Exposicion
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AREQUIPA – PERÚ
INDICE
INTRODUCCION
OBJETICO GENERAL
OBJETIVOS ESPECIFICOS
MARCO TEORICO
1. Origen de Arduino 2.
Definición. ¿Qué es Arduino?
3. ¿Por qué elegir Arduino?
4. Modelos de Arduino
4.1 „‟Arduino Nano‟‟
4.2 „‟Arduino Mega 2560‟‟
4.3 „‟Arduino Uno‟‟
HERRAMIENTAS
1. EPP
2. Cables Jumpers Hembra-Macho
3. Micro Servo motores SG90
4. Arduino uno
5. Protoboard adhesiva
6. LDR (Resistencias Dependientes de la Luz)
7. Resistencias de 10 KOhmios ¼ Watts 8. Varilla metalica
9. Cartón, madera o trupan (SOPORTE)
10. Cúter, tijeras,etc
11. Cinta adhesiva
12. Pegamentos varios, etc.
PROCEDIMIENTO:
Paso 1. Construcción del prototipo seguidor sola.
programa de control
CONCLUSIONES:
Conclusión 1
Conclusión 2
Conclusión 3
Conclusión general
SUGERENCIAS:
Sugerencia 1
Sugerencia 2
Sugerencia 3
Sugerencia general
BIBLIOGRAFÍA
INTRODUCCION:
Los controladores lógicos son importantes para automatizar circuitos, máquinas, y
procesos eléctricos. Nos facilitan el manejo de objeto donde se aplica. Existen diversos
tipos de controladores dentro de los cuales destaca la tarjeta del Arduino. En este
informe técnico un sistema de control utilizando servomotores para el movimiento de
unas fotoceldas atreves de la luz. El procedimiento de mando trabaja mediante el
reconocimiento de luz solar o luz eléctrica. Posteriormente serán digitalizadas e
interpretadas por una tarjeta Arduino, la cual lograra controlar los servomotores que se
hallan en nuestra casa o base de madera. Por ello desarrollaremos estos aspectos.
Los paneles fotovoltaicos hoy en día son una de las energías renovables más viables que
se han ejecutado en estos últimos años, sin embargo, esta aun cuenta con limitaciones
importantes, tales como una mejor absorción de energía solar a través de sus celdas, la
velocidad de carga y su posición estática para obtener dicha energía. Este último es el que
queremos mejorar con nuestro prototipo de panel fotovoltaico de seguimiento solar
controlado por un microprocesador, este nos permitirá llegar a una nueva era en lo que
paneles solares se refiere, ya que seremos capaces de almacenar una mayor cantidad de
energía solar, pues el movimiento rotatorio de nuestro panel, le permite hacer un
seguimiento a la posición del sol mediante un motor controlado por un microprocesador.
OBJETIVO GENERAL:
Diseñar e implementar un prototipo de panel fotovoltaico seguidor solar, controlando así
un módulo de fotorresistencias mediante un microprocesador que vendría ser nuestro
Arduino.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Lograr un prototipo (horizontal-vertical) con uno o dos servomotores que permitan el
movimiento de las celdas este seguimiento tiene que ser reconocido por los LDR el cual
nos permitirá dicho movimiento.
MARCO TEORICO:
1. Origen del arduino:
El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839 por el físico
francés Becquerel, pero la primera célula solar no se construyó hasta 1883. Su
autor fue Charles Fritts, quien recubrió una muestra de selenio semiconductor con
un pan de oro para formar el empalme. Este primitivo dispositivo presentaba una
eficiencia de solo un 1 %. En 1905 Albert Einstein dio la explicación teórica del
efecto fotoeléctrico. Russell Ohl patentó la célula solar moderna en el año 1946,
aunque Sven Ason Berglund había patentado, con anterioridad, un método que
trataba de incrementar la capacidad de las células fotosensibles.
La era moderna de la tecnología de potencia solar no llegó hasta 1954 cuando
los Laboratorios Bell, descubrieron, de manera accidental, que los
semiconductores de silicio dopado con ciertas impurezas, eran muy sensibles a la
luz.
Estos avances contribuyeron a la fabricación de la primera célula solar comercial
con una conversión de la energía solar de, aproximadamente, el 6 %.
La URSS lanzó su primer satélite espacial en 1957, y los EE. UU. un año después.
En el diseño de este se usaron células solares creadas por Peter Iles en un
esfuerzo encabezado por la compañía Hoffman Electronics.
6. Utilidades de los paneles fotovoltaicos
Los módulos pueden funcionar en serie o en paralelo, los que se fabrican hoy en
día están diseñados para reducir al mínimo las pérdidas de energía; estos
conjuntos de paneles se emplean en la construcción de edificios para abastecerlo
de energía eléctrica; se estima que cuando el precio de las celdas solares
disminuya, la construcción de viviendas con celdas solares integradas será
obligatoria, al menos en Europa.
7. Tipos de paneles fotovoltaicos
Paneles fotovoltaicos de celdas de silicio
Las celdas solares de silicio mono cristalino (mono-Si), son bastante fáciles de
reconocer por su coloración y aspecto uniforme, que indica una alta pureza en
silicio.
Paneles fotovoltaicos de celdas de silicio mono cristalinos
Las celdas mono cristalinas se fabrican con bloques de silicio o ingots, que son de
forma cilíndrica. Para optimizar el rendimiento y reducir los costes de cada celda
solar mono cristalina, se recortan los cuatro lados de los bloques cilíndricos para
hacer láminas de silicio, y que les da esa apariencia característica.
Una de las formas más sencillas para saber si tenemos delante un panel solar
mono cristalino o poli cristalino, es que en el poli cristalino las celdas son
perfectamente rectangulares y no tienen esquinas redondeadas.
Ventajas de los paneles solares monos cristalinos:
Los paneles solares mono cristalinos tienen las mayores tasas de
eficiencia puesto que se fabrican con silicio de alta pureza. La eficiencia en
estos paneles está por encima del 15% y en algunas marcas supera el 21%.
La vida útil de los paneles mono cristalinos es más larga. De hecho, muchos
fabricantes ofrecen garantías de hasta 25 años.
Suelen funcionar mejor que paneles poli cristalinos de similares características
en condiciones de poca luz.
Aunque el rendimiento en todos los paneles se reduce con temperaturas altas,
esto ocurre en menor medida en los polis cristalinos que en los monos
cristalinos.
Dependiendo del tipo, un módulo de capa fina presenta una eficiencia del 7-
13%. Debido a que tienen un gran potencial para uso doméstico, son cada vez
más demandados.
Desventajas de los paneles de capa fina:
Aunque son muy baratos, por su menor eficiencia requieren mucho espacio. Un
panel mono cristalino puede producir cuatro veces más electricidad que uno de
capa fina por cada metro cuadrado utilizado.
Al necesitar más paneles, también hay que invertir más en estructura metálica,
cableado, etc.
Los paneles de capa fina tienden a degradarse más rápido que los paneles
mono cristalinos y poli cristalinos, por ello los fabricantes también ofrecen menor
garantía.
HERRAMIENTAS:
1. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL (EPP):
Guantes Dieléctricos:
Son guantes especiales que brindan protección a personas que
tienen trabajos directos con electricidad, tienen en su interior un
guante de algodón que cumple la función de absorber la transpiración
y evitar choques eléctricos.
Características:
Clase 00: hasta 500 voltios.
Clase 0: hasta 1.000voltios.
Clase 1: hasta 7.500voltios.
Clase 2: hasta 17.000voltios.
Clase 3: hasta 26.500voltios.
Clase 4: hasta 36.000voltios.
Zapatos dieléctricos:
Características:
• Aislación térmica para bajas condiciones de temperatura.
Plantas con shock absorber, para absorber el
• impacto y devolver energía al caminar.
• Forro de cuero no sintético.
Lentes de seguridad:
Características:
• Material de PVC permite un ajuste cómodo sobre gafas graduadas.
Las opciones disponibles para proteger contra el
• impacto, las partículas pequeñas y escombros.
10
Lente de policarbonato resistente filtra el 99.9% de
• la radiación UV.
• Muy cómodo y fácil de usar.
Características:
Calibre cable: 26 AWG
Largo cable: 7" (17.78 cm)
Largo conector 0.1" (2.54 mm)
Flexible y ajustable
3. Micro Servo motores SG90:
El servo sg90 Tower Pro un servo miniatura de gran calidad y diminutas dimensiones,
Funciona con la mayoría de tarjetas electrónicas de control micro controladoras, es ideal
para las primeras experiencias de aprendizaje y práctica.
CARACTGERISTICAS:
Características:
REF: A000073
Micro controlador ATmega328
Voltaje de entrada 7-12V
14 pines digitales de I/O (6 salida PWM)
6 entradas análogas
32k de memoria Flash
Reloj de 16MHz de velocidad
5. PROTOBOARD ADHESIVA:
Es un prototipo ideal para realizar diseños rápidos en poco espacio. Es compatible con el
shield de prototipos Arduino, y tiene un adhesivo resistente.
Esta Protoboard cuenta con una lámina auto adherible en la parte de abajo. Permite
configurar fácilmente circuitos de prueba sin el uso de soldadura, lo que proporciona un
método rápido y fiable para montar circuitos.
CARACTERISTICAS:
Modelo: MB102 830 puntos
COLOR: Blanco
Voltaje dieléctrico (soporta): 500VAC (1 minuto)
Compatible con cables de calibre 20AWG 29AWG
Adhesivo en la parte posterior
Dimensiones: 16.5 x 5.5 x 1cm
Peso: 230g
Características: Material:
Vinil
Ancho: 19 mm
Largo: 18 m
Espesor: 0.18 mm
Color: Negro
12. SOLDIMIX:
Es un adhesivo, actúa como soldadura metálica que se aplica en frio. Es ideal para
reparar, reconstruir, moldear, rellenar, sellar, unir, etc.
Es resistente al calor y humedad, puede ser perforado limado, pintado y moldeado
fácilmente. Endurece aún bajo el agua y puede ser alisado con los dedos mojados antes
de que endurezca. Es fácil y limpio de usar.
CARACTERISTICAS:
Rectifica piezas de maquinas
Parcha tubería de PVC
Repara los mangos de herramientas
Repara radiadores
PROCEDIMIENTO:
Tomamos el pegamento u unimos cada una de estas piezas primero los laterales en el
borde la tabla de base de ahí las barras de soporte y por ultimo armamos nuestra „ ‟L ‟‟.
Tener en cuenta que también cada cara lateral tendrá que ser ´perforada en su centro.
Paso 2: Anclaje de los servomotores.
Una vez ya obtenida nuestra casa vamos a pegar el servo, este tendrá que ir apoyado en la
„‟L‟‟ que armamos en el paso 1. Tiene que quedar justo en el centro de cada cara lateral
para esto también utilizaremos nuestro pegamento. Colocamos el servo.
Paso 3: Anclaje de la varilla metálica y celdas solares.
Una vez ya tenido el servo en posición vamos a colocar la varilla metálica esta pasara por
el centro de las caras laterales tendrá que tener una posición fija con el servo para esto
también la unimos con pegamento.
Las celdas si esta sueltas podemos colocarla en algún tablero o comprar celdas que vengan
ya con su respectiva base o estuche. En este caso se optó por esa alternativa entonces lo
que se hará es aberturas para que puedan Anclarse fácilmente con la varilla. Una vez
hecho esto vamos a preparar el soldimix. Tiene que quedar en forma de una pasta no tan
dura tiene que tener consistencia entonces con este pegamento pegamos las celdas a la
varilla para que quede firme y pueda así moverse sin problema.
Paso 4: Armado del circuito en las protoboard’s.
Tenemos ya nuestro prototipo hecho.
Servo servohori;
int servoh = 0;
Servo servoverti;
int servov = 0;
int servovLimitHigh =
160; int
servovLimitLow =
= 3; int ldrbotr = 0;
void setup ()
servohori.attach(10);
servohori.write(0);
servoverti.attach(9);
servoverti.write(0);
void loop()
servoh = servohori.read();
servov =
servoverti.read();
//capturando valores
topl = analogRead(ldrtopl);
int topr =
= analogRead(ldrbotl); int
botr = analogRead(ldrbotr);
// calculando el Promedio
LDRs
servoverti.write(servov
servovLimitHigh)
servov = servovLimitHigh;
delay(10);
}
servoverti.write(servov
servovLimitLow) {
servov = servovLimitLow;
delay(10);
}
else
{
servoverti.write(servov);
servohori.write(servoh +1);
if (servoh >
servohLimitHigh)
servoh = servohLimitHigh;
}
delay(10);
}
servohori.write(servoh -1);
if (servoh <
servohLimitLow)
{
servoh = servohLimitLow;
delay(10);
}
else
{
servohori.write(servoh);
}
delay(50);
}
Paso 5: Conexión Arduino, controladora de servos.
Una vez ya armado nuestro circuito y nuestro prototipo solar conectamos el arduino en el
dispositivo.
El programa ya está cargado y el código tiene que realizarse sin problemas. Esto lo vemos
en el armado es aquí donde vemos cómo funciona el código con el prototipo.
Para esto iluminamos ya sea con la ayuda de la luz solar o algún aparato eléctrico. Así
nuestros servos reaccionan y provocan el movimiento deseado.
CONCLUSIONES:
Conclusión 1:
Se realizó el diseño y la implementación de un sistema confiable y económico para el
monitoreo y control de un panel solar programado con Arduino que permitirá el ahorro y
fomentara al uso de una energía renovable.
Podemos decir que con este proyecto ayuda al medio ambiente y con pocas herramientas
de bajo coste excepto por los servos se puede lograr un proyecto innovador.
Conclusión 2:
Se presentaron problemas debido a la falta de voltaje de las celdas del panel. Otra de las
cosas fue que la conexión de los servos al arduino era dudosa ya que eran dos y existía ahí
una duda.
Conclusión 3:
El panel solar tenía que realizar cuatro movimientos: arriba, abajo, derecha e izquierda
no obstante hubo complicaciones de mandar órdenes debido a que no se contó con los
suficientes datos o con una mala conexión n a internet.
Conclusión general:
La programación no tiene límites por lo que podemos decir que este sistema de prototipo
podría seguir aumentando y modificando su dificultad para obtener un modo tanto de
obtención como de procesamiento más rápido y eficaz, ya que siempre lo que se busca es
obtener el mejor resultado en el menor tiempo y con una eficacia lo más alta posible.
Análisis de resultados:
SUGERENCIAS:
Sugerencia 1:
El prototipo tiene que ser lo más sencillo posible ahorrando materiales, reciclar, eso es lo
que se quiere por lo demás cotizar los costos y armarlo de la manera más sencilla posible.
Sugerencia 2:
Revisar el voltaje a fin de aumentar la intensidad para que el modulo pueda funcionar y
evitar una dificultad con los demás componentes.
Sugerencia 3:
Se necesita tener una buena base de datos, cobertura a internet, ya sea por los datos o un
buen ancho de banda de WI-FI.
Sugerencia general:
Se recomienda armar el prototipo con amortiguamiento a las caídas de los componentes,
caso contrario si se llega a golpear un componente hay posibilidades de que se lleguen a
malograr o llegar a que funcionen de manera incorrecta.
BIBLIOGRAFÍA
Torrente, O. (2013). ARDUINO Curso práctico de formación (1ª ed.). Madrid: RC Libros
Porcuna, L. (2016). Robótica y domótica básica con Arduino (1ª ed.). Madrid: RA-MA S.A.
Ribas. J (2015) ARDUINO para jóvenes y no tan jóvenes ( 2ª ed.). Madrid: ANAYA
MULTIMEDIA.
Barzi.M.(2011) Introducción a Arduino (1ª ed.). Madrid: Anaya Multimedia.
Ribas.J. (2014) Arduino Practico (1ª ed.) Madrid: Anaya Multimedia.