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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIAUNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA
“JUAN DE JESÚS DE MONTILLA”UNIDAD DE PROYECTO DE FORMATIVO
Implementación de una Tarjeta de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración
PARTICIPANTES:LARRARTE LEVI C.I: 23.577.456
TORRES YEZZEBEL CI: 24.813.884
TUTOR ACADEMICO: Aguin Franklin TUTOR ORGANIZACIONAL: Ortiz Carlos
Acarigua, Enero, 2015
UNIDAD DE PROYECTO FORMATIVOUPF
UPF
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIAUNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA
“JUAN DE JESÚS DE MONTILLA”UNIDAD DE PROYECTO DE FORMATIVO
Implementación de una Tarjeta de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración
PARTICIPANTES:
LARRARTE LEVI C.I: 23.577.456TORRES YEZZEBEL CI: 24.813.884
TUTOR ACADEMICO: Aguin Franklin TUTOR ORGANIZACIONAL: Ortiz Carlos
RESUMEN
El Presente Proyecto tiene por Objetivo General La Implementación de Una Tarjeta de Medición De Caudal Para Generar una respuesta a los Problemas que se presentan en el Laboratorio de Termo Sistema Refrigeración de UNIVERSIDAD POLITECNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA“JUAN DE JESUS MONTILLA con el fin de brindar una mejor compresión de los conceptos de caudal a los estudiante de la unidad curricular de termo fluido del Programa Nacional de Formación en Mantenimiento. Para la elaboración de la tarjeta de medición de Caudal fue necesario la documentación de los siguientes aspectos: Caudal, Circuitos Electrónicos de Medición para Caudal, Placa Orificio, Manómetro, Bomba de Agua Eléctrica y programación de Micro controladores.
Descriptores: Caudal, Circuitos Electrónicos de Medición para Caudal, Placa Orificio, Manómetro, Bomba de Agua Eléctrica y programación de Micro controladores.
UNIDAD DE PROYECTO
RESPONSABILID
UPFUNIDAD DE PROYECTO FORMATIVO
DEDICATORIA
Primero y antes que nada, dar Gracias a Dios, por estar conmigo en
cada paso que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber
puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y
compañía durante todo el periodo de estudio.
Agradecer hoy y siempre a mi familia por el esfuerzo realizado por
ellos. El apoyo en mis estudios, de ser así no hubiese sido posible a mis
padres y demás familiares ya que me brindan el apoyo, la alegría y me dan la
fortaleza necesaria para seguir adelante.
Un agradecimiento especial al profesor Carlos Ortiz, por la
colaboración, paciencia, apoyo y sobre todo por esa gran amistad que me
brindó y me brinda, por escucharme y aconsejarme siempre.
.
iii
AGRADECIMIENTO
Los resultados de este proyecto, están dedicados a todas aquellas
personas que, de alguna formaron parte. Nuestros sinceros agradecimientos
están dirigidos hacia Carlos Ortiz de la compañía Miguel Kovac, quien con su
ayuda desinteresada, nos brindó información relevante, próxima, pero muy
cercana a la realidad de nuestras necesidades. A la UNIVERSIDAD
POLITECNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA“JUAN DE JESUS
MONTILLA” los cuáles brindaron motivo de necesidad para realizar este
proyecto plasmado y dando como resultado de gran realce para el éxito del
proyecto. Pero, cabe de resaltar principalmente nuestros agradecimientos
están dirigidos hacia la excelentísima autoridad de nuestro director y amigo,
Carlos Ortiz, sin el cual no hubiésemos podido salir adelante.
iv
ÌNDICE GENERAL
DEDICATORIA…………………………………………………………………....
AGRADECIMIENTO………………………………………………………….…..
LISTA DE CUADROS…………………………………………………………….
LISTA DE GRÀFICOS…………………………………………………………....
RESUMEN…………………………………………………………………………
INTRODUCCIÒN…………………………………………………………………
PARTE I………………………………………………………………………….
DIAGNÒSTICO SITUACIONAL…………………………………………...
DESCRIPCIÓN DE
CONTEXTO……………………………………………………...
IDENTIFICACIÓN DE LA FAMILIA U ORGANIZACIÓN (RAZÓN
SOCIAL)………………...
CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA FAMILIAR U
ORGANIZACIONAL……………….
LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA Y DIRECCIÓN DE LA FAMILIA U
ORGANIZACIÓN…...……
HISTORIA DE VIDA DE LA FAMILIA U ORGANIZACIÓN: RESEÑA
HISTÓRICA…………
NOMBRES DE LAS ORGANIZACIONES VINCULADAS AL
PROYECTO FAMILIAR U
ORGANIZACIONAL……………………………………………………………..
PROBLEMAS, NECESIDADES O INTERESES DEL CONTEXTO
FAMILIAR U ORGANIZACIONAL.
DESCRIPCIÓN DEL DIAGNÓSTICO
SITUACIONAL……………………………………
JERARQUIZACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE LAS NECESIDADES
FAMILIARES
v
U
ORGANIZACIONALES………………………………………………………….
SELECCIÓN DEL PROBLEMA O NECESIDAD
PRIORITARIA……………………………
ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN…………………………………………………...
JUSTIFICACIÓN E IMPACTO SOCIAL………………………………….
RAZONES QUE LLEVARON A REALIZAR EL
PROYECTO…………………………………..
TEÓRICAS (APORTES AL ÁREA DE CONOCIMIENTO DEL PNF)
………………………
TÉCNICAS EN EL ÁMBITO DE
ACCIÓN…………………………………………..
LEGALES…………………………………………………………………
DE PARTICIPACIÓN
COMUNITARIA……………………………………………...
DE PERTINENCIA CON EL PROYECTO-SOCIO-INTEGRADOR
CON EL PLAN DE
DESARROLLO ECONÓMICO Y SOCIAL DE LA NACIÓN 2007-
2013, CON LÍNEAS DE
INVESTIGACIÓN DEL PNF, UNIDADES CURRICULARES DE
APOYO INTERDISCIPLINARIO
(MALLA CURRICULAR) Y TRANSVERSALIDAD CON LOS EJES
DE FORMACIÓN DE LOS PNF
(EPISTEMOLÓGICO, ÉTICO-POLÍTICO, TRABAJO PRODUCTIVO,
ESTÉTICO-LÚDICO Y
SOCIOAMBIENTAL)
……………………………………………………………
vi
POBLACIÓN
BENEFICIADA………………………………………………………...
OBJETIVOS DEL PROYECTO………………………………………………
GENERAL………………………………………………………………………...
ESPECÍFICOS……………………………………………………………………
PARTE II………………………………………………………………………….
PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO……………………………………….
PLAN DE
ACCIÓN………………………………………………………………...
CRONOGRAMA DE
ACTIVIDADES…………………………………………………
PARTE III………………………………………………………………………...
RESULTADOS Y LOGROS DEL PLAN DE ACCIÒN DEL PROYECTO.
CONCLUSIONES………………………………………………………………….
RECOMENDACIONES…………………………………………………………….
PARTE IV………………………………………………………………………...
PRODUCTO O SERVICIO LOGRADO POR EL PROYECTO
EJECUTADO…………………………………………………………………..
PROCESO DE ELABORACIÓN DEL PRODUCTO TANGIBLE O
INTANGIBLE…………………
RESULTADOS…………………………………………………………………….
CONCLUSIONES………………………………………………………………….
vii
RECOMENDACIONES…………………………………………………………….
REFERENCIAS BIBLIOGRÀFICAS…………………………………………...
ANEXOS…………………………………………………………………………...
A. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
B. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
C. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX PP.
viii
LISTA DE CUADROS
1 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………......
2 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX……………………………….
3 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX………………......
4 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………….
5 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………….
6 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX………………
7 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX………………
8 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………….
ix
LISTA DE GRAFICOS
1 XXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………………....
2 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………
3 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………………
4 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………………...
5 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX……………………
x
xi
INTRODUCCIÓN
La universidad actual como ámbito del que hacer académico a través
de las diferentes áreas del conocimiento, debe distinguirse por la labor de
investigación acción y de permanente interacción socio-comunitaria, como
estrategia para cumplir con la Responsabilidad Social a la que está llamada
en el marco de la nueva y dinámica realidad socio histórica que acontece en
nuestro país, conociendo, formulando y dando soluciones mediante
conocimientos pertinentes e interdisciplinarios ante la demanda de la
sociedad para satisfacer sus necesidades o problemas prioritarios que le
permitan alcanzar una mejor calidad de vida, mayor seguridad
agroalimentaria y un desarrollo sustentable, a la par la misma ocupe un lugar
privilegiado como generadora de conocimiento apropiado y contextualizado.
Por lo tanto la institución universitaria no debe presentar debilidades
en los laboratorios y talleres, porque estas instalaciones permiten al
estudiantado de los PNF en Mantenimiento, Mecánica y Electricidad adquirir
aprendizajes significativos mediante actividades prácticas. Es por ello que se
hace necesaria la implementación de una Tarjeta de Medición de Caudal
para Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeración, para así poder
ayudar a la Universidad Politécnica Territorial del Estado Portuguesa a tener
una mejoría en su funcionamiento.
Cabe destacar, que este proyecto permitirá generar una relación
académica armónica, a través de la integración de prácticas de laboratorio,
que aportan al individuo una educación humanista, pertinente, integral,
cooperativa, participativa, de calidad y autogestionariamente. Por este
motivo, el presente trabajo de ejecución estará conformado en cuatro (4)
partes en el cual, la primera parte abarca la Descripción del Proyecto,
Diagnostico Situacional, Justificación e Impacto Social y Objetivos del
1
Proyecto. La segunda parte del proyecto está integrada por la Planificación
del mismo, la tercera parte esta condescendida por los Resultados y Logros
que se traducen en conclusiones y recomendaciones y para culminar, la
cuarta parte relata el servicio final logrado por el proyecto ejecuta
2
PARTE I
DESCRIPCION DEL PROYECTO ÁMBITO FAMILIAR U
ORGANIZACIONAL
1. DIAGNÒSTICO SITUACIONAL
1.1. Descripción del Contexto:
Identificación: Universidad Politécnica Territorial del Estado
Portuguesa.
Localización Geográfica: Estado Portuguesa, Municipio Páez,
Parroquia Acarigua y ubicado en la Avenida Circunvalación de Acarigua
diagonal a la cruz roja.
Figura 1. Ubicación de la”UPTP JJ MONTILLA”. Fuente google
mapps.
Características de la Organización:
La Universidad Politécnica Territorial Del Estado Portuguesa “Juan De
Jesús Montilla” es una de las instituciones educativas más grande del Estado
3
Portuguesa, cuenta con todos los servicios básicos: agua, luz, internet, áreas
de recreación, biblioteca, múltiples canchas deportivas:
- Dos canchas de basquetbol.
- Dos chanchas de voleibol.
- Un campo de futbol.
- Un campo de beisbol.
- Una cancha de bolas criollas.
- Una cancha de tenis.
Esta es una organización sin fines de lucros, brindan sus servicios a
toda la masa estudiantil de educación universitaria, tanto de las
comunidades adyacente como de otras comunidades lejanas del Estado,
incluso de las ciudades y Estados Vecinos. Su presupuesto depende del
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria, actualmente
existe una población de 5500 a 6000 entre estudiantes, obrero y personal
administrativo.
Ofertas las siguientes carreras:
- TSU e Ing. Eléctrica.
- TSU e Ing. Manteniendo.
- TSU e Ing. Mecánica.
- TSU e Ing. Informática.
- TSU e Ing. Agro-Alimentaria.
- TSU e Lic. Administración de Empresas.
Historia De Vida De La Organización
Han pasado treinta y seis (36) años desde la conformación de la
histórica sociedad de amigos del tecnológico, la cual estuvo constituida por
un grupo de Portuguesitos (periodistas, docentes, empresarios, entre otros)
con visión futurista y emprendedora, quienes se dieron a la noble tarea de
4
gestionar las bases fundamentales para la creación del instituto universitario
de tecnología del estado portuguesa (IUTEP). fue así como, después de
muchas diligencias, viajes a la ciudad de caracas y reuniones de
coordinación, su labranza en tierra fértil dio finalmente frutos a partir del 2 de
mayo de 1978, cuando por resolución ministerial n° 126, se decide designar
la comisión para el estudio de la creación del iutep, conformada por el ing.
Honorio Ariza (+) como coordinador, Argenis vivas (+), francisco barrios (+),
Rafael López, Manuel escalona (+), Aníbal Santeliz y galeana de Martínez.
Por su parte, correspondió al ing. Víctor Perdomo asesorar la comisión y
coordinar la elaboración de todos los programas de asignaturas de las
especialidades aprobadas (tecnología administrativa y tecnología
agropecuaria). Nace el instituto universitario de tecnología del estado
portuguesa (IUTEP), mediante el decreto de creación n° 2859, de fecha 19
de septiembre de 1978, a tenor del artículo 10 de la ley de universidades.
Hay que distinguir también los méritos del perito agropecuario césar
Gómez alcántara, quien donó 45 has. De terreno para la edificación de la
sede principal, cuyos tres primeros módulos se inauguraron en 1984, luego
de haber funcionado en las sedes provisionales del edificio biomédico (lapso
79-81), edificio Aldebarán (lapso 1981-83), colegio san Vicente de paúl
(1980-84) y la quinta Virginia (1981-84).
Para el año 1996, mediante oficio número 5.084, se crea la ampliación
del iutep en la ciudad de Guanare y el 25 de marzo de 1999, el programa
iutep-esteller-Santa Rosalía en la población de la colonia agrícola de Turen.
En el mes de febrero del año 2012, y luego de una serie de gestiones
efectuadas por los miembros de la comisión de modernización y
transformación de esta casa de estudios, ante instancia del misterio de
5
educación superior actual ministerio del poder popular para la educación
universitaria, el comandante presidente Hugo Chávez Frías anuncia la
creación de la Universidad Politécnica Territorial Del Estado Portuguesa
“Juan De Jesús Montilla”, decreto presidencial nº 8.802, de fecha 14 de
febrero de 2012, publicado en la gaceta oficial nº 39.902, de fecha 13 de abril
de 2012. a partir de entonces, el instituto universitario de tecnología del
estado portuguesa, emblemático IUTEP, se convierte en Universidad
Politécnica Territorial Del Estado Portuguesa “Juan De Jesús Montilla”.
1.2 Problemas, Necesidades O Intereses Del Contexto Familiar U
Organizacional:
- Descripción Diagnóstico Situacional:
Mediante una entrevista realizada al docente Miguel Kovac se pudo
conocer la situación actual del taller de refrigeración y termo fluidos ubicado
en el módulo del Programa Nacional de Formación (PNF) en Mantenimiento
de la UPTP JJ Montilla sede Acarigua. Dicho taller cuenta con una placa
orificio que permite a los estudiantes de la unidad curricular Termo fluidos del
PNF en Mantenimiento comprobar los conocimientos teóricos adquiridos en
el aula de clase referente a la medición de un caudal mediante el diferencial
de presión que ejerce una placa orificio al hacer circular a través de la misma
un fluido. Sin embargo no existe un instrumento indicador y registrador que
presente de forma visual cual es el valor del caudal al momento de realizar la
referida actividad en el taller.
-Jerarquización e identificación de las necesidades
organizacionales.
En vista de las razones descritas anteriormente el profesor Miguel
Kovac plantea la necesidad de construir un instrumento que mida el caudal
6
digitalmente. Mediante este planteamiento este instrumento tendría dos usos
fundamentales, por una parte indicaría y registraría el caudal para realizar
prácticas en la unidad curricular Termo y por el otro dicho instrumento
también sería una herramienta útil en la unidad curricular Instrumentación
porque el estudiante aprendería a realizar las conexiones de este
instrumento. Además de lo anteriormente expuesto este profesor indica que
cuenta con un sensor de presión MXP el cual genera una señal de corriente
analógica que varía de acuerdo a unos límites de presión permitidos por este
sensor. Sin embargo se requieren de una serie de materiales e insumos
necesarios para realizar dicho instrumento.
- Selección del problema o necesidad prioritaria.
Para la selección del problema fue necesario definir el alcance de este
proyecto ya que su ejecución requiere de habilidades y conocimientos en
programación de micro controladores, circuitos electrónicos y conceptos
referentes al área de medición de caudal. Es por ello que se realizó una
reunión con el profesor Carlos Ortiz quien representara la figura del tutor
académico en este proyecto con la finalidad de orientar a los autores de este
trabajo de acuerdo a la problemática planteada con el fin de resolver la
necesidad del Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeración. La
jerarquización de la misma se basa en la construcción de una Tarjeta de
Medición de Caudal Para el Laboratorio de Instrumentación Industrial cuyo
circuito se muestra a continuación en la siguiente figura:
7
Figura 2. Esquema Eléctrico de la tarjeta de Medición de Caudal
Para el Laboratorio de Instrumentación Industrial. Fuente Carlos Ortiz
- Alternativas de Solución.
8
Para el montaje de la tarjeta de Medición de Caudal Para el Laboratorio de
Instrumentación Industrial se requieren un conjunto de materiales y
componentes.
A continuación se presenta en la figura 1 el circuito electrónico
diseñado para medir caudal:
Figura 2: Circuito medidor de caudal. Fuente Carlos Ortiz
2. JUSTIFICACIÒN E IMPACTO SOCIAL
2.1. RAZONES QUE LLEVARON A REALIZAR EL PROYECTO:
A- TEÓRICO (APORTES AL ÁREA DE CONOCIMIENTO DEL PNF)
9
Los circuitos electrónicos son de gran importancia debido a que son
utilizados en las distintas áreas, por esta razón es que el hombre se ha visto
en la necesidad de corregir y mejorar estos circuitos a medida que va
transcurriendo el tiempo se adquieren beneficios que contribuyen al bienestar
y desarrollo de la sociedad para los procesos industriales los circuitos
electrónicos juegan un papel muy importante puesto que, estos permiten
controlar las variables requeridas en un proceso. Por esta razón el presente
proyecto emplea conceptos de un MICROCONTROLADOR, PANTALLA
LCD16*2, AMPLIFICADOR OPERACIONAL, SENSORES PRESION
DIFERENCIAL MPX10.
B- TÉCNICO-ÁMBITO DE ACCIÓN.
La elaboración de Una Tarjeta de Medición Nivel de Caudal
permitirán los estudiantes de PNF mantenimiento realizar actividades
prácticas de una manera más didáctica debido a que estas mediciones se
apreciaran de una manera digital. Aportando conocimientos técnicos en
virtud de que se tiene la oportunidad de trabajar con piezas electrónicas.
C-LEGAL
Desde el punto de vista legal se basa a en todos los conocimientos
referido al área de instrumentación industrial.
D- PARTICIPANTE – COMUNIDAD.
La tarjeta de medición de nivel Beneficiara a los estudiantes y
profesores de los PNF Mantenimiento mecánica y electricidad que asisten en
la sede Acarigua a realizar su práctica de laboratorios.
10
2.2. POBLACION BENEFICIADA:
La comunidad estudiantil de La Universidad Politécnica Del Estado
Portuguesa PNF mantenimiento y mecánica y profesores de dicha unidad
curricular.
3. OBJETIVOS DEL PROYECTO:
• General:
Implementar Una Tarjeta De Medición De Caudal Para El
Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeración.
• Específicos:
• Diagnosticar la situación actual que se encuentra El
Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeración.
• Recabar toda la información pertinente sobre el sistema de una
tarjeta para Medir Caudal.
• Elaborar una alternativa de solución del problema.
• Analizar los costos para llevar a cabo el proyecto.
• Programar el micro controlador para que indique en la pantalla
LCD la medición de Caudal.
• Evaluar el comportamiento de la medición de la tarjeta de
caudal.
11
MARCO TEORICO
He aquí los siguientes conceptos de los materiales y herramientas a
utilizar en dicho proyecto:
CAUDAL
Es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto
(tubería, cañería, oleoducto, río, canal,...) por unidad de tiempo.
Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por
un área dada en la unidad de tiempo. Desde el punto de vista general, el
marco teórico, el aparato matemático y las leyes físicas que Newton
estableció, fueron, y siguen siendo, los ingredientes esenciales de la teoría
de los fluidos. Estos elementos fueron una aporte fundamental, aunque
indirecto, para el establecimiento final de la teoría que realizó la notable
generación que le siguió, formada por Euler, dos de los Bernoulli, D'Alambert
y Lagrange.
12
Figura 3. Caudal Fuente http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_%28fluido%29
tiempo.
PLACA ORIFICIO
La placa orificio consiste en una placa perforada ubicada en el interior de una tubería. Posee además, dos tomas de presión, una en la parte anterior y otra en la parte posterior de la placa, a las cuales se conecta un manómetro depresión diferencial.
Figura 4. Diagrama de placa orificio.Fuente:http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/
Medicion_de_Caudal.pdf.google.com
MANÓMETROEs un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos
en recipientes cerrados.
13
Figura 5. Manómetro. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro google.com
PLACA DE PRUEBAS
Es un tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí,
habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar
componentes electrónicos y cables para el armado y prototipado de circuitos
electrónicos y sistemas similares(en inglés: protoboard o breadboard)
Figura 6. Placa de pruebas
14
fuente:http://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebas.google.com
SENSOR DE PRESIÓN MPX10
En un mecanismo de inyección electrónica, es la válvula que obtiene
los datos del caudal de aire que penetra en el colector de admisión. Funciona
traduciendo los diferentes estados de presión del colector de admisión
mediante señales eléctricas que remite a la computadora electrónica.
Condicionamiento de la señal proveniente del sensor de presión
diferencial análogamente a un circuito eléctrico, donde a través de la ley de
ohm se infiere que la diferencia de potencial en las terminales de una
resistencia aumenta al incrementar el valor de ésta o el de la corriente, la
diferencia de presión censada en el neuma tacógrafo crece al aumenta el
reflujo de aire, el valor de la resistencia neumática o ambas. A continuación
en la figura 6 se presenta un sensor de presión MPX10.
15
Figura.7 Sensor MPX 10DP Fuente Freescale Semiconductor
PDFyahoo.com
AMPLIFICADOR OPERACIÓN LM324
El primer amplificador operacional fue diseñado por Bob Widlar. Le
siguió el Fairchild μA709 (1965), también de Widlar, y que constituyó un gran
éxito comercial (normalmente se presenta como circuito integrado) Es un
dispositivo electrónico que tiene dos entradas y una salida. La salida es la
diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (g) (ganancia). El a.
o. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un
ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo
de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada es infinita
también se dice que las corrientes de entrada son cero. En la siguiente figura
se presenta es esquema de un amplificador operacional.
Figura 8. Amplificador operacional Fuente yahoo.com/
MICRO CONTROLADOR
Un micro controlador es como un ordenador en pequeño que dispone
de una memoria donde se guardan los programas, una memoria para
16
almacenar datos, dispone de puertos de entrada y salida. Por supuesto, no
tienen ni teclado ni monitor, aunque podemos ver el estado de teclas
individuales o utilizar pantallas lcd o led para mostrar información.
El PIC 16f628 es un micro controlador de 8 bit, posee una arquitectura
RISC (computador con conjunto de instrucciones reducidas) avanzada así
como un juego reducido de 35 instrucciones.
El objetivo de diseñar máquinas con esta arquitectura es posibilitar la
segmentación y el paralelismo en la ejecución de instrucciones y reducir los
accesos a memoria. Las máquinas RISC protagonizan la tendencia actual de
construcción de microprocesadores.
Figura 9. Micro controlador PIC16F28 Fuente yahoo.com
PANTALLA LCD
Es una pantalla plana desarrollada por Pierre-Gilles de Gennes,
basada en el uso de una sustancia líquida atrapada entre 2 placas de vidrio,
haciendo que al aplicar una corriente eléctrica a una zona específica, esta se
vuelva opaca y contraste con la iluminación CCFL trasera lo cual permite la
17
visualización de imágenes procedentes de la computadora, por medio del
puerto de video hasta los circuitos de la pantalla LCD
Figura 10. Pantalla LCD. Fuente Proteus
II PARTE
PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO
PLAN DE ACCION
Para identificar la necesidad de mejorar el sistema de caudal ya
existente en el laboratorio de termo sistema se elaboró un plan de visitas al
El Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeracion de la UNIVERSIDAD
POLITECNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA“JUAN DE JESUS
MONTILLA” entrevistando al docente Miguel Kovac. Las visitas comenzaron
a ser realizada en el mes de octubre del año 2014.
El proyecto lo realizaron Yezzebel Torres, bajo la supervisión de
Ingeniero Electrónico Carlos Ortiz y un conjunto de Docentes aportadores de
ideas y conocimientos como el Ingeniero Rafael Depujos y Miguel Kovac en
el taller de Instrumentación de la UNIVERSIDAD POLITECNICA
18
TERRITORIAL DE PORTUGUESA“JUAN DE JESUS MONTILLA”
Municipio Páez, Parroquia Acarigua y ubicado en la Avenida Circunvalación
de Acarigua diagonal a la cruz roja
A continuación se presentan los cuadrados contentivos de:
cronograma de actividades, lista de componente, lista materiales, y la lista de
equipos herramientas.
19
ACTIVIDAD
M E S M E S M E S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Abordaje a las necesidades del laboratorio de Terno fluido.
Reunión con Profesor Miguel kavac.
Buscar tutor Académicos para lograr el objetivo requerido.
Diseño de Tarjeta De Medición De Caudal Para El Laboratorio de Termo fluido.
Selección de los componentes y materiales para realizar las compras para el Diseño de Caudal en un Protoboard
Programación del micro controlador para realizar las mediciones de Caudal de forma digital y mostrarla en una pantalla LCD.
CUADRO 1
DIAGRAMA DE ACTIVIDADES
CUADRO 1 (CONT.)
20
DIAGRAMA DE ACTIVIDADES
ACTIVIDAD
M E S M E S M E S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Realizar las respectivas pruebas de simulacion en Proteus del circuito electronico seleccionado.
Evaluar el comportamiento del prototipo digital de Caudal Realizar pruebas necesaria para verificar el funcionamiento de la tarjeta
Cuadro 2
Lista de componentes
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CANTIDAD CARACTERISTICAS DESCRIPCIÓN UNIDAD
1 Sensor de Presión MPX10DPK1237BC
1 Micro controlador Integrado PIC18F2520
Amplificador operacional integrado LM324
Regulador de tensión de 5V integrado LM7805
Base para integrado integrado 28 pin
Pantalla LCD 16*2 W/ BL GDM1602A
Cristal de cuarzo 4 MHZ
Condensador 1000 µF/35V
Condensador 1 µF/35V
Condensador 470 µF/35V
Resistencias 10 KΏ/0.25W
CUADRO 2 (CONT.)
Lista de componentes
22
CANTIDAD CARACTERISTICAS DESCRIPCIÓN UNIDAD
Resistencia
Diodo led rojo led rojo
Potenciómetro 5 KΏ trimer
Pulsador NA
Cargador 12 V 800 m.a
Caja de plástico para empotrar Dimensiones 7X12 cm
Cuadro 3
Lista Herramientas
23
CANTIDAD HERRAMIENTAS
31MM METROS DE SOLDADURA
1 CAUTIN 40W
1 MULTITESTER
1 DESTORNILLADOR
1 PIQUETAS
24
CUADRO 4
CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DE SENSOR MPX10
Características de funcionamiento (VS = 3,0 Vdc, TA = 25 ° C a menos que se indique lo contrario, P1> P2)
Características Símbolos Min. typ Max Unidades
Escala completa Span VFSS 20 35 50 mV
Differential Pressure Range(1)
POP - - 10 kPa
Supply Voltage VS 3.0 6.0 VDC
Supply Current IO - 6.0 - mAdc
Sensitivity ΔV/ΔΡ - 3.5 - mV/kPa
25
III PARTE
RESULTADOS Y LOGROS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones:
El proyecto se basó en la implementación de conocimientos acerca del
software de dibujo como PROTEUS, MICROBASIC y para la creación de
circuitos y pruebas. Dicho software es de gran utilidad en el área de
electrónica. También el proyecto forma parte desarrollo de los estudiantes ya
que les permiten adquirir conocimientos acerca del mecanismo de medición
de caudal compuesto con una pantalla LCD, micro controlador, sensor y
entre otros componentes.
La finalidad de un proyecto de esta escala es la combinación de
experiencias y aprendizajes que adquirieren gran valor intelectual y crea en
el alumno una sed de creación y superación para que en un futuro puedan
preparar un proyecto de mayor calidad y su propia manufactura.
Una recomendación importante para la mejora y mayor efectividad y
de vital importancia la incorporación otros componente en el sistema interno.
También se recomienda mantener un control manual delicado ya que
en ocasiones presentan fallas en la misma, este debe ser debido a que
todo fue realizado manualmente y no es un producto de fábrica para así
obtener mayor durabilidad y un operador que cuente con los conocimientos
necesarios para la manipulación de esta artefacto.
26
Recomendaciones:
27
IV PARTE
PRODUCTO FINAL LOGRADO POR EL PROYECTO EJECUTADO
Implementación de una Tarjeta de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración
Funcionamiento del circuito.
La descripción del funcionamiento del circuito se puede realizar,
considerando los siguientes bloques de circuitos:
1.- Circuito de alimentación tensión.
Figura 11. Circuito de alimentación. Fuente Ortiz Carlos
La función de este circuito es de suministrar +5V dc regulado
tomando de un cargador de tensión de 12 V dc no regulado y está constituido
por una resistencia R12 de 2kΩ y un diodo LED, para indicar cuando el
circuito está energizado, el condensador C4 de 1000 uF para eliminar el
rizado de la tensión de entrada, un circuito integrado LM7805 para obtener la
tensión de +5V dc regulada y el condensador C3 de 1 uF para un filtrado de
rizos de tensión de alta frecuencias.
28
2.- Circuito de entrada
Figura 12. Circuito de entrada. Fuente Ortiz Carlos
Este circuito está constituido por el sensor el sensor de presión
diferencial MPX10, el cual suministra una tensión de 3.5 mV entre V2 y V1
por cada KPa de presión en la entrada, esta tensión diferencial es
amplificada en 45 por el amplificador de instrumentación, implementado con
el circuito integrado LM324 y las resistencias R2, R4, R6, R7, R5, R8, todas
ellas de valor de 22KΩ y el potenciómetro Px de 1KΩ, ajustado a un valor de
1,0690 Ω.
Si R2=R4=R6=R7=R5=R8=R=22K Ω, la salida de tensión del circuito es:
Vout = G (V2-V1)
Dónde:G: ganancia de tensiónV2-V1= tensión diferencial de entradaVout: tensión de salida
La ganancia de tensión está dada por:G = 1 + 2*R2/R3G = 1 + 2*22KΩ/1KG = 1 + 44G = 45
29
3.- Circuito de procesamiento y señalización.
Figura 12. Circuito de procesamiento y señalización. Fuente Ortiz
Carlos
Este circuito, formado por el micro controlador (uC) PIC18F2520,
como componente principal, una red formada por un cristal de cuarzo de
4MHZ y dos condensadores de 22pF que configuran el circuito oscilador
del reloj interno del uC, una resistencia R1 para alimentar el pin 1 del uC y
un circuito de pulsador mediante P2 y R9.
La tensión analógica de entrada Vin proveniente del amplificador de
instrumentación, es leída en el pin 2 del uC y convertida a un valor digital
(adc0) por el ADC de 10 bits, interno del uC. El valor de la tensión de entrada
en función de su valor digital se obtiene por medio de la siguiente expresión:
E.c (1)
Vin=Vref∗adc 01024
Dónde:Vin: tensión de entradaVref: tensión de referencia (5V)
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Adc0: valor digital de la conversión.
La tensión deferencial entre los puntos P2 y P1 del sensor de presión
está dada por la siguiente relación:
E.c (2)V2 – V1= Voff + VS*P
P=((V 2−V 1)– Voff )
VS
Dónde:V2 – V1: presión diferencial de salida del sensorVoff: tensión de offset del sensor (30.4 mv)VS: sensibilidad del sensor (3.5 mv)P: presión deferencial entre las entradas P2 y P1 del sensor
De ecuación (1) se tiene: Ec. (3)
(V 2– V 1)=VoutG
Pero la salida Vout del amplificador de instrumentación es la misma tensión de entrada (Vin) al uC, es decir Vout = Vin por tanto: Ec. (4)
(V 2– V 1 )=VinG
Sustituyendo ec. (1) en ec. (4) se tiene: Ec. (5)
(V 2– V 1)=(Vref∗adc0 /1024)
G
Sustituyendo ec. (5) en ec. (2) se tiene:
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E.c (6)
P=(Vref∗adc0 /1024 )
G–Voff= p
Vs
La ecuación anterior es la que utiliza el uC para determinar el valor de
la presión diferencia censada. Una vez conocida la presión diferencial se
pueden determinar la siguiente variable:
- Caudal
Q=K∗¿√( p/ ρ)
Q: Caudal.K: constante del sistema.ρ: densidad del líquido.P: presión diferencial en Kpa.
4.- Circuito de visualización.
Figura 13. Circuito de visualización. Fuente Ortiz Carlos
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Sensores de presión de silicio.
Los sensores de presión de la serie pieza resistiva silicio MPX10 proporcionan una muy salida de tensión precisa y lineal, directamente proporcional a la aplicada presión. Estos estándar, de bajo costo, los sensores no compensados permiso fabricantes para diseñar y añadir su propia temperatura externa compensación y acondicionamiento de señal redes. Técnicas de compensación se simplifican debido a la previsibilidad de un solo elemento de Freescale diseño del calibrador de tensión.
Características• Bajo Costo• Patentado Silicio Shear Stress Strain Gauge Diseño• Proporcional al suministro de voltaje• Diferenciales y Gauge Opciones• Durable Epoxi Unibody Elemento o termoplástico (PPS) de montaje en superficiepaquete
Ejemplos de aplicación• Aire Movimiento de Control• Sistemas de Control Ambiental• Indicadores de nivel• Detección de Fugas• Instrumentación Médica• Controles Industriales• Sistemas de control neumático• Robótica
Figura 14. Paquete esquema pequeño. Fuente Ortiz Carlos
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Figura 15. Paquete Unibody. Fuente Ortiz Carlos
Figura 16. Esquema eléctrico del sensor MPX 10DP. Fuente Ortiz Carlos
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Memoria Descriptiva:
Figura 17. Laboratorio de Termosistemas y Refrigeración. Fuente UPTP JJ Montilla.
Figura 18. Comienzo de la ejecucion de Sistema de Medicion Caudal. Fuente: Laboratorio de Instrumentacion Fuente UPTP JJ Montilla
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Figura 19.Tarjeta de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración. Fuente: Laboratorio de
Instrumentacion Fuente UPTP JJ Montilla
Figura 20.Sistema de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración. Fuente: Laboratorio de
Instrumentacion Fuente UPTP JJ Montilla
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REFERENCIAS BIBLIOGRÀFICAS
Título: Mecánica de fluidos y maquinas hidráulicas
Autor: Mataix Claudio.
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ANEXOS
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