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sábado, 9 de julio de 2011

Bomba Automatizada

Instituto técnico de Electricidad y

 Electrónica



Asignatura: Física Elemental



Alumno: Fernando Guardado  

                  Mavel Reyes

                  Itzel Zeron

                  Bryan Ortega

                  Luis Manueles

                  Rafael Rivera

                  Raúl   Fernández



Catedrático: Isaac Zelaya



A Presentar: Ante proyecto de bomba automatizada



Curso: II Bach. Técnico en Electrónica.


                                 San Pedro Sula, Honduras C.A



 Índice

                                                                                    

Introducción                                                                                           3

Objetivo del Proyecto                                                                            4

Descripción del proyecto                                                                       5

Funcionamiento                                                                                  6-8

Diagrama de Operación                                                                       9                                                               
Impacto del proyecto en el Desarrollo al País                                      10

Conclusiones                                                                                        11



Introducción



Desde hace varios años, la mano del hombre ya no es tan necesaria para poder controlar todos aquellos equipos y artefactos que utilizamos diariamente ya sea como por ejm. El alumbrado público controlar la calefacción, controlar el llenado de un pozo con agua, etc. Hoy en día, existe la posibilidad de que ciertos sistemas específicos puedan controlar y/o efectuar el manejo por si solos (Automático).

Los elementos necesarios, mediante los cuales se puede obtener los efectos deseados sin la intervención de la mano del hombre se denominan sensores o actuadores. Dependiendo de la variación de la magnitud que controlen podemos tener el siguiente listado básico: El Termostato (Actúa con los cambios de temperatura), Interruptor Crepuscular (Actúa con los cambios de luz solar), Temporizador (Actúa con los cambios del tiempo), Hidronivel (Actúa con los cambios de fluidos), etc.

Los beneficios obtenidos por el usuario de estos sistemas de control automático son: Confort (comandar sistemas o artefactos desde cualquier lugar por medio de un control o en forma automática, seguridad (crear situaciones de simulación de personas dentro de una propiedad o simplemente un alarma, y el ahorro de tiempo (simplificando las tareas diarias.)



Objetivos específicos del proyecto



   * Determinar la ubicación donde se llevará a cabo la aplicación de dicha propuesta.

   * Evaluar los problemas que acarrean el sistema de bombas en el sector.

   * Determinar las causas que originan el mal manejo de encendido y apagado de las bombas.

   * Verificar el estado de funcionamiento del sistema de tuberías a través de la red hidráulica.



Descripción del proyecto



En el siguiente proyecto titulado “Sistema Digital de control de nivel de Agua” o simplemente Hidronivel, se tratara sobre un sistema de control automático que con el cual nosotros como usuarios, podremos mantener un control sobre el nivel de llenado de agua de un tinaco (pozo elevado), de tal manera que cuando el pozo este lleno se detenga un hidrobomba o bomba periférica para el llenado de pozos, para así evitar el sobrellenado del mismo sin que se desperdicie el agua, por otro lado, una vez que el agua se agote del pozo, hará que se active la hidrobomba nuevamente para el llenado del pozo, cumpliendo el siglo de llenado de un pozo elevado, pero en este caso sin la intervención del hombre.

Además de lo antes mencionado se ha implementado un circuito extra censará (detectar) el nivel de agua del aljibe (cisterna) de donde se extraerá el agua para el tinaco.

Al realizar este proyecto, que por más sencillo que parezca se han tenido presentes pautas y conocimientos en lo que se refiere a circuitos Digitales (Específicamente Puertas Lógicas) los cuales he adquirido en esta prestigiosa institución, impartidos por docentes capacitados de la especialidad, que sin duda han sido de gran utilidad para la realización del mismo.

Se detallara paso a paso de cómo se llego a la conclusión y culminación de este proyecto que es de utilidad y de gran importancia para nuestros hogares.

Funcionamiento



Este proyecto tiene como centro el uso del microcontrolador PIC 16f818 Visualización LCD Bomba Set point Teclado Matricial PIC 16F877 Sensor El sensor se hizo con un juego de poleas y a la más grande se le implemento un potenciómetro lineal que se conecta a tierra y vcc para realizar un divisor de tensión que arroja diferentes valores de voltaje dependiendo del nivel en el que se encuentre el tanque almacenador, dicho valor se lleva al microcontrolador para realizar la conversión a un valor en sistema binario y realizar la comparación con el set point ingresado. Este sensor consta también de un flotador y un contrapeso que suben o bajan dependiendo del llenado o vaciado del tanque almacenador. Visualización La visualización se realiza por medio de un display de cristal líquido o LCD el cual al ser energizado el sistema muestra un mensaje de bienvenida por 5 segundos cada pantallazo después ee visualiza el nivel actual del tanque y el campo libre para que el operador digite el valor deseado, el programa esta diseñado para que el usuario oprimiendo una tecla pueda borrar de la pantalla un valor ingresado equivocadamente. En primer lugar partiendo del sensor, del pozo y la cisterna sin líquido, luego en segundo lugar la cisterna llena (pozo aun vacío), en tercer lugar pozo y cisterna llenos y en cuarto lugar cuando el nivel de agua descienda en el pozo, tenemos que:

o    Cuando las entradas (terminales del pozo), no estén en conducción, no habrá circulación de voltaje entre estos (Voltaje negativo), lo cual tenemos: A la entrada existe siempre un Pulso Positivo -nivel alto o estado lógico 1-, lo cual en la primera compuerta AND (nivel de agua alto y bajo) tendremos (entradas), en los pines 1 y 2 los estados 1 1 respectivamente, a la salida de la compuerta AND obtendremos (según la tabla de verdad) el estado 1. Además del pin 2 de la compuerta AND o del punto o Terminal “alto” va conectado una compuerta inversora, teniendo en su entrada (Pin 1) el nivel 1 y a su salida (Pin2) el nivel 0, este nivel es entregado a la entrada de la compuerta OR, al pin 5. en este caso las compuertas OR están conectadas de manera tal que forman un FLIP-PLOP RS, y según la tabla de verdad de este, teniendo en cuenta que la primera entrada del Filp-Flop (pin 3) el cual es el estado 1 y la segunda entrada (pin5) es 0, obtenemos a su salida (pin 4) el estado 1, esta salida va conectada al pin 4 de la segunda compuerta AND. Por otro lado tenemos el Terminal de la cisterna sin conducción, y que va conectada a una compuerta inversora, en el pin 3 de la inversora habrá el estado 1 y a su salida (pin4) el estado 0, esta va conectada a la segunda compuerta AND en el pin 5, obteniendo el la salida el estado 0, con lo cual no habrá tensión en este punto, al no haber tensión, no le llegara voltaje al resistor conectado a la salida de la segunda compuerta AND, este no le enviara la tensión necesaria al transistor con lo cual no cerrara el circuito que activa el motor, en este caso formado por el transistor Q1 la R1, R2, D1, D2 y el Relay, ya que no le llegara el voltaje necesario para que entre en funcionamiento el Relay y así activar la bomba de agua.

o    Por otro lado tenemos los visualisadores de nivel de agua, que como su mismo nombre lo indica, sirven o cumplen la función de que nosotros podamos visualizar el nivel de agua en el pozo y la cisterna. Como se podrá observar en el diagrama, en el Terminal de nivel de agua “Bajo” hemos conectado a una compuerta inversora (pin 5) teniendo presente que no hay liquido, habrá el estado 1 y a su salida (pin 6) el estado 0, este va conectado a un resistor (R3) que forma parte de un pequeño amplificador conformado por Q2, D3, R4, como no hay tensión en el resistor, no enviara voltaje a la base del transistor con lo cual no cerrara el circuito y por ende no encenderá el Diodo LED. Lo mismo sucede con el resto de visualizadores conectados en los terminales de nivel de agua (Medio, Alto y el de la cisterna) cada uno de los cuales están conectado también una compuerta inversora en la entrada de estos.

o    Cuando el nivel de agua de la cisterna este por encima del Terminal, este ya habrá entrado en conducción, indicando pues que existe tención negativa o estado 0 en este punto, el Terminal de la cisterna en conducción, y que va conectada a una compuerta inversora, en el pin 3 de la inversora habrá el estado 0 y a su salida (pin4) el estado 1, esta va conectada a la segunda compuerta AND en el pin 5, obteniendo el la salida el estado 1, con lo cual habrá tension en este punto, al haber tensión, le llegara voltaje al resistor conectado a la salida de la segunda compuerta AND, este limitara la tensión necesaria a la base del transistor con lo cual amplificara la corriente de entrada cerrara el circuito que activa el motor, enviando tensión a los diodos (Led y Diodo Switch) y al Terminal del relay al llegarle el voltaje necesario hará que funcione el Relay y así activar la bomba de agua. El diodo LED cumple la función de visualizar el nivel de agua de la cisterna, la R2 limita la tensión para el Led y polariza al Transistor Q1.

o    En el momento en que el primer Terminal (nivel bajo) del pozo entra en conducción con el agua, tendremos en la entrada de la primera compuerta AND (Pines 1 y 2) estado 0, el nivel alto aun se encuentra el estado 1, obteniendo en la salida el estado 0, como no ha habido cambios en el Terminal de nivel alto tenemos entonces a la salida de las compuertas OR (Flip-flop) el estado lógico N, quiere decir que no habrá cambios (si estaba e nivel 0 seguirá en ese nivel, si estaba en nivel 1 igual seguirá) con esto tenemos que seguirá en funcionamiento el motor.

o    Cuando el nivel de agua sobrepase el Terminal de nivel Alto, en los pines 1 y 2 de la primera compuerta AND habrán los estados 0 0 respectivamente, a la salida de la esta obtendremos el estado 0. Teniendo en cuanta el primer inversor su entrada (Pin 1) el nivel 0 y a su salida (Pin2) el nivel 1, este nivel es entregado a la entrada de la compuerta OR, al pin 5, teniendo en cuenta que la primera entrada del Flip-Flop (pin 3) el cual es el estado 0 y la segunda entrada (pin5) es 1, obtenemos a su salida (pin 4) el estado 0, esta salida va conectada al pin 4 de la segunda compuerta AND. Por otro lado tenemos el Terminal de la cisterna en conducción, y que va conectada a una compuerta inversora, en el pin 3 de la inversora habrá el estado 0 y a su salida (pin4) el estado 1, esta va conectada a la segunda compuerta AND en el pin 5, obteniendo el la salida el estado 0, con lo cual no habrá tensión en este punto, entonces no entra en funcionamiento el Relay y así desactivar la bomba de agua.

o    Pero cuando el nivel de agua desciende en los pines 1 y 2 de la primera compuerta AND habrán los estados 0 y 1 respectivamente, a la salida de la esta obtendremos el estado 0. Teniendo en cuanta el primer inversor su entrada (Pin 1) el nivel 1 y a su salida (Pin2) el nivel 0, este nivel es entregado a la entrada de la compuerta OR, al pin 5, teniendo en cuenta que la primera entrada del Filp-Flop (pin 3) el cual es el estado 0 y la segunda entrada (pin5) es 0, obtenemos a su salida (pin 4) el estado N (o sea 1), esta salida va conectada al pin 4 de la segunda compuerta AND. Por otro lado tenemos el Terminal de la cisterna en conducción, y que va conectada a una compuerta inversora, en el pin 3 de la inversora habrá el estado 0 y su salida (pin4) seguirá manteniendo el ultimo estado (0) por lo que ya se explico de que el FLIP-FLOP Tiene la peculiaridad de mantener el ultimo estado aunque se varíe uno de los terminales, esta salida va conectada a la segunda compuerta AND en el pin 5, obteniendo el la salida el estado 0, continuando la bomba apagada.

o    Para culminar, cuando desciende por completo el agua, debajo del nivel mínimo, en los pines 1 y 2 tendrán los estados 1 y 1 respectivamente, a la salida de la compuerta AND obtendremos) el estado 1. Además del pin 2 de la compuerta AND que va conectado una compuerta inversora, teniendo en su entrada (Pin 1) el nivel 1 y a su salida (Pin2) el nivel 0, este nivel es entregado a la entrada de las compuertas OR, al pin 5, teniendo en cuenta que la primera entrada del Filp-Flop (pin 3) el cual es el estado 1 y la segunda entrada (pin5) es 0, obtenemos a su salida (pin 4) el estado 1, esta salida va conectada al pin 4 de la segunda compuerta AND. el pin 3 de la primera inversora habrá el estado 0 y a su salida (pin4) el estado 1, esta va conectada a la segunda compuerta AND en el pin 5, obteniendo el la salida el estado 1, reseteando el Flip-Flop con lo cual habrá tensión en este punto y el motor entra nuevamente en funcionamiento.



Diagrama de Operación



Impacto del proyecto en el Desarrollo al País

La propuesta de este proyecto de automatización de bombas que es aquel sistema en el cual las bombas de agua trabajan de manera automática a lo que al encendido y apagado se refiere.

De forma que se apague cuando el tanque se llene y se encienda cuando el tanque se esté vaciando. Va ser de gran importancia en el sector.

Con la automatización, la distribución del agua funcionara de manera eficaz, Las bombas no correrán el riesgo de dañarse, etc. Sino que su funcionamiento será estable y sustentable.

 El preciado líquido será de muy fácil adquisición y ahorran energía eléctrica a lo que a otros aspectos le concierne.



Ventajas

1.- Comodidad para estar revisando el aljibe al momento de arrancar el motor de la bomba. 

2.- Hacer que el llenado del tinaco sea de manera automática sin la necesidad de nosotros conectar dicha bomba. 

3.- Un precio bastante bajo



Conclusiones

• A la hora de realizar un control o automatización se requiere de fiabilidad; con este proyecto se puede mostrar que implementando un microcontrolador se puede realizar un excelente control que cumpla con: precisión, exactitud, calidad, velocidad y facilidad. Quizás el nivel es el tipo de control que más se realiza hoy en día, mediante este proyecto se puede observar claramente que fuerzas intervienen, como controlarlas y como medirlas. Queda claro que la manera más sencilla de dar una posición es mediante la implementación de un divisor de tensión con un potenciómetro lineal pero como quedo demostrado en el proyecto se requiere de la ingeniería para mejorarlo como implementando las poleas y el contrapeso.

Sellado de bombas                                      Bomba de engranajes.
                  



Bomba de engranajes.







Bomba de engranajes

Las bombas precisan de sellos hidráulicos para impedir que los fluidos que están siendo impulsados salgan al exterior de la máquina a través de la vía de transmisión de movimiento desde el motor a los internos móviles de la bomba.

En el campo del refino de petróleo y de la petroquímica existen sellos mecánicos de bombas estandarizados por API (American Petroleum Institute) que, aunque se trata de una asociación estadounidense, son de aplicación en todo el mundo. Cada tipo de sello recibe el