recursos complementarios disponibles tienen como nica finalidad atender sus requerimientos como se indica en la figura. El microcontrolador en un sistema cerrado. Todas las partes delComputador estn contenidas en su interior y slo salen al exterior las lneas que gobiernan los perifricos.Diferencia entre Microcontrolador y microprocesador.Un microprocesador se diferencia de un microcontrolador en diversos aspectos.

Estructura de un sistema basado en microprocesador.

La diferencia principal estriba en que un microprocesador necesita varios componentes para su funcionamiento, como son la memoria de programa, la memoria de datos, los dispositivos de E/S y el circuito del reloj externo.Un microcontrolador, por el contrario, tiene todos los circuitos integrados dentro del mismo chip.Los microcontroladores funcionan con un conjunto de instrucciones (o programa de usuario) almacenados en su memoria. El microcontrolador busca (una a una) las instrucciones en su memoria de programa, las decodifica y ejecuta las operaciones requeridas.Arquitectura InternaUn microcontrolador posee todos los componentes de un computador, pero con unas caractersticas fijas que no pueden alterarse.Las partes principales de un microcontrolador son: Procesador Memoria no voltil para contener el programa Memoria de lectura y escritura para guardar los datos Lneas de E/S para los controladores de perifricos: Comunicacin paralelo Comunicacin serie Diversas puertas de comunicacin (bus, USB, etc.)

Recursos auxiliares: Circuito de reloj Temporizadores Perro Guardin (watchdog) Conversores AD y DA Comparadores analgicos Proteccin ante fallos de la alimentacin Estado de reposo o de bajo consumoEl procesadorLa necesidad de conseguir elevados rendimientos en el procesamiento de las instrucciones ha desembocado en el empleo generalizado de procesadores de arquitectura Harvard frente a los tradicionales que seguan la arquitectura de von Neumann.Esta ltima se caracterizaba porque la UCP (Unidad Central de Proceso) se conectaba con una memoria nica, donde coexistan datos e instrucciones, a travs de un sistema de buses (vase Figura)

Arquitectura de Von Neumann.En la arquitectura Harvard son independientes la memoria de instrucciones y la memoria de datos y cada una dispone de su propio sistema de buses para el acceso. Esta dualidad, adems de propiciar el paralelismo, permite la adecuacin del tamao de las palabras y los buses a los requerimientos especficos de las instrucciones y de los datos. Tambin la capacidad de cada memoria es diferente.

Arquitectura Harvard.

El procesador de los modernos microcontroladores responde a la arquitectura RISC (Computadores de Juego de Instrucciones Reducido), que se identifica por poseer un repertorio de instrucciones mquina pequeo y simple, de forma que la mayor parte de las instrucciones se ejecuta en un ciclo de instruccin.Memoria de programaEl microcontrolador est diseado para que en su memoria de programa se almacenen todas las instrucciones del programa de control. No hay posibilidad de utilizar memorias externas de ampliacin.Como el programa a ejecutar siempre es el mismo, debe estar grabado de forma permanente.Los tipos de memoria adecuados para soportar esta funcin admiten cinco versiones diferentes:ROM con mscaraEn este tipo de memoria el programa se graba en el chip durante el proceso de su fabricacin mediante el uso de mscaras. Los altos costes de diseo e instrumental slo aconsejan usar este tipo de memoria cuando se precisan series muy grandes. EPROM (Erasable Programable Read Only Memory)La grabacin de esta memoria se realiza mediante un dispositivo fsico gobernado desde un computador personal, que recibe el nombre de grabador.En la superficie de la cpsula del microcontrolador existe una ventana de cristal por la que se puede someter al chip de la memoria a rayos ultravioletas para producir su borrado y emplearla nuevamente.La grabacin de esta memoria se realiza mediante un dispositivo fsico gobernado desde un computador personal, que recibe el nombre de grabador.En la superficie de la cpsula del microcontrolador existe una ventana de cristal por la que se puede someter al chip de la memoria a rayos ultravioletas para producir su borrado y emplearla nuevamente.OTP (Programable una vez)Este modelo de memoria slo se puede grabar una vez por parte del usuario, utilizando el mismo procedimiento que con la memoria EPROM. Posteriormente no se puede borrar.EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory).La grabacin es similar a las memorias OTP y EPROM, pero el borrado es mucho ms sencillo al poderse efectuar de la misma forma que el grabado, o sea elctricamente.FLASHSe trata de una memoria no voltil, de bajo consumo, que se puede escribir y borrar en circuito al igual que las EEPROM, pero suelen disponer de mayor capacidad que estas ltimas.

Memoria de datosLos datos que manejan los programas varan continuamente, y esto exige que la memoria que les contiene debe ser de lectura y escritura, por lo que la memoria RAM esttica (SRAM) es la ms adecuada, aunque sea voltil.Lneas de E/S para los controladores de perifricos.La principal utilidad de los pines que posee la cpsula que contiene un microcontrolador es soportar las lneas de E/S que comunican al computador interno con los perifricos exterioresA excepcin de dos pines destinados a recibir la alimentacin, otros dos para el cristal de cuarzo, que regula la frecuencia de trabajo, y uno ms para provocar el Reset, los restantes pines de un microcontrolador sirven para soportar su comunicacin con los perifricos externos que controla. Recursos auxiliaresSegn las aplicaciones a las que orienta el fabricante cada modelo de microcontrolador, incorpora una diversidad de complementos que refuerzan la potencia y la flexibilidad del dispositivo. Circuito de reloj, encargado de generar los impulsos que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema. Temporizadores, orientados a controlar tiempos. Perro Guardin (watchdog), destinado a provocar una re inicializacin cuando el programa queda bloqueado. Conversores AD y DA, para poder recibir y enviar seales analgicas. Comparadores analgicos, para verificar el valor de una seal analgica. Sistema de proteccin ante fallos de la alimentacin. Estado de Reposo, en el que el sistema queda congelado y el consumo de energa se reduce al mnimo.

PIC 16F877A.El microcontrolador PIC16F877 de Microchip pertenece a una gran familia de microcontroladores de 8 bits (bus de datos) que tienen las siguientes caractersticas generales que los distinguen de otras familias: Arquitectura Harvard Tecnologa RISC Tecnologa CMOS

Microcontrolador PIC16F877AEl PIC16F877 posee tecnologa CMOS (Complementary metal-oxide- semiconductor), esto quiere decir que consume muy poca corriente pero a la vez es susceptible a daos por esttica [11].A continuacin se muestran las caractersticas principales del PIC 16F877 y la distribucin de pines en la figura.

Caractersticas PIC 16F877A.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES PIC 16F877A

PROCESADORRISC,HARVARD,20MHZ

FRECUENCIA DE OPERACINDC-20MHZ

MEMORIA DE PROGRAMA FLASH (14 BITS )8K

MEMORIA DE DATOS368 REGISTROS DE 8BITS

MEMORIA DE DATOS EEPROM256 REGISTROS DE 8BITS

INTERRUPCIONES15

PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDAA,B,C,D,E (33 O/I)

TIMERS3

PUERTOS DE CAPTURA YCOMPARACION DE DATOS2 DE 8 BITS

MODULADORES DE ANCHO DE PULSO (PWM)2 DE 8 BITS

COMUNICACIN SERIALMSSP,USART

COMUNICACIN PARALELOPSP

LINEAS DE ENTRADA CAD DE 10 BIT8

JUEGO DE INSTRUCCIONES35

NUMERO DE PINES40

ENCAPSULADOPDIP

Distribucin de pines PIC 16F877A.

Pantalla de cristal lquido (LCD)

LCD 2x16Las pantallas de cristal lquido son uno de los visualizadores grficos ms utilizados para mostrar al operario el estado de una mquina o para dar instrucciones de manejo, mostrar valores, etc.Es decir permite la comunicacin entre las mquinas y los humanos, este puede mostrar cualquier carcter ASCII existen varios modelos de LCD siendo el ms comnmente utilizado el LCD 2x16 ,2 lneas de 16 caracteres cada una Este dispositivo est gobernado internamente por un microcontrolador que regula todos los parmetros de presentacinDescripcin de pines.En la figura se puede observar la distribucin de pines del LCD 2x16 se puede observar las caractersticas de cada uno de los pines.

Distribucin de pines LCD 2x16Tabla 1.4 Descripcin de pines LCD 2x16

Funcionamiento.La comunicacin con la pantalla LCD se puede realizar de dos maneras con un bus de 8 bits o con un bus de 4 bits siendo la diferencia entre estos dos el tiempo de retraso en el envo de datos pues la comunicacin a 4 bits enva primero los 4 bits ms altos y luego los 4 ms bajos, mientras que en la comunicacin a 8 bits el envo es todo al mismo tiempo. Si se utiliza la comunicacin a 4 bits no sera un inconveniente puesto que la velocidad del trabajo del LCD es en microsegundos siendo el retraso imperceptible para el ojo humano y con la ventaja de utilizar menos puertos en el microcontrolador.Circuito integrado LM555Funcionamiento modo AstableEl circuito integrado 555 funciona como un oscilador que en su salida entrega un tren de pulsos, bsicamente es un circuito de conmutacin que tiene dos niveles distintos de salida. En otras palabras el circuito oscila y la salida tiene una forma de onda rectangular peridica .Como ningn estado de salida es estable se dice que es un circuito Astable o conocido como multivibrador astable.En La figura se puede observar el LM55 conectado en modo astable.

LM555 en modo astable.Con la alimentacin + Vs el condensador C1 se carga a travs de R1 y R2. Y se descarga a travs de R2, el ciclo de operacin puede ser ajustado mediante estas dos resistencias (R1yR2) comnmente se coloca una resistencia variable en R2 quedando con un valor fijo la resistencia R1.En este modo de operacin el condensador C1 se carga y descarga entre 1/3Vs y 2/3Vs.Los estados de operacin se pueden observar en la figura.

Estado de operacin LM55 en modo astable.22Transistor.Es un dispositivo semiconductor el cual internamente est formado por un cristal que contiene una regin P (portadores de carga positivos) entre dos regiones N (portadores de carga negativos, transistor NPN), o una regin N entre dos regiones P (transistor PNP) figura El transistor permite el control y la regulacin de una corriente grande entre el colector y emisor mediante una corriente muy pequea inyectada en la baseExiste una gran variedad de transistores. Los smbolos que corresponden a este tipo de transistores son los que se muestran en la figura.

Transistor NPN Transistor PNP

Zonas de trabajoCORTE.- No circula corriente por la Base, por lo que, la corriente de Colector y Emisor es nula. La tensin entre Colector y Emisor es la de la fuente. El transistor, entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor abierto.SATURACION.- Se dice que un transistor se encuentra en saturacin cuando la corriente que circula por el emisor es aproximadamente igual que la corriente de colector y esta es igual a la corriente mxima con un voltaje entre colector emisor muy cercano a cero en estas condiciones el transistor se comporta como un interruptor cerrado entre emisor y colector.Cuando trabaja en la zona de corte y la de saturacin se dice que trabaja en conmutacin. En definitiva, como si fuera un interruptor.ACTIVA.- Cuando un transistor no est ni en su regin de saturacin ni en la regin de corte entonces est en una regin intermedia, la regin activa. En esta regin la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib.), de (ganancia de corriente, es un dato del fabricante) y de las resistencias que se encuentren conectadas en el colector y emisor. Esta regin es la ms importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador de seal.

Transistor 2N3904El Transistor 2N3904 es uno de los ms comunes transistores NPN generalmente usado para amplificacin. Est diseado para funcionar a bajas intensidades, bajas potencias, tensiones medias, y puede operar a velocidades razonablemente altas. Se trata de un transistor de bajo coste. Para el presente proyecto se utiliza el transistor 2N3904 en corte y saturacin (funcionando como un interruptor) descritos en el apartado anterio

TIP41: Es untransistorbipolarNPN, fabricado de silicio, con excelentes caractersticas, lo podemos encontrar en diversas versiones, cuyo sufijo indica la tensin mxima entre colector y emisor. Su par complementario es el TransistorTIP42.

Opto acoplador.Un opto acoplador combina un dispositivo emisor de luz infrarroja (IRED) y un fototransistor de silicio como se muestra en la figura 1.42.

Composicin interna optoacoplador.Funcionamiento.Cuando se energiza los terminales del diodo IRED, este emite un haz de rayos infrarrojo que transmite ondas a travs de una pequea gua de plstico o cristal hacia el fotoreceptor. La energa luminosa que incide sobre el fotoreceptor hace que se cierre en forma similar a un interruptor funcionando como un transistor en saturacin.Rels.Un rel es un elemento electromecnico el cual abre y cierra contactos segn la excitacin que presente su bobina en la figura 1.43 se muestra un rel de12VDC con una capacidad de manejar 10 amperios entre sus contactos el mismo que fue utilizado en el desarrollo del presente proyecto.

Rel 12VDC/10AEl rel es un elemento muy importante dentro del proceso de control ya que posibilita el manejo de grandes potencias o voltajes con pequeas tensiones de control.Contactor.El contactor (figura 1.44) es un dispositivo diseado para cerrar o interrumpir la corriente elctrica en una instalacin y normalmente funciona con mando a distancia. Est diseado para maniobras frecuentes bajo carga y sobrecargas normales.Posee dos posiciones de accionamiento una posicin de reposo (apagado) cuando no recibe accin alguna por parte del circuito de control, otra de activado o encendido cuando recibe una seal por parte del circuito de control.

Contacto.Componentes del contactar.El contacto est compuesto por elementos elctricos y mecnicos los cuales se muestran en la figura Contactos principales. Son los destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. Estn abiertos en reposo.Contactos auxiliares. Son los encargados de abrir y cerrar el circuito de mando. Estn acoplados mecnicamente a los contactos principales y pueden ser abiertos o cerrados.Bobina. Elemento que produce una fuerza de atraccin (FA) al ser atravesado por una corriente elctrica. Su tensin de alimentacin puede ser de 12, 24 y 220V de corriente alterna, siendo la de 220V la ms usual.Armadura. Parte mvil del contactor. Desplaza los contactos principales y auxiliares por la accin (FA) de la bobina.

Ncleo. Parte fija por la que se cierra el flujo magntico producido por la bobina.Resorte. Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posicin de reposo una vez cesa la fuerza FA.

Partes componentes del contactor.

Simbologa y referenciado de bornes.Los bornes de conexin de los contactares se nombran mediante cifras o cdigos de cifras y letras que permiten identificarlos, facilitando la realizacin de esquemas y las labores de cableado.- Los contactos principales se referencian con una sola cifra, del 1 al 16.- Los contactos auxiliares estn referenciados con dos cifras.Las cifras de unidades o cifras de funcin indican la funcin del contacto: 1 y 2, contacto normalmente cerrados (NC). 3 y 4, contacto normalmente abiertos (NA). 5 y 6, contacto de apertura temporizada. 7 y 8, contacto de cierre temporizado.- La cifra de las decenas indica el nmero de orden de cada contacto en el contactor. En un lado se indica a qu contactor pertenece.- Las bobinas de un contactor se referencian con las letras A1 y A2. En su parte inferior se indica a qu contactor pertenece.- El contactor se denomina con las letras KM seguidas de un nmero de orden.Aplicaciones y categoras de servicio de los contactores.Las aplicaciones de los contactores, en funcin de la categora de servicio se muestran a continuacin en la tabla.Aplicacin de los tipos de contactores.Categora de servicioAplicaciones

AC1Cargas puramente resistivas para calefaccinElctrica

AC2Motores asncronos para mezcladoras, centrfugas.

AC3Motores asncronos para aparatos de aire acondicionado, compresores, ventiladores.

AC4Motores asncronos para gras, ascensores.

CAPITULO 2

CONSTRUCCION DEL SISTEMA

Introduccin.El objetivo principal del tablero de control de humedad del suelo es mantener las variables, Humedad del suelo dentro de los lmites preestablecidos (set point).El sensor de humedad del suelo es el encargado de tomar los valores de la humedad del suelo respectivamente, las seales de los sensor, debe ser acondicionada para que entreguen seales elctricas de 0 a 5VDC. Estas seales ingresan al microcontrolador (PIC 16F877A), el cual se encarga de comparar, si los valores procedentes de los sensores coinciden con los valores del set point, de este modo se genera una seal elctrica de salida la cual va a un circuito de potencia que se encarga del manejo de los elementos finales de control como son el vlvula y bomba.Para realizar el cambio del set point de humedad del suelo se ha implementado un teclado con el cual se puede ajustar el valor de set point a las necesidades del cultivo.En la figura se muestra un diagrama de bloques en el cual se visualizan todos los elementos componentes del sistema de control.FUENTE ALIMENTACION

PIC 16F877ASENSOR DE HUMEDAD

CONVERSOR A/D

DISPLAY LCDSALIDAS

LEDS INDICADORESETAPA DE ACONDICIONAMIENTO SENSOR DE HUMEDAD

ACONDICIONAMIENTO MANEJO DE POTENCIA

ENTRADASSENSOR DE HUMEDAD

PULSADORES CAMBIO VALORES DE REFERENCIA HUMEDAD DEL SUELO

BOMBA

Diagrama de bloques del controlador de humedad del suelo.

Descripcin de los elementos componentes del sistema de control.Fuente de alimentacin.Para la alimentacin de los circuitos componentes del controlador se dispone de un transformador reductor 120VAC, 1A/12VAC, 1A con tapa central.Se construye una fuente de 5VDC la cul alimenta el PIC y los circuitos que conforman la tarjeta de control, utilizando el regulador de voltaje LM7805 el cul proporciona en su pin de salida 5VDC exactos con lo cual se evita fluctuaciones de voltaje que afecten el funcionamiento del circuito.Para la activacin de los rels en la etapa de potencia se necesita otra fuente a12VDC a 1A para la construccin de esta fuente se emplea un regulador de voltaje LM7812 el cual entrega 12VDC exactos (ver figura.Para proteccin contra cortocircuitos se coloc fusibles de 1A a la salida del transformador.

Fuente de Voltaje 5VDC.

Fuente de voltaje 9vdc

Fuente de Voltaje 12VDCSensor de humedad.Acondicionamiento del integrado LM555 como sensor de humedad.El integrado LM555 en modo astable el cual se explic en el captulo 1 se acondicion de tal manera que a medida que vara la resistencia entre los pines6 y 7 (los cuales van conectados a las puntas de prueba que se entierra en el suelo), se genera un tren de pulsos de frecuencia variable.En la figura 2.5 se puede observar el circuito del sensor de humedad implementado.

Sensor de humedad.La relacin de variacin de frecuencia con la humedad del suelo se muestra en la tabla.

Relacin variacin Frecuencia con la humedad del suelo.FRECUENCIA (Hz)HUMEDAD DEL SUELO (%)

00

5610

14120

27830

46740

53350

73460

87570

108980

134590

1636100

Conexiones del mdulo PIC 16F877A.La conexin del microcontrolador se puede observar en la figura 2.6, el PIC es alimentado con un Voltaje de 5VDC proveniente de la fuente de 5VDC.Para establecer la velocidad de ejecucin de las instrucciones del microcontrolador se utiliza un oscilador externo compuesto por 2 capacitores de 22pF (valores recomendados por el fabricante) y un cristal de cuarzo de 4Mhz.

Conexin del mdulo PIC 16F877A.

LCD 2x16.En la figura se muestra el circuito de la pantalla LCD que es utilizada para visualizar la informacin proveniente de los sensores de humedad del suelo y temperatura. Para controlar el brillo de la pantalla se coloco un potencimetro de 10K, la conexin de los pines se realiza como indica la hoja de datos del fabricante.Para el envo de datos se ha empleado un bus de 4 bits, su funcionamiento se realiza enviando primero los 4 bits ms altos y luego los 4 ms bajos. Circuito del LCD 2x16.

El teclado es la interfaz con la cual el operador puede ajustar y calibrar los valores del set point de temperatura y humedad del suelo para que se ajusten a los requerimientos del cultivo.En la figura se muestra la conexin del teclado.

Conexin de las teclas.

Leds indicadores.En la figura 2.8 se muestra el conjunto de leds indicadores, los cuales muestran el estado (ON/OFF) de los actuadores (bomba, ventilador, calefactor) y el estado de funcionamiento de la tarjeta de control.

Circuito de leds indicadores.TECLADO:Circuito de Potencia.El circuito de potencia es el encargado de manejar los elementos finales de control tales como: Bomba para riego, ventiladores y calefactor.La tarjeta electrnica de potencia est compuesta por 3 optoacopladores (1 para cada lnea de salida bomba.) los cuales son encargados de aislar el circuito de fuerza del de control de este modo se evitan que perturbaciones provenientes del funcionamiento de los rels ingresen a la tarjeta de control, 3 rels marca SONGLE con una bobina a 12V los cuales son capaces de manejar una corriente de 10A/125/250VAC entre sus contactos, 3 transistores 2N3904 los cuales funcionan en corte y saturacin (explicado en el captulo 1), adems 3 diodos 1N4007 cuya funcin es proteger a los transistores y circuitos integrados de un breve sobre voltaje que se produce cuando la bobina de un rel es apagada. Circuito de Control y fuerza para la activacin de la bomba.La granja del seor Guillermo Valdivieso contaba con un sistema de riego manual es decir con una pequea regadera se suministraba agua a las plantas, para la implementacin del sistema de riego automtico era necesario poseer un sistema de riego por goteo, por lo cual se adquiri e instalo una bomba monofsica de 3/4 HP y manguera de goteo con goteros autocompensados adems de todos los accesorios que comprenden el sistema de riego por goteo.El control del sistema de riego consiste en encender la bomba si la cama donde est ubicado el sensor esta sin suficiente agua sin importar si la otra cama posee suficiente agua o no.El esquema del circuito de control y fuerza que activa la bomba se puede observar en la figura.

Circuito de activacin bomba.Datos de placa de la bombaV=120V In=3.5A Frecuencia=60Hz.Con los datos de placa podemos definir los elementos de maniobra y proteccin a utilizar.Si tenemos una corriente nominal del motor igual a 3.5A se sabe que la corriente de arranque de un motor de induccin es aproximadamente de 2 a 3 veces la corriente nominal del motor.Eleccin del ContactorLa corriente de arranque es 8.8A por lo cual se coloc un contactor 120V/60Hz cuyos contactos soportan una corriente de 10A conectado a un rel trmico con un rango de calibracin de 4 a 6 Amperios el cual est calibrado en 4A el rango ms bajo que este posee para proteger la bomba de sobrecargaCalculo del conductor.Para una corriente de 8.8A el calibre ms cercano es el 14AWG que soporta una corriente de 15A (anexo B, tabla B.1)PROTECCIONCorriente de sobrecargaDonde: Isc: Corriente de sobrecarga Im: corriente mxima de consumo Fsc: factor de sobrecarga 25%Se elige un breaker unipolar de 6A el cual sirve de proteccin en caso de falla del rel trmico.Como un elemento final de proteccin se tiene la bobina del contactor conectado a un contacto normalmente cerrado de una vlvula en el tanque el cual evita que la bomba se prenda si no existe agua en el tanque.Circuito control y fuerza para la activacin de los ventiladores.La granja del seor Guillermo Valdivieso no contaba con ventilacin artificial por lo cual se adquiri 2 ventiladores de techo tipo industriales los cuales son los encargados de mantener la temperatura apropiada dentro del invernadero con un costo de alrededor de 120 dlares.Desarrollo del programa de control.Para el desarrollo del programa de control para el PIC 16F877A se utiliza el lenguaje BASIC es un lenguaje de alto nivel, el cual es mucho ms fcil de leer y de escribir con relacin a otros lenguajes de programacin.Diferencia entre lenguaje de programacin de bajo nivel y lenguaje de alto nivel.El lenguaje de bajo nivel es prximo al tipo de datos que entiende el microcontrolador, el cual consiste en un lenguaje binario con ceros y unos, este es un lenguaje complicado y con una posibilidad alta de cometer errores durante la programacin (lenguaje Ensamblador).El lenguaje de ms alto nivel es un lenguaje que ms se acerca a los humanos y mucho ms amigable a la hora de programar (lenguaje BASIC).En la figura podemos apreciar los niveles de programacin.

Niveles de programacinSoftware a utilizarse.Microcode Studio Para la programacin del microcontrolador se utiliz el programa Microcode Studio (editor de texto) como se muestra en la figura.El programa MicroCode Studio produce cdigo *pbp que puede ser utilizado en una variedad de micro controladores PIC que tengan de 8 a 68 pines y varias opciones en el chip incluyendo convertidores A/D, temporizadores y puertos seriales.Software a utilizarse.Microcode Studio Para la programacin del microcontrolador se utiliz el programa Microcode Studio (editor de texto) como se muestra en la figura.El programa MicroCode Studio produce cdigo *pbp que puede ser utilizado en una variedad de micro controladores PIC que tengan de 8 a 68 pines y varias opciones en el chip incluyendo convertidores A/D, temporizadores y puertos seriales.

Microcode Studio.El programa Microcode Studio tiene una gran variedad de instrucciones para realizar la programacin de microcontroladores a continuacin se describe brevemente las instrucciones utilizadas en el desarrollo del programa de control.Identificadores.Un identificador es simplemente un nombre. Son usados en PBP como etiquetas de lneas y nombres de variables. Un identificador es cualquier secuencia de letras, dgitos y smbolos.Variables.Variables es donde se guardan datos en forma temporaria en un programa PBP. Son creadas usando la palabra clave VAR pueden ser:

led VAR BIT crea una variable y asigna un tamao de un bit es decir de0 a 1.led VAR BYTE crea una variable y asigna un tamao de 8 bits es decir de0 a 225.led VAR WORD crea una variable y asigna un tamao de 2 bytes es decir de 0 a 65535.Etiquetas.Para marcar lneas que el programa puede desear referenciar con comandos GOTO o GOSUB. Cualquier lnea puede comenzar con una etiqueta de lnea que es simplemente un identificador seguido por dos puntos (:)Ejemplo.calentar:HIGH relec: LOW relefGOTO calentarEste ejemplo es vlido para explicar los comandos HIGH y LOW estos comandos permiten sacar un 1 lgico (5V) o un cero lgico (0v) respectivamente por un pin previamente definido como salida.Constantes.Las llamadas constantes pueden ser creadas de manera similar a las variables. No pueden guardarse datos variables dentro de una constante.Ejemplo:yonyCON 3

Define.Algunos elementos, como el oscilador y las ubicaciones de los pines del LCD, estn predefinidos. DEFINE le permite cambiar estas definiciones si as usted lo desea.Ejemplo:

DEFINE DEFINELCD_DREG PORTB LCD_DBIT 0bit de datos del LCD empezando por B.0, B.1, B.2 y B.3

Operadores matemticos.PBP efecta todas las operaciones matemticas en orden jerrquico .Esto significa que existe preferencia para los operadores .Multiplicacin y divisin son efectuados antes que suma y resta, por ejemplo. Para asegurarse que las operaciones son efectuadas en el orden que se desea, use parntesis para agrupar las operaciones.El operador / realiza la divisin en PBP Ejemplo:datoh= (datoh/2) el valor del datoh dividir para 2.Operadores de comparacin.Se usan en declaraciones IF... THEN para comparar una expresin con otra, los operadores soportados son los que se muestran en la tabla.Operadores matemticos.

OPERADORDESCRIPCION

= o ==IGUAL

O !=NO IGUAL

MAYOR

=MAYOR IGUAL

Ejemplo:IF dato < tempbaj THEN calentar si el dato es menor que tempbaj ir a calentar.ADCIN.Lee el conversor analgico del microcontrolador y guarda el resultado en el Var.EEPROM,READ,WRITEEEPROM guarda constantes en un chip EEPROM. Si se omite el valor opcional de ubicacin, la primera declaracin se guarda en la direccin 0Ejemplo:EEPROM 0, [20,24]Guarda en la direccin 0 de la memoria EEPROM el numero 20, en la direccin 1 el nmero 24.READ 0, tempbaj.- lee la direccin 0 de la memoria EEPROM y guarda la variable en tempbaja.WRITE 0, 25.- guarda en la direccin 0 de la memoria EEPROM el nmero 25 en este caso el valor anterior 20 es reemplazado por el numero 25

2.3.2.1.10. GOSUB, RETURN.

Estas declaraciones sirven para cuando tenemos muchas repeticiones en una lnea o grupo de lneas de programa.

La declaracin RETURN enva de regreso al inicio del programa para continuar despus del GOSUB.Ejemplo.Discoteca: Porta=%00000001GOSUB cantaro cantaro:PAUSE 500RETURNPAUSE.Detiene el programa por el tiempo sealado en milisegundos los valores que pueden tomar son desde 1 hasta 65535.

INICIO

DEFINICION DEL OSCILADOR CONFIGURACION DE LOS INES DE LCD

CONFIGURACION DEL CONVERSOR A/D

ALLAMAR A LA SUBRUTINA SENSARLEER EL CONTENIDO DE EPROM Y ALMACENA EN LA DIRECCION CORRESPONDIENTELLAMAR A LA SUBRUTINA INICIODEFENIR CONTENIDO INICIAL MEMORIA EPROMMENSAJE DE LCD CONTROLADOR DE HUMEDADDEFINICION DE LOS VARIABLES

NOSITECLA ENTER=0

LLAMAR A LA SUBRUTINA 1 A

TECLA ADEL=0A

Llamar a subrutina graba3a

nosiLlamar a subrutina activar la bombaVARIABLE MENOR QUE LA BOMBA APAGADO

nosiVARIABLE datoh menor que humedad bajo

VARIABLE DATO MAYOR QUE BOMBA ENCENDIDA

Llamar subrutina apagar la bomba

FINContinuar sensando

nosi

Llamar a subrutina regar

SUBRUTINA INICIOINICIOFINPause 200msApagar ledPause 200msEncender ledCrear un bucle repeticin de 3 vecesINICIO

SUBRUTINA SENSARCuenta el nmero de pulsos que sale de lm555 durante 122 milisegundos en la variable datohLee el conversor A/D puerto A0 y el guarda los datos en el variable datoFINMostrar en el LCD H SUELOVALOR DECIMAL datoh %

Bbajar=0B

Llamar a la subrutina restar 11

NO

Restar 22Bsubir=0

ADEL=0

NO SILlamar a la subrutina soltarLlamar a la subrutina sumar 11

SIHumedad mnima que puede ser calibradaSumar11LLAMAR A LA SUBRUTINA GRABARAA

Llamar a la subrutina soltar

Bajar un digito al valor de humedad alta LLAMAR A SUBRUTINA GRABAR 22

Humedad mxima que puede ser calibrar=100%

Regresar a subrutina grabar 22

Subir un digito al valor de humedad alta VOLVER A SUBRUTINA INICIO

FIN

Regresar a subrutina grabar 22FIN

FIN

CAPITULO 3CONSTRUCCIN DE PLACAS MONTAJE Y CABLEADO.

En este captulo se describe la construccin de las tarjetas electrnicas que conforman el controlador de temperatura y humedad del suelo adems del montaje en el gabinete metlico el cual sirve para alojar las tarjetas electrnicas y los elementos de maniobra tales como contactares y termomagnticos de proteccin. Diseo de las placas electrnicas.Ruteado de Placas electrnicas.Puesto que para la simulacin del software y hardware (electrnico) se utiliz el Programa PCB WIZARD el cual nos brinda grandes facilidades a la hora de desarrollar un proyecto.Principal.Esta placa es prcticamente el cerebro del controlador ya que en sta van alojados, el PIC 16F877A, el teclado para cambiar valores del set point, leds indicadores ,el visualizador LCD, el acondicionamiento para el sensor del sensor de humedad del suelo.

Placa principal de control de humedad

El ruteado de la tarjeta de control se lo realiz en baquelita de fibra de vidrio y en uno de ellos lleva el cobre como se muestra en la figura Potencia.Esta placa es la encargada de manejar los elementos finales de control como son bomba, mediante seales provenientes del Pic los cuales activan los rels correspondientes a cada elemento anteriormente sealado.En la figura se puede observar el ruteado de la placa de potencia esta adems cuenta con una regleta donde se conecta el neutro proveniente de la red para distribuir a los dems elementos de control.

Fuentes.En esta placa se disponen de los voltajes para alimentar la placa de control y potencia, 5VDC 9VDC y 12VDC respectivamente como se muestra en la figura Construccin de las placas.Puesto que se debe construir seis placas en las cuales se realiza el mismo proceso durante su elaboracin, a continuacin se describe el proceso de elaboracin de una de ellas, se escoge la placa de la tarjeta de control.Impresin de las pistas.Luego de finalizado el proceso de diseo de las pistas del circuito se debe imprimir el mismo sobre papel transfer o papel fotogrfico, la impresin debe realizarse en una impresora lser ya que de este modo se da un efecto qumico al unirse el tner de la impresora con la capa de barniz del papel.

Impresin en papel transfer

Preparacin de la baquelita.Se procede a cortar la baquelita de fibra de vidrio, acuerdo con las medidas que posee la placa de control (95mmx130mm) finalmente se procede a limpiar la placa para que est libre de suciedad o grasa que impida la correcta transferencia trmica de las pistas.Transferencia trmica.La realizacin de la transferencia trmica de la lmina con las pistas hacia la baquelita se lo realiza colocando el papel con el lado de las pistas sobre el lado del cobre como se muestra en la figura. Transferencia trmica.Con la ayuda de una fuente de calor en nuestro caso una plancha previamente calentada al mximo de temperatura aplicamos presin sobre la superficie del papel transfer por alrededor de 1 minuto para luego dejar enfriar la placa y proceder a retirar el papel excedente de ser el caso que algunas pistas no se hayan transferido correctamente se deben aclarar con plumn indeleble.

Baquelita con Pistas transferidas trmicamente.Reduccin del cobre.Para la reduccin del cobre excedente que no se encuentra protegido por el tner se prepara una solucin de cloruro frrico disuelto en un medio vaso de agua tibia este proceso puede tardar unas horas en terminar de reducir el excedente de cobre.Proceso de limpieza y transferencia trmica del screen.Seguidamente se lava la placa atacada con abundante agua y con una esponja de acero fino se retira la tinta de las pistas obteniendo como resultado una placa limpia y ntida como se observa en la figura 3.7 ,luego se transfiere trmicamente el screen que no es ms que una fuente de informacin para el montaje de los elementos.

Baquelita atacada por el cido y sometida al proceso de limpieza.Perforacin y soldadura de elementos.Con la ayuda de un taladro para placas electrnicas y una broca de 1mm y 0.5 mm se realiza las perforaciones.Finalmente se montan todos los elementos electrnicos en la placa y se procede a la soldadura de cada uno de ellos

CAPITULO 4PRUEBAS Y RESULTADOS.PRUEBAS.En el presente capitulo se hace la descripcin de las pruebas que se realizaron a cada elemento que compone el sistema de control de humedad del suelo con la finalidad de cumplir con los alcances planteados.Prueba de cableado Pruebas tarjetas electrnicas, control, potencia y fuentes.Antes de realizar el circuito impreso para cada tarjeta electrnica se arm los circuitos en el protoboard para comprobar el correcto funcionamiento de cada elemento que constituye el sistema de control tal como PIC 16F877A, Pantalla LCD, teclas, sensores y acondicionamientos de los mismos, rels, optoacopladores, leds indicadores. Etc.Luego de ser realizado el circuito impreso para cada una de las tarjetas electrnicas se comprueba con ayuda de un multmetro la continuidad en cada una de las pistas y elementos que componen la tarjeta de este modo se asegura que las pistas no presenten roturas (de ser el caso se procede a unir las pistas con suelda de estao) o cortocircuitos entre pistas que afecten el correcto funcionamiento de las tarjetas electrnicas. Prueba de cableado bombaCon la ayuda de un multmetro se procede comprobar la continuidad conexin por conexin tanto en el motor de la bomba como en el contactor, vlvula y el elemento de proteccin adems se comprueba el correcto funcionamiento del flotador el cual es un elemento adicional para proteger a la bomba en caso de falta de agua en la cisterna.Pruebas de funcionamiento del sistema.Una vez realizado las pruebas de cableado del sistema se enciende el mismo de acuerdo a las instrucciones que se sealan en el manual del usuario.Se comprueba el encendido de la bomba para el riego acuerdo a la necesidad de cada tipo de planta el sensor de humedad estar ubicado al lado de una planta o muy cercana para ver los resultados de rango de humedad.Medicin de humedad del suelo.Se realiz la medicin de humedad del suelo durante la maana, medio da y noche obtenindose los resultados que se muestran a continuacin en las tablas.

Datos del sensor de humedad (maana)

FECHAHORAVALOR DE HUMEDAD SUELO EN %

Datos del sensor de humedad (medio da).

FECHAHORAVALOR DE HUMEDAD SUELO EN %

Datos del sensor de humedad (noche).

FECHAHORAVALOR DE HUMEDAD SUELO EN %

Manual del Usuario.El tablero electrnico de humedad del suelo se alimenta con un sistema monofsico (Fase y neutro) el cual proviene de un tablero elctrico conectado a un termomagntico de 20A luego se distribuye las fases a los breakers de proteccin para bomba, el neutro se conecta a la regleta de neutros en la tarjeta de potencia.Se cuenta con un fusible de 1A para la proteccin de las fuentes (5VDC, 12VDC y 9VDC) el motor de la bomba para riego cuenta con una con una vlvula para regar.La descripcin del panel frontal del controlador de temperatura y humedad del suelo se muestra en la figura.

Panel frontal controlador de temperatura.1. LCD2. Led indicador Funcionamiento.3. Led indicador (on-off)4. Led indicador (on-off)5. Led indicador bomba (on-off).6. Tecla enter.7. Tecla Adel.8. Tecla subir.9. Tecla bajar.10. Led indicador sensor humedad.Encendiendo el sistema.Primero se energiza la tarjeta de fuentes para ello presionamos en los interruptores de encendido en cada una de las fuentes.

En la pantalla LCD aparecer el mensaje TABLERO ELECTONICO DE CONTROL DE HUMEDAD luego de un segundo se muestra un nuevo mensaje ELECTRONICA INDUSTRIAL se espera 1 segundo y el led de funcionamiento (2) parpadea tres veces eso indica que el sistema no tiene errores y est listo para funcionar.En la pantalla LCD se visualizara los valores de humedad del suelo en tiempo real como se muestra en la figura

PONER IMAGENESPantalla principalEl led de riego se encender si la humedad del suelo ha descendido a valores ms bajos del valor de consigna e indica que la bomba se encuentra encendida, la bomba se apagar cuando se llegue al valor de consigna.Cambio de valores en el set point.Si se desea cambiar los valores de consigna que se encuentran predeterminados a continuacin se describe la manera de realizar dichos cambios.Tecla enter con la cual se ingresa al men de cambio de HUMEDAD en la pantalla del LCD se muestra la palabra programar humedad baja con las teclas subir y bajar podemos ajustar la humedad a las necesidades del cultivo, luego presionamos la tecla enter nos aparecer en la pantalla LCD la palabra programar humedad alta de igual modo que en la programacin de la humedad baja podemos ajustar la humedad alta con las teclas subir y bajar. En las figuras se puede observar las pantallas de cambio de temperatura alta y baja.

Como siguiente paso se presiona la tecla enter por tercera ocasin y se guardara los valores modificados en la memoria EEPROM del microcontrolador y mostrar la pantalla principal en el LCD.

Imagen de pantalla lcd Lista de elementos Utilizados y costos.A continuacin se describe los elementos utilizados en la construccin del controlador de temperatura y humedad del suelo y los costos en dlares americanos.MANO DE OBRAORDDESCRIPCINDASPRECIO POR DA S/.nuevos solesSUB TOTAL

1Elaboracin de tarjetas electrnicas0640.00240.00

2Instalacin de sistemas electrnicos 0640.00240.00

TOTAL480.00

PARA SISTEMA DE CONTROLORDCANTIDADDESCRIPCIN HERRAMIENTASPRECIO UNITARIOS/. Nuevo SolesPRECIO TOTALS/.Nuevo soles

12uLCD 2x1615.0030.00

22uPIC 16f877 a20.0040.00

35uResistencia de 4.7k00.201.00

45uResistencia de 220 0.201.00

55uResistencia de 10.K0.201.00

62uResistencia de 1K0.200.40

76uDiodos LED0.503.50

92Sensor de humedad LM 5553.006.00

102Baquelita 10.0020.00

114Trimer0.502.00

1201Condensador 0.01uF0.500.50

132uCondensador 22P0.501.00

1401Condensador electrolticos 100Uf0.500.50

152uContactores45.0090.00

161uCaja160.0090.00

171 rolloEstao6.006.00

181uCautn20.0020.00

191uMultmetro 30.0030.00

201uPapel transfer A28.008.00

211 rolloCablecillo N.1812.0012.00

224uPulsadores industriales0.5070.00

234uRel2.008.00

242uTermo magnticos40.0080.00

251uPotencimetro1.001.00

262Cristal de cuarzo1.002.00

274uopto acoplador4.0016.00

291uBomba de agua200.00200.00

301uElectrovlvula100.00200.00

TOTAL939.90

COSTOS ADMINISTRATIVOS:MATERIALES DE OFICINA Y OTROSORDCANTIDADDESCRIPCINPRECIO UNITARIOs/.Nuevo Soles

01 mesInternet50.00

01 millar/medioPapel boom36.00

TintaImpresora48.00

01 mesEnerga elctrica40.00

accesorios de oficina30.00

Total 204.00

GASTOS DE VIAJE PARA LA COMPRA DE MATERIALES, HERRAMIENTAS:

DASLUGARDESCRIPCINCOSTO

02LimaCompra de materiales electrnicos100.00

JUSTIFICACIN DE RENTABILIDAD SOCIAL:ACTIVIDADES PARA SATISFACER DEMANDA INTERNA:ACTIVIDADESMATERIALESMAQUINAS Y EQUIPOS

Estudio y formulacin del proyecto Informacin especfica de internet. Manuales de rangos de temperatura y humedad.

Computadoras. Menoras USB. Impresoras.

Recopilacin de informacin Acceso a internet. Libros y revistas especializados.

Computadoras. Menoras USB. Impresoras.

Financiamiento cuotas en base a cada alumno. actividades para recaudo de fondos

Ejecucin del proyecto Perfil del proyecto productivo aprobado. Mano de obra especializada. Tableros de control. Actuadores.

Supervisin y administracin del proyecto Lista de cotejo. Inventarios. Manual de usuario. Computadora personal Memoria USB

Elaboracin del informe Manuales. Informacin especfica de internet Computadora personal Memoria USB Impresora Accesorio de oficina

Entrega y sustentacin del informe Informe final del proyecto. Entrega del tablero electrnico de control de humedad de suelo.

ACTIVIDAD PRODUCTIVA DE SERVICIO DE CAPACITACIN PARA SATISFACER DEMANDA EXTERNA.CARACTERSTICAS DE LOS PRODUCTOS Y/O SERVICIOSPRODUCTO/ SERVICIOAdecuacin del reaPRODUCTO/SERVICIO

PRODUCTO/SERVICIO

Calidad de insumos, materiales y/o servicios

Elaboracin de tarjeta electrnica e instalacin de actuadores.

Tablero electrnico de control de temperatura ambiente y humedad de suelo.Controlar la temperatura ambiente y humedad de sueloCurso de capacitacin y mantenimiento del tablero electrnico.

Recomendaciones en su mantenimiento.No aplicaNo aplicaNo aplica

RESUMEN GENERAL:DETALLETOTAL NUEVO SOLES S/.

Compra de insumos e materiales para el sistema de control939.90

Materiales de oficina y otros204.00

Movilidad y transporte100.00

Supervisin y administracin de proyecto00.00 a cargo del asesor del proyecto

TOTAL S/.1404.40

CROGRAMACIN Y CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES:

NACTIVIDADESCRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 2014

junjulagossetoctnovdic

1Estudio y formulacin de proyectoX

2Abono de las cuotas para el financiamiento del proyectoX

3Acopio de materialesX

4Ejecucin del proyectoXXX

5Recopilacin de informacin para el informe finalXX

6Supervisin1 y administracin del proyectoXX

7Elaboracin del informeXX

8Entrega y sustentacin del informeXXX

CONCLUSIONESEl presente seccin detalla las conclusiones a las cuales se ha llegado luego de la construccin de tablero electrnico de controlador de humedad de suelo tanto en la parte electrnica, elctrica y de control.Despus de haber realizado las pruebas se cumple con los objetivos que se plantearon es decir mantener la humedad de suelo para cualquier tipo de plantas o tambin puede instalarse dentro del invernadero.Con el control sobre la humedad del suelo se logra que la humedad no baje de un valor de consigna preestablecido con lo cual se evita condiciones perjudiciales para el desarrollo de cualquier planta en etapas de floracin etapas de floracin.Para evitar que el ruido proveniente del funcionamiento de los rels de activacin de elementos finales de maniobra ingrese al PIC 16F877A se coloc filtro los cuales evita resetear al control.Se cuenta con tres fuentes separadas de alimentacin una a 5vdc para la tarjeta de control, la segunda fuente es 09vdc que alimenta al sensor de humedad y la tercera 12vdc que alimenta la tarjeta de potencia, con la ventaja de evitar que el ruido proveniente de bobinas de los rels entren al microcontrolador provocando fallos en el mismo.Para el encendido de los rels se colocan transistores tip41c los cuales incrementan la corriente que activa la bobina del rel.Dentro de la programacin del PIC se configur subrutinas con lo cual se facilita al usuario al cambio de parmetros del sistema adems se ahorra espacio en el disco.Los elementos electrnicos utilizados son de fcil adquisicin en el mercado, en el caso de que algn elemento sufra algn dao se puede adquirir el repuesto y cambiarlo sin ningn inconveniente.

RECOMENDACIONES.Se recomienda verificar si las tarjetas electrnicas no presentan cortocircuitos entre las pistas antes de energizar y probar las mismas.Antes de imprimir la placa fijarse bien las polarizaciones y el tamao que este el 100% en el programa.Se recomienda colocar disipadores de calor en los reguladores de voltaje para evitar daos en los mismos.Para colocar el Pic 16F877A en la tarjeta de control se debe soldar un zcalo de 40 pines en la placa y luego insertar el PIC sobre el scalo, de esta manera se evita daos en el PIC.El cableado de control y fuerza se debe realizar con sus respectivas marquillas de este modo se identifica de una manera muy prctica.Proteccin para la bomba se debe calibrar de manera que en la base del tanque de agua quede suficiente agua de este modo evitar que se forme burbujas de aire en la tubera de succin y produzca daos en los labes de la bomba.BIBLIOGRAFA

http://www. Senami.com http://www.ecofisiohort.com.ar/wp-content/uploads/2009/10/Tipos-de- Invernaderos.pdf http://www.infoagro.com/industria_auxiliar/tipo_invernaderos2.htm Sistemas de control, Tecnologa, Escuela de profesiones tcnicas, Santiago de Compostela (http://www.jmrivas.es/pdf/tecnologia.pdf). Microcontroladores PIC, Carlos .A. Reyes, 3 Edicin. Programacin Microcontroladores PIC, Dogan Ibrahim. Microcontroladores PIC diseo prctico de aplicaciones, Jos M Angulo Datasheet LM35 National semiconductor. Romo H. Carlos, Apuntes de electrnica de potencia. Alfredo Arcos, Apuntes Circuitos digitales.