Lab 08 MotorAC-1.docx
- 1. 1 Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores LABORATORIO 08 Motor AC CONTENIDO: ▪ OBJETIVOS ▪ MATERIALES Y EQUIPOS ▪ SOFTWARE DE APLICACIÓN ▪ FUNDAMENTO TEÓRICO ▪ PRÁCTICA DE LABORATORIO ▪ INFORME
- 2. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 2 Motores AC 1. Objetivos. ● Aplicar los conceptos sobre motores AC. 2. Materiales y Equipos. − Fuente DC de alimentación. − Motor o carga AC. − Optoacoplador 2N35 − Resistencias 10k , 47k. − Multímetro − Cables de conexión − Computadora. 3. Software de Aplicación. ▪ Excel: Registrar, graficar la curvas de los transductores y sensores. ▪ Labview: Registrar los datos obtenidos por el sistema de adquisiciónde datos DAQ
- 3. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 3 4. Fundamento Teórico. Detector de cruce por cero. Cuando trabajamos con corriente alterna, como la red de distribución (220V 60Hz), en muchas ocasiones resulta interesante detectar el instante en el que la tensión atraviesa el punto cero. Así, por ejemplo, resulta una forma sencilla de medir la frecuencia de red. Las cargas deberían ser conectadas y desconectadas únicamente cuando la tensión atraviesa el cero en sentido ascendente. De lo contrario estaríamos realizando la conexión con la carga en tensión lo que provoca la generación de armónicos y, posiblemente, la reducción de la vida útil de los componentes. Industrialmente, los detectores de paso por cero son ampliamente utilizados en aplicaciones que funcionan con corriente alterna, tanto para realizar mediciones como para realizar acciones. También son componentes habituales en aplicaciones de sonido y sistemas de comunicación. Figura 01- forma de onda de un detector de cruce por cero. Los detectores de paso por cero son necesarios para realizar una regulación de potencia con un triac, por ejemplo, para regular la intensidad de la luz de una bombilla o la velocidad de giro de un motor. Es necesario sincronizar la señal de disparo del triac con la frecuencia de red, o y aplicar un desfase temporal entre el paso por cero y el disparo, o provocaremos parpadeos en la carga. Nosotros podemos emplearlo en nuestros proyectos, por ejemplo, para medición de la frecuencia de red distribución eléctrica, medición de tensión junto con un transformador, monitorización de consumos, para mejorar el comportamiento de la conmutación de un relé, o para realizar un dimmer con un relé de estado sólido.
- 4. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 4 Optoacoplador 4N35 El 4N35 es un Optoacoplador, compuesto por un LED junto con un fototransistor NPN en un único integrado DIP de 6 pins. Cuando cualquiera de dos LED emite luz, el fototransistor está en conducción. Únicamente estará en corte cuando ambos LED estén apagados. Por tanto, el Optoacoplador nos permite conectar una corriente alterna en el principio primario. El secundario se comportará como un interruptor cerrado excepto cuando la tensión en el primario inferior a una tensión próxima a 0V, que se comportará como interruptor abierto. Podemos usar cualquier entrada digital pero en la mayoría de los casos querremos emplear una interrupción para realizar la detección, emplearemos los pines 2,3 respectivamente para configurar la Int0 o Int1. . . 4.2. Hardware de Adquisición de Datos: Tarjetas DAQ. Las tarjetas de Adquisición de datos sirven para adquirir la señal eléctrica proveniente de los sensores de campo, para este laboratorio emplearemos una tarjeta Arduino como un sistema de adquisición de datos DAQ para visualizar las señales provenientes del sensor como se muestra a continuación.
- 5. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 5 5. Práctica de Laboratorio. 5.1 Reconocimientode los equiposa usar. Identifique los equipos a usar en el laboratorio, mediante la toma de información de sus características técnicas y elabora un cuadro de características para cada uno. ● Fuente de alimentación. ● Instrumentos de Medición. ● Tarjeta Arduino Uno o compatible. ● Módulo de sensor o actuador empleado 5.2 Instalación de equipos. Realice el siguiente procedimiento para la instalación de equipos: ● Asegúrese de tener todos los equipos sin energía. ● Instale el sensor al microcontrolador, como se indica en la figura siguiente, si es necesario puede usar un protoboard. ● Encienda la PC que contiene instalado el software Labview e IDE de Arduino. ● Conecte el cable de comunicación USB del al microcontrolador.
- 6. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 6 Detector de cruce por cero.
- 7. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 7 ● Programe y descargue el código en el DAQ con esto podrá: adquirir, procesar y enviar datos del sensor analizado en el laboratorio, mediante el protocolo serial a una computadora a una frecuencia de 9600 Baudios, esto permitirá visualizar los datos mediante un instrumento virtual creado en Labview. ● Si obtiene lecturas muy cercanas a las medidas con un instrumento patrón puede agregar algunas ecuaciones para calibrar la salida del sistema de adquisición. ● Si adquiere señales analógicas, digitales no tendrá inconvenientes en leer los datos del sensor, pero es posible que el sensor propuesto en el laboratorio requiera una librería si envía datos en algún protocolo como I2c, Serial, Onewire, etc. Esta librería puede ser importada desde el programa Genuino de la siguiente manera: Programa/ Incluir Librería o añadir fichero Zip, después de encontrar la librería pulsamos en el botón instalar como se muestra en la figura a continuación ● Con la ayuda del profesor analice, programe y descargue el código al microcontrolador que permitirá: adquirir, escalar y enviar datos del sensor a la computadora, deberá explicar el funcionamiento del programa.
- 8. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 8 Mediciónde la señaldel sensor. Para poder realizar la medición de la señal del driver, se debe seguir los siguientes pasos: ● Verifique la salida de datos mediante del monitor serie del Genuino ● Registre los valores indicados en la siguiente tabla y analice los datos ( completar la tabla según sea el caso
- 9. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 9 ● Registre los valores desde el monitor serie, procesar la información para obtener la constante de calibración del sensor ● Calibrar el programa proporcionado para la primera tabla y encontrar el valor PWM- V para que el motor empiece a girar venciendo la inercia ● Exporte los datos en Microsoft Excel y procesar la información para obtener la caracterización del driver ● Analice la información obtenida, grafique, investigue y comente sus resultados en el informe de laboratorio ● Realizar modificaciones al programa, compruebe los resultados y comente en el informe. Representación y almacenamiento de los datos obtenidos ● Registre los datos obtenidos por la tarjeta DAQ-Arduino. ● Exporte los datos graficados por el instrumento virtual a Microsoft Excel para realizar la liberalización de las curvas obtenidas por el sensor. ● Analice los resultados y registre evidencias para el informe de laboratorio 6. Test de Laboratorio. ● Como emplearías con tus compañeros de grupo el actuador trabajado en este laboratorio en un proyecto integrador, ¿cuál sería su función? ● ¿Qué aplicación tiene la Detección por cruce por cero en la industria? Mencionar 02 ejemplos. ● Como trabajan las interrupciones. 7. Informe de Laboratorio. Este laboratorio considera un informe que se debe subir a la plataforma CANVAS dentro de la semana posterior a la realización del laboratorio, el informe deberá contener. ● Esquema eléctrico del Laboratorio.
- 10. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 10 ● Análisis del programa del microcontrolador en la que deberá identificar las etapas de adquisición, escalado y envió de datos a la computadora. ● Tabla de datos obtenida por La tarjeta DAQ en Microsoft Excel ( 50 muestras mínimo) ● Grafica de Dispersión obtenida por La tarjeta DAQ en Microsoft Excel. ● Ecuación Característica de los datos obtenidos por el sensor. ● Análisis de los datos obtenidos por La tarjeta DAQ MODELO DE INFORME
- 11. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 11 CARÁTULA Deberá contener lo siguiente: 1. Nombre del laboratorio 2. Nombres del integrante 3. Sección a la que pertenece 4. Fecha de realización 5. Fecha de presentación DESARROLLO DE PROCEDIMIENTO: Deberá colocar las imágenes paso a paso del procedimiento escribiendo el respectivo comentario para cada imagen. APLICACIÓN DE LO APRENDIDO: Deberá desarrollar la aplicación de lo aprendido y colocar la evidencia en el informe a presentar, con las respectivas imágenes del desarrollo. Deberá anexar un link donde se encuentre el archivo trabajado para que el docente lo revise. OBSERVACIONES CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA EJEMPLO DE CARÁTULA
- 12. TECSUP – Laboratorio de Sensores Transductores y Actuadores. 12 Sensores, Transductores y Actuadores Informe laboratorio N° …. Instrumentos Industriales Profesor: Realizado el: Presentado el: 202…