Junio de 2014. Universidad de Caldas.
Ingeniería Mecatronica
Control P.I.D. Panel solar seguidor de luz. Solar panel light follower with P.I.D. control. Autor 1: Hamilton Hamilton López Ramírez Autor 2: Leonardo Leonardo Salazar Gallego Autor 3: Hary José Fominaya Autor 4: Oscar Cardozo Rodríguez Instrumentación y control, Universidad de Caldas, Manizales, Colombia. Correo-e:
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R esumen — Debido al constante avance tecnológico y a la preocupación por la conservación del medio ambiente, se han venido desarrollando e implementando numerosas maneras de aprovechar la luz solar. Una de ellas y tal vez la más importante es la utilización de paneles solares que tienen un mejor aprovechamiento de la misma. Para este proyecto se tiene como eje principal el controlador Arduino Mega 2560 que con una programación PID será capaz de mantener el panel solar todo el tiempo expuesto al sol, y así poder aprovechar al máximo la radiación solar.
Palabras clave — contr contr olado oladorr PI D , panel panel solar solar Abstrac Abstract t — Abstract-Due to constant technological advancement and concern for the conservation of the environment, have been developing and implementing numerous ways to harness sunlight. One and perhaps the most important is the use of solar panels that have better performance from it. For this project's main axis controller Arduino Mega 2560 it have a PID programation and it put the solar panel all the time in front of the sun,
K ey Word — PI D controlle controller, r, solar solar pane panell
INTRODUCCIÓN Por razones ambientales y como futuros ingenieros nos vemos en la necesidad de diseñar, crear y mejorar un dispositivo capaz de recolectar la radiación radiación del sol, generando generando un movimiento en el panel que en condiciones normales normales este enfrentado la mayor parte del tiempo posible al sol, y así mejorar su rendimiento y aprovechar al máximo los rayos solares.
Con la implementación de elementos tales como el Arduino se pretende darle un mejor control para hacer que el sistema sea más óptimo al momento de cumplir con las expectativas del sistema. Con el panel solar se espera una mejor respuesta, con menor rango de error y así poder brindar situaciones de
mayor confort en los ambientes que se vaya a utilizar ya mencionado proyecto.
I. CRITERIOS DE DISEÑO A) Criterios de selección de obtención de energía. Se plantea en la estructura la implementación de un panel solar y fotorresistencias. fotorresistencias. Las cuales ya están predestinadas a una función específica, la cual se concentra en de darnos un conteo de las variables a medir en este caso la intensidad calorífica de sol, que luego será explicada. B) Criterios de selección de ambiente Para este proyecta se presenta un ambiente de maqueta pensando a futuro en la implantación de este mismo sistemas en un entorno hogareño, para ello se utilizan elementos como el cartón paja y material aluminio. aluminio. C) Criterios de selección de fuerza motora Utilizamos un servomotor el cuál es el encargado de mover nuestro panel solar para así lograr el posicionamiento posicionamiento adecuado y fijar el panel solar a la posición justa donde podrá aprovechar al máximo las radiaciones solares. D) Criterios de selección del elemento de control Para este sistema se utiliza una tarjeta programable Arduino Mega 2560, que con su respectiva programación nos da como resultado una configuración capaz de leer, interpretar, analizar, evaluar y poder controlar las variables del sistema bajo unos parámetros, para un PID y así este nos arroje un sistema óptimo para nuestros fines.
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E) Criterios de control y controlador Bajo el programa de Arduino 1.0.5 y su lenguaje de programación, temáticas recibidas, e investigación se lleva nuestra tarjeta programable a unos controles lógicos, utilizando sus entrada análogas. Para esto es necesario conocer el correcto funcionamiento del proyecto y realizar correctamente los respectivos cálculos.
Figura numero 2 esquema electrónico y conexión al Arduino
Grafica 1 rendimiento panel solar convencional.
Figura 4 controlador PID
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A continuación se muestra el comportamiento de la señal al momento de no tener ninguna perturbación o cuando su movimiento es muy suave.
CONCLUSIONES Como parte final de este proyecto se llega a conclusiones concretas es fundamental dar utilización a temas y tecnologías como estas puesto que con un mayor aprovechamiento e investigación se daría un avance a nuevos métodos de energía que hoy por hoy son muy abundantes, sin dejar a un lado sus costos. Este proyecto corresponde a la construcción de un sistema seguidor de luz utilizando como corazón del mismo una tarjeta lógica en este caso Arduino Mega. Los pasos llevados a cabo para este proyecto es la investigación, planteacion de problemas, visión a un campo de actividad. Luego de tener montana la estructura del proyecto tenemos como conclusión un sistema de aprovechamiento de medios que hoy por hoy son abundantes en nuestro mundo, tal es el caso de la energía solar.
En esta figura ya se nota los picos de variación en los sentidos según la posición del nuestra fuente luminosa, generando un distorsión en la señal.
Como resultado final de este proyecto y de investigación se llega a un conclusión concreta puesto que desde el punto de vista personal con muy poca inversión se logra un control y aprovechamiento de elementos que abundan y que hoy en día es una manera de buscar nuevas maneras de poner andar sistemas basados en luz solar como no lo explica la comisión nacional de energía CNEA. Elementos utilizados y parte fundamental de este proyecto es el panel solar y el Arduino, Este último como tarjeta lógica y de masivo aprovechamiento electrónico, control y de más funciones basándose en sus respectivos manuales. En este proyecto la unión de estos dos elementos nos da como resultado un control de ambientes para regulación de temperatura pero utilizando la energía solar. Basándonos en los conocimientos, textos videos y de más medios pedagógicos encontrados en Ladelec.com, nos presenta un base para nosotros optimizar ese sistema para llevarlo a un nivel de mejor presentación y aprovechamiento para la vida diaria como es la energía solar. Como punto final de este proyecto es conveniente opinar que nos falta una mayor preocupación por el medio ambiente para buscar soluciones alternativas y amigables con el mismo. En este caso hacemos énfasis en la luz solar puesto que es una materia prima limpia y de fácil obtención, la cual dándole un óptimo funcionamiento nos haría un más agradable entorno en todo momento
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Este proyecto es llevado acabo por un grupo de estudiantes, con un fin específico, el cual es plantear maneras fáciles de crear un control de ambientes utilizando energías abundantes ya mencionadas, al igual se desea generar una buena imagen y un mejor conocimiento para el aprovechamiento y masificar estos mismos fines.
REFERENCIAS 1. El primer modulo del ILM (Interactive Interactive Learning Learning Project Modules) Project J.LJ.L. Guzmán (U. Almería), S. Dormido (UNED), . K.JK.J. Aström Aström (Lund Institute Institute, Sweden y T. Hägglund
RECOMENDACIONES 2. Con este artículo se da fin a una serie de investigaciones sobre los controles PID, al igual de nuevas herramientas tecnológicas para el aprovechamiento de nuevas maneras de energía solar. Se agradece al equipo de trabajo al igual que a nuestros tutores de la universidad y ambientes externos.
Complemento al libro “Advanced PID Control” de
Aström y Hägglund, 2005 En evaluación (invitación personal de los autores) desde diciembre de 2005. 3. Manual de usuario y ejecutable disponible en el curso virtual Desarrollado en SysquakeSysquake3 (www.calerga.comwww.com) 4. http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Portada. http://www.ladelec.com/index.php https://www.youtube.com/
