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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO Instituto Tecnológico de León Ciencia, Tecnología y Libertad

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LEÓN. INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA.

SISTEMAS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS DE POTENCIA

Prácticas de Electroneumatica con Arduino

CATEDRÁTICO: ING. Moreno Gómez Jorge Daniel

ALUMNOS: FLORES GONZALES MIRIAM JAZMIN PEREZ GOMEZ DIEGO BARUC AGUILAR OMAR

OBJETIVO

Por medio de programación en arduino activar los las secuencias para los sistemas electroneumaticos usando una botonera y activando las electroválvulas con relevadores.

INTRODUCCION Arduino es una plataforma de desarrollo basada en una placa electrónica de hardware libre que incorpora un microcontrolador re-programable y una serie de pines hembra, los que permiten establecer conexiones entre el microcontrolador y los diferentes sensores y actuadores de una manera muy sencilla (principalmente con cables dupont). En electroneumática, la energía eléctrica sustituye a la energía neumática el elemento natural para la generación y transmisión de las señales de control que se ubican en los sistemas de mando.

MARCO TEORICO En electroneumática, la energía eléctrica substituye a la energía neumática como el elemento natural para la generación y transmisión de las señales de control que se ubican en los sistemas de mando. Los elementos nuevos y/o diferentes que entran en juego están constituidos básicamente para la manipulación y acondicionamiento de las señales de voltaje y corriente que deberán de ser transmitidas a dispositivos de conversión de energía eléctrica a energía neumática para lograr la activación de los actuadores neumáticos.

Dispositivos eléctricos El conjunto de elementos que debemos de introducir para lograr el accionamiento de los actuadores neumáticos son básicamente:    

Elementos de retención Interruptores mecánicos de final de carrera. Relevadores. Válvulas electroneumáticas

Elementos de retención Son empleados, generalmente, para generar la señal de inicio del sistema, o en su defecto, para realizar paros, ya sea de emergencia o sólo momentáneos. El dispositivo más común es el botón pulsador.

Interruptores mecánicos de final de carrera Estos interruptores son empleados, generalmente, para detectar la presencia o ausencia de algún elemento, por medio del contacto mecánico entre el interruptor y el elemento a ser detectado.

Relevadores Son dispositivos eléctricos que ofrecen la posibilidad de manejar señales de control del tipo on/off. Constan de una bobina y de una serie de contactos que se encuentran normalmente abiertos o cerrados. El principio del funcionamiento es el de hacer pasar corriente por una bobina generando un campo magnético que atrae a un inducido, y éste a su vez, hace conmutar los contactos de salida. Son Ampliamente utilizados para regular secuencias lógicas en donde intervienen cargas de alta impedancia y para energizar sistemas de alta potencia. K1 identifica al relevador número uno. A1 y A2 identifican a las terminales del relevador. La numeración identifica a la primer cifra con la cantidad de contactos, mientras que la segunda cifra (3 y 4) indican que se trata de contactos normalmente abiertos. Para contactos normalmente cerrados se emplean en las segundas cifras los números 1 y 2, respectivamente.

Válvulas El dispositivo medular en un circuito electroneumático, es la válvula electroneumática. Esta válvula realiza la conversión de energía eléctrica, proveniente de los relevadores a energía neumática, transmitida a los actuadores o a alguna otra válvula neumática. Esencialmente, consisten de una válvula neumática a la cual se le adhiere una bobina sobre la cual se hace pasar una corriente para generar un campo magnético que, finalmente, generará la conmutación en la corredera interna de la válvula, generando así el cambio de estado de trabajo de la misma, modificando las líneas de servicio. Enseguida se muestran algunas imágenes de los elementos mencionados en el texto.

arduino Arduino es una plataforma de desarrollo basada en una placa electrónica de hardware libre que incorpora un microcontrolador re-programable y una serie de pines hembra, los que permiten establecer conexiones entre el microcontrolador y los diferentes sensores y actuadores de una manera muy sencilla (principalmente con cables dupont).

Una placa electrónica es una PCB (“Printed Circuit Board”, “Placa de Circuito Impreso” en español). Las PCBs superficies planas fabricadas en un material no conductor, la cual costa de distintas capas de material conductor. Una PCB es la forma más compacta y estable de construir un circuito electrónico. Así que la placa Arduino no es más que una PCB que implementa un determinado diseño de circuitería interna, de esta forma el usuario final no se debe preocupar por las conexiones eléctricas que necesita el microcontrolador para funcionar, y puede empezar directamente a desarrollar las diferentes aplicaciones electrónicas que necesite.

PCB de un Arduino UNO

Cuando hablamos de “Arduino” deberíamos especificar el modelo concreto, ya que se han fabricado diferentes modelos de placas Arduino oficiales, cada una pensada con un propósito diferente y características variadas (como el tamaño físico, número de pines E/S, modelo del microcontrolador, etc). A pesar de las varias placas que existen todas pertenecen a la misma familia (microcontroladores AVR marca Atmel), esto significa que comparten la mayoría de sus características de software, como arquitectura, librerías y documentación.

Diferentes modelos de placas Arduino

DESARROLLO

CIRCUITO 1 Para el circuito uno, la idea principal es la de realizar un va y ven utilizando una tablilla de desarrollo arduino, una botonera y relevadores. Como primer paso fue el diseño del programa en arduino, contemplando la utilización de un cilindro de simple efecto y la de una válvula 3/2 activada eléctricamente con solenoides. Una vez teniendo el programa, se procede a la conexión entre la tabla de desarrollo de arduino, los relevadores, los botones de arranque, los solenoides, la válvula y el pistón. La conexión entre los solenoides de la válvula, el relevador y el arduino debe ser con precaución ya que los solenoides de las válvulas funcionan con 24 VDC y el arduino con 5 VDC y si esto no se previene se corre el riesgo de quemar el arduino.

CIRCUITO 2 Para el circuito dos, la idea principal es la de realizar un va y ven utilizando una tablilla de desarrollo arduino, una botonera y relevadores. Como primer paso fue el diseño del programa en arduino, contemplando la utilización de un cilindro de doble efecto y la de una válvula 5/2 activada eléctricamente con solenoides. Una vez teniendo el programa, se procede a la conexión entre la tabla de desarrollo de arduino, los relevadores, los botones de arranque, los solenoides, la válvula y el pistón. La conexión entre los solenoides de la válvula, el relevador y el arduino debe ser con precaución ya que los solenoides de las válvulas funcionan con 24 VDC y el

arduino con 5 VDC y si esto no se previene se corre el riesgo de quemar el arduino.

CIRCUITO 3 Para este circuito la idea principal es realizar una secuencia llamada posible, la cual tiene un diagrama de fases como el siguiente:

Conociendo ya el funcionamiento, se procede a realizar el diseño para hacer uso de la tabla de desarrollo de arduino, contemplando la utilización de finales de carrera y válvulas 5/2 activadas eléctricamente. Una vez teniendo el programa, se procede a la conexión entre la tabla de desarrollo de arduino, los relevadores, los botones de arranque, los finales de carrera, los solenoides, la válvula y el pistón. La conexión entre los solenoides de la válvula, el relevador y el arduino debe ser con precaución ya que los solenoides de las válvulas funcionan con 24 VDC y el arduino con 5 VDC y si esto no se previene se corre el riesgo de quemar el arduino. Cabe mencionar que los finales de carrera mandaran señal al arduino por lo que se deben conectar a 5 VDC para no quemar el arduino y garantizar su funcionamiento.

CIRCUITO 4 Para este circuito la idea principal es realizar una secuencia llamada imposible, la cual tiene un diagrama de fases como el siguiente:

Conociendo ya el funcionamiento, se procede a realizar el diseño para hacer uso de la tabla de desarrollo de arduino, contemplando la utilización de finales de carrera y válvulas 5/2 activadas eléctricamente. Una vez teniendo el programa, se procede a la conexión entre la tabla de desarrollo de arduino, los relevadores, los botones de arranque, los finales de carrera, los solenoides, la válvula y el pistón. La conexión entre los solenoides de la válvula, el relevador y el arduino debe ser con precaución ya que los solenoides de las válvulas funcionan con 24 VDC y el arduino con 5 VDC y si esto no se previene se corre el riesgo de quemar el arduino. Cabe mencionar que los finales de carrera mandaran señal al arduino por lo que se deben conectar a 5 VDC para no quemar el arduino y garantizar su funcionamiento.

ANALISIS DE RESULTADOS

A continuación se anexaran los códigos realizados en el programa de arduino. 1. Vaivén

2. Vaivén con rodillo

3. Secuencia Posible A+ B+ A- B-

4. Secuencia Imposible A+ A- B+ B

CONCLUSION Fue un reto debido ya que no tenemos mucho el conocimiento del arduino por lo cual si cuando se trababa de la imposible y la posible no sabíamos por dónde empezar pero con la investigación del funcionamiento y el cómo se conecta pudimos terminar nuestras prácticas.

BILBIOGRAFIA http://arduino.cl/que-es-arduino/ https://www.ingmecafenix.com/automatizacion/electroneumatica-basica/ https://www.festo-didactic.com/ov3/media/customers/1100/00065533001134644153.pdf