4.1 DIAGRAMA DEL CIRCUITO DEL MODULO DE CONTROL:

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1 CAPITULO IV: 4.1 DIAGRAMA DEL CIRCUITO DEL MODULO DE CONTROL: El diagrama detallado del circuito del modulo de control se lo realizo en el programa PROTEUS 6 PROFESIONAL ISIS. Ver figura DESARROLLO DEL CIRCUITO IMPRESO: Para la realización del circuito impreso del modulo de control lo realizamos en el programa PROTEUS 6 PROFESIONAL ARES. Según recomendaciones de fabricantes es útil realizar pistas de mayor calibre y pequeños planos en los pines de conexión de polarización, si es el caso para cada integrado. Ver figura ELEMENTOS UTILIZADOS PARA EL MODULO DE CONTROL: Cantidad: Referencias Valor 5 R1, R3, R4, R7, R8 10k 4 R2, R6, R9, R10 330R 1 R5 4k7 1 R11 470K 3 R14-R16 1K 1 R19 10R Cantidad: Referencias Valor 9 C1-C4, C7, C8, C12, C13, C19 10u 5 C5, C6, C15, C16, C18 100n Cantidad: Referencias Valor 64

2 1 U1 ATMEGA88 1 U2 MAX232 1 U U10 DS1307 Cantidad: Referencias Valor 2 Q1, Q2 TIP122 Cantidad: Referencias Valor 2 D1, D2 1N D3, D4, D6-D8, D13 LED-RED Cantidad: Referencias Valor 1 BATT1 BATT 1 J1 CONN-D9F 1 J3 VENT HUMEDAD 1 J4 VENT TEMPE 1 J5 SENSOR SHT15 1 J6 TRANSFORMADOR 1 J7 HUMEDAD 1 J9 TEMPERATURA 1 LCD1 LCD 16x2 1 X1 CRYSTAL Tabla 20. Elementos utilizados para el modulo de control 4.4 DESCRIPCIÓN DE LA PROGRAMACIÓN DEL MICROCONTROLADOR ATMEGA88 La programación del microcontrolador ATMEGA88 se lo realizo en el programa BASCOM-AVR. 65

3 BASCOM AVR El BASCOM-AVR es un compilador de BASIC para la familia AVR de ATMEL, desarrollado por la empresa Holandesa MCS Electronic para programar los microcontroladores AVR de la empresa ATMEL. Los cuales son de tecnología RISC. El programa BASCOM AVR tiene el objetivo de realizar sus proyectos de microcontroladores en un menor tiempo posible con lo cual utiliza la herramienta Basic por su fácil entendimiento y aplicación. PROGRAMADOR DEL BASCOM AVR Figura 31. Programador del Bascom AVR Fuente: BASCOM-AVR DEMO 66

4 FIGURA 28. CIRCUITO DETALLADO DEL MODULO DE CONTROL 67

5 FIGURA 29. CIRCUITO IMPRESO DEL MODULO DE CONTROL 68

6 FIGURA 30. CIRCUITO IMPRESO DEL MODULO DE CONTROL CON SUS RESPECTIVOS ELEMENTOS 69

7 FLUJO GRAMA DE LA PROGRAMACIÓN DEL ATMEGA88 70

8 PROGRAMACIÓN CONFIGURACION DE COMUNICACION $baud = $crystal = $lib "ds1307clock.lib" Config Clock = User Config Serialin = Buffered, Size = 20 $timeout = VARIABLES Dim Lili1 As Single Dim Lili2 As Single Dim Lili3 As Single Dim Lili4 As Single Dim Lili5 As Single Dim Lili6 As Single Dim Serial_in As String * 24 Dim Calendario As Byte Dim Weekday As Byte Dim Ctr As Byte 71

9 Dim Dataword As Word Dim Command As Byte Dim Dis As String * 20 Dim Actualizar As Byte Dim L As String * 4 Dim Dato As String * 20 Dim Dato1 As String * 20 Dim R As String * 4 Dim Calefactor_humedad As Byte Dim Ventilador_humedad As Byte Dim Calefactor_temperatura As Byte Dim Ventilador_temperatura As Byte Dim Calc As Single Dim Tempc As Single Dim Tempf As Single Dim Calc2 As Single Dim Rhlinear As Single Dim Rhlintemp As Single Dim Segundos As Byte Dim Minutos As Byte Dim Horas As Byte Dim Dias As Byte Dim B As Byte Dim Humedad As Byte 72

10 Dim Temp As Byte Dim Encendido As Byte Dim Automatico_humedad As Byte Dim Automatico_temperatura As Byte Dim Humedad_serial As Single Dim Humedad_serial1 As Single Dim Temperatura_serial As Single VALORES CONSTANTES DEL SENSOR Const C1 = -4 Const C2 = Const C3 = Const D2 =.01 Const D1 = Const T1f =.018 Const T1c = 0.01 Const T2 = DIRECCIONAMIENTO DEL RELOJ EN TIEMPO REAL Const Ds1307w = &HD0 Const Ds1307r = &HD1 73

11 PUERTOS DE SALIDAS Ddrb.1 = 1 Portb.1 = 0 Ddrb.2 = 1 Portb.2 = 0 Ddrb.6 = 1 Portb.6 = 0 Ddrb.7 = 1 Portb.7 = NOMBRES DE LOS PUERTOS TANTO ENTRADAS COMO SALIDAS Sck Alias Portb.5 Dataout Alias Portb.4 Datain Alias Pinb.4 Foco Alias Portb.6 Ventem Alias Pwm1a Venhume Alias Pwm1b Calefactor Alias Portb.7 74

12 CONFIGURACION DEL PWM Config Timer1 = Pwm, Pwm = 10, Compare A Pwm = Clear Down, Compare B Pwm = Clear Down, Prescale = 64 Enable Interrupts CONFIGURACION DE LOS VALORES DE HUMEDAD Y TEMPERATURA Humedad_serial = 70 Temperatura_serial = 35 Reset Foco Reset Calefactor CONFIGURACION DEL LCD Cls Cursor Off Locate 1, 1 Lcd " PLANTA AVICOLA " Locate 2, 1 Lcd " BIENVENIDOS " For B = 1 To 16 75

13 Shiftlcd Right For B = 1 To 16 Shiftlcd Left Waitms 250 Wait 2 Locate 1, 1 Lcd " REALIZADO POR " Locate 2, 1 Lcd "DIEGO PAHUANQUIZA" For B = 1 To 16 Shiftlcd Right For B = 1 To 17 Shiftlcd Left Waitms 250 Wait 2 Home U Lcd "CONTROL INACTIVO" Home L Lcd "PRESIONE ON " 76

14 INICIALIZACION DEL SENSOR Declare Sub Getit() Ddrb = &B Config Pinb.4 = Output Config Pinb.5 = Output Config Portc = Output Set Dataout For Ctr = 1 To 12 Set Sck Waitus 2 Reset Sck Waitus 2 Ctr CONDICIONES DEL PROCESO Do Inicio: 'CONTROL SERIAL Input Serial_in Noecho L = Mid(serial_in, 1, 3) If L = "TPO" Then Actualizar = 1 77

15 If L = "ONN" Then Encendido = 1 If L = "OFF" Then Encendido = 0 If L = "HAU" Then Automatico_humedad = 1 If L = "HMA" Then Automatico_humedad = 2 Reset Foco Pwm1b = 0 If L = "TAU" Then Automatico_temperatura = 1 If L = "TMA" Then Automatico_temperatura = 2 Reset Calefactor Pwm1b = 0 If L = "CH0" Then 78

16 Calefactor_humedad = 0 If L = "CH1" Then Calefactor_humedad = 1 If L = "VH0" Then Ventilador_humedad = 0 If L = "VH1" Then Ventilador_humedad = 1 If L = "CT0" Then Calefactor_temperatura = 0 If L = "CT1" Then Calefactor_temperatura = 1 If L = "VT0" Then Ventilador_temperatura = 0 If L = "VT1" Then Ventilador_temperatura = 1 L = Mid(serial_in, 1, 1) 79

17 If L = "X" Then R = Mid(serial_in, 2, 3) Temperatura_serial = Val(r) If L = "Y" Then R = Mid(serial_in, 2, 3) Humedad_serial = Val(r) If Encendido = 0 Then Automatico_temperatura = 0 Automatico_humedad = 0 Reset Calefactor Reset Foco Pwm1a = 0 Pwm1b = 0 Home U Lcd "CONTROL INACTIVO" Home L Lcd "PRESIONE ON " Goto Inicio Else If Actualizar = 1 Then Cls 80

18 Dato = Mid(serial_in, 4, 6) Dato1 = Mid(serial_in, 12, 2) Dato = Dato + Dato1 Date$ = Dato Dato = Mid(serial_in, 14, 9) Time$ = Dato Cls Actualizar = RELOJ EN TIEMPO REAL PARA VER EN LCD Incr Calendario If Calendario < 7 Then Home L Lcd "TIME " ; Time$ ; " " If Calendario => 7 Then Home L Lcd "DATE " ; Date$ ; " " If Calendario = 12 Then Calendario = 0 81

19 COMANDO DE LECTURA DE TEMPERATURA Command = &B Call Getit Tempf = D2 * Dataword Tempf = Tempf - 40 Dis = Fusing(tempf, "###.##") Print "T" ; Dis Home U Lcd "T=" ; Dis ; " " COMANDO DE LECTURA DE LA HUMEDAD Command = &B Call Getit Calc = C2 * Dataword Calc2 = Dataword * Dataword Calc2 = C3 * Calc2 Calc = Calc + C1 Rhlinear = Calc + Calc2 Calc = T2 * Dataword Calc = Calc + T1c Calc2 = Tempc

20 Calc = Calc2 * Calc Rhlintemp = Calc + Rhlinear Dis = Fusing(rhlintemp, "##.##") Print "H" ; Dis Lcd "H= " ; Dis ; " " GRADO DE DIFERENCIACION DE VALORES DE TEMPERATURA Lili1 = Temperatura_serial - 2 Lili2 = Temperatura_serial Lili3 = Temperatura_serial Print "R" ; Lili3 Waitms 12 If Automatico_temperatura = 1 Then If Tempf < Lili1 Then Ventem = 100 Set Calefactor Elseif Tempf >= Lili1 And Tempf < Lili2 Then Ventem = 350 Reset Calefactor Waitms 10 Set Calefactor Waitms 90 Elseif Tempf >= Lili2 And Tempf < Lili3 Then 83

21 Ventem = 650 Reset Calefactor Waitms 50 Set Calefactor Waitms 50 Elseif Tempf >= Temperatura_serial Then Ventem = 1022 Reset Calefactor Elseif Automatico_temperatura = 2 Then If Calefactor_temperatura = 0 Then Reset Calefactor If Calefactor_temperatura = 1 Then Set Calefactor If Ventilador_temperatura = 0 Then Pwm1a = 0 If Ventilador_temperatura = 1 Then Pwm1a = GRADO DE DIFERENCIACION DE VALORES DE HUMEDAD Humedad_serial1 = Humedad_serial + 2 Lili4 = Humedad_serial - 3 Lili5 = Humedad_serial - 2 Lili6 = Humedad_serial - 1 Print "L" ; Lili4 If Automatico_humedad = 1 Then 84

22 If Rhlintemp < Lili4 Then Set Foco Venhume = 0 If Rhlintemp >= Humedad_serial1 Then Venhume = 500 Reset Foco Else If Automatico_humedad = 2 Then If Calefactor_humedad = 0 Then Reset Foco If Calefactor_humedad = 1 Then Set Foco If Ventilador_humedad = 0 Then Pwm1b = 0 If Ventilador_humedad = 1 Then Pwm1b = 1023 Loop Sub Getit() Local Datavalue As Word Local Databyte As Byte Set Sck Reset Dataout Reset Sck Set Sck Set Dataout 85

23 Reset Sck Shiftout Dataout, Sck, Command, 1 Ddrb = &B Config Pinb.4 = Input Set Sck Reset Sck Waitus 10 Bitwait Pinb.4, Reset Shiftin Datain, Sck, Databyte, 1 Datavalue = Databyte Ddrb = &B Config Pinb.4 = Output Reset Dataout Set Sck Reset Sck Ddrb = &B Config Pinb.4 = Input Shiftin Datain, Sck, Databyte, 1 Shift Datavalue, Left, 8 Datavalue = Datavalue Or Databyte Dataword = Datavalue Ddrb = &B Config Pinb.4 = Output 86

24 Reset Dataout Set Sck Reset Sck Ddrb = &B Config Pinb.4 = Input Shiftin Datain, Sck, Databyte, 1 Ddrb = &B Config Pinb.4 = Output Set Dataout Set Sck Reset Sck End PARA TRAER DATOS DE FECHA Y HORA EN TIEMPO REAL Getdatetime: I2cstart I2cwbyte Ds1307w I2cwbyte 0 I2cstart I2cwbyte Ds1307r 87

25 I2crbyte _sec, Ack I2crbyte _min, Ack I2crbyte _hour, Ack I2crbyte Weekday, Ack I2crbyte _day, Ack I2crbyte _month, Ack I2crbyte _year, Nack I2cstop _sec = Makedec(_sec) : _min = Makedec(_min) : _hour = Makedec(_hour) _day = Makedec(_day) : _month = Makedec(_month) : _year = Makedec(_year) Return Setdate: _day = Makebcd(_day) : _month = Makebcd(_month) : _year = Makebcd(_year) I2cstart I2cwbyte Ds1307w I2cwbyte 4 I2cwbyte _day I2cwbyte _month I2cwbyte _year I2cstop Return Settime: _sec = Makebcd(_sec) : _min = Makebcd(_min) : _hour = Makebcd(_hour) I2cstart 88

26 I2cwbyte Ds1307w I2cwbyte 0 I2cwbyte _sec I2cwbyte _min I2cwbyte _hour I2cstop Return 89

27 4.5 DESCRIPCIÓN DE LA PARTE DE MONITOREO MEDIANTE EL PROGRAMA VISUAL BASIC MODULO ESTACIÓN REMOTA: Figura 32. Software del modulo estación remota. En el modulo estación remota se encuentra el software con el cual aplicamos el monitoreo de la planta avícola el cual lo realice en el Programa Visual Basic 6.0. El diseño corresponde a cada una de las actividades que debía realizar el programa, determinando la relación con el hardware en todo momento y buscando la forma mas sencilla de uso para que el operador no tenga ningún inconveniente. Tenemos un encendido y un apagado general para el sistema, el control automático o manual de la temperatura, humedad y los ventiladores. La programación de horarios con el cual el operador pone los valores de humedad y temperatura que necesite cada semana hasta llegar al fin del proceso. 90

28 COMUNICACIÓN CON EL PUERTO SERIAL: Debido a que toda la información que se transmite y recibe entre el modulo de control, es interactuado con el computador a través del puerto serial SEGURIDAD DE ACCESO: Luego de la presentación, la aplicación abre una ventana para ingresar el nombre del usuario y la clave correspondiente, donde intervienen entonces todos los aspectos relacionados con la seguridad del sistema PROGRAMADOR: El Programador fue diseñado para que el operario defina la programación semanal de la temperatura que quiere cumplir con las niquelinas conectadas al sistema automatizado. Mediante el control semanal de la temperatura el operario pone los valores de temperatura la fecha y la hora desde donde debe empezar hasta el fin del proceso en el cual se apaga el sistema. 91

29 Figura 33. Control semanal de la temperatura. La humedad en cambio se la deja definida en un solo valor ya que la humedad esta entre un rango del 50 al 70%. Figura 34. Control de la humedad. 92

30 4.5.6 PROGRAMACIÓN EN VISUAL BASIC 6.0: VARIABLES Dim J As By Dim L As Double Dim CONTROL_HUMEDAD As String Dim CONTROL_TEMPERATURA As String Dim ENCENDIDO As String Dim st As String Private Sub Check1_Click() Text18.Text = Text4.Text CONTROL DE HUMEDAD EN FORMA MANUAL Private Sub Command1_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text5.BackColor = &HFF00& If CONTROL_HUMEDAD = "MANUAL" Then enviar "VH1" For L = 1 To Private Sub Command10_Click() Text24.Text = Text4.Text 93

31 Private Sub Command11_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text6.BackColor = &HFF00& If CONTROL_HUMEDAD = "MANUAL" Then enviar "CH1" For L = 1 To Private Sub Command12_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text6.BackColor = &HFF& If CONTROL_HUMEDAD = "MANUAL" Then enviar "CH0" For L = 1 To

32 CONTROL DE HUMEDAD EN FORMA AUTOMATICA Private Sub Command13_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text31.BackColor = &HFF00& Text41.BackColor = &HC0C0FF enviar "HAU" For L = 1 To CONTROL_HUMEDAD = "AUTO" Private Sub Command14_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text41.BackColor = &HFF00& Text31.BackColor = &HC0C0FF enviar "HMA" For L = 1 To CONTROL_HUMEDAD = "MANUAL" CONTROL DE TEMPERATURA EN FORMA MANUAL Private Sub Command15_Click() 95

33 If ENCENDIDO = "ON" Then Text12.BackColor = &HFF00& If CONTROL_TEMPERATURA = "MANUAL" Then enviar "CT1" For L = 1 To Private Sub Command16_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text12.BackColor = &HFF& If CONTROL_TEMPERATURA = "MANUAL" Then enviar "CT0" For L = 1 To CONTROL DE TEMPERATURA EN FORMA AUTOMATICA Private Sub Command17_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text42.BackColor = &HFF00& Text43.BackColor = &H F 96

34 enviar "TAU" For L = 1 To CONTROL_TEMPERATURA = "AUTO" Private Sub Command18_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text43.BackColor = &HFF00& Text42.BackColor = &H F enviar "TMA" For L = 1 To CONTROL_TEMPERATURA = "MANUAL" Private Sub Command19_Click() ENCENDIDO = "ON" enviar "ONN" For L = 1 To

35 Private Sub Command2_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text5.BackColor = &HFF& If CONTROL_HUMEDAD = "MANUAL" Then enviar "VH0" For L = 1 To Private Sub Command20_Click() Text32.BackColor = &HFF& Text5.BackColor = &HFF& Text6.BackColor = &HFF& Text9.BackColor = &HFF& Text12.BackColor = &HFF& Text31.BackColor = &HC0C0FF Text41.BackColor = &HC0C0FF Text42.BackColor = &H F Text43.BackColor = &H F ENCENDIDO = "OFF" enviar "OFF" For L = 1 To

36 Private Sub Command21_Click() enviar "Y" + Text3.Text For L = 1 To Private Sub Command22_Click() enviar "X" + Text4.Text For L = 1 To Private Sub Command3_Click() If ENCENDIDO = "ON" Then Text9.BackColor = &HFF00& If CONTROL_TEMPERATURA = "MANUAL" Then enviar "VT1" For L = 1 To Private Sub Command4_Click() 99

37 If ENCENDIDO = "ON" Then Text9.BackColor = &HFF& If CONTROL_TEMPERATURA = "MANUAL" Then enviar "VT0" For L = 1 To Private Sub Command5_Click() Text18.Text = Text4.Text Private Sub Command6_Click() Text19.Text = Text4.Text Private Sub Command7_Click() Text20.Text = Text4.Text Private Sub Command8_Click() Text21.Text = Text4.Text Private Sub Command9_Click() Text22.Text = Text4.Text 100

38 Private Sub Form_Load() abrirpuerto PARA ABRIR PUERTO DE COMUNICACION Public Sub abrirpuerto() On Error GoTo mierror If Not MSComm1.PortOpen Then MSComm1.CommPort = 1 MSComm1.Settings = "38400,n,8,1" MSComm1.InputLen = 0 MSComm1.PortOpen = True Else MsgBox ("Puerto COM 1 está abierto"),, "Puerto de Comunicaciones Serial" Exit Sub mierror: MsgBox "Número de Puerto NO VALIDO", vbinformation numeropuerto = CInt(InputBox("Escriba el número de Puerto de Comunicación", "Puerto de Comunicación", "1")) abrirpuerto Public Function leer() As String If MSComm1.InBufferCount <> 0 Then st = MSComm1.Input Else 101

39 End Function Private Sub Timer1_Timer() Dim dato As String leer 'lee el contenido del puerto serial If st <> "" Then dato = Mid(st, 1, 1) If dato = "T" Then Text2.Text = Mid(st, 2, 5) If dato = "H" Then Text1.Text = Mid(st, 2, 5) Text3.Text = HScroll1.Value Text4.Text = HScroll2.Value Label1 = Date$ + " " + Time$ Public Function enviar(cadenasalida As String) On Error GoTo mierror Dim i As String If MSComm1.PortOpen = False Then MsgBox "El Puerto está cerrado, ábralo " Else MSComm1.Output = cadenasalida & Chr(&HD) If MSComm1.InBufferCount <> 0 Then i = MSComm1.Input Exit Function mierror: MsgBox "Error Inesperado con el Puerto" 102

40 End Function PARA EL CONTROL SEMANAL DE TEMPERATURA Private Sub Timer2_Timer() If ENCENDIDO = "ON" Then Text32.BackColor = &HFF00& If Date$ = Text13.Text And Time$ = Text33.Text Then enviar "X" + Text18.Text For L = 1 To If Date$ = Text14.Text And Time$ = Text34.Text Then enviar "X" + Text19.Text For L = 1 To If Date$ = Text15.Text And Time$ = Text35.Text Then enviar "X" + Text20.Text For L = 1 To

41 If Date$ = Text16.Text And Time$ = Text36.Text Then enviar "X" + Text21.Text For L = 1 To If Date$ = Text17.Text And Time$ = Text37.Text Then enviar "X" + Text22.Text For L = 1 To If Date$ = Text23.Text And Time$ = Text38.Text Then enviar "X" + Text24.Text For L = 1 To If Date$ = Text39.Text And Time$ = Text40.Text Then ENCENDIDO = "OFF" Text32.BackColor = &HFF& enviar "OFF" 'For L = 1 To

42 PARA EL FIN DEL PROCESO If ENCENDIDO = "OFF" Then Text32.BackColor = &HFF& enviar "OFF" For L = 1 To Private Sub Timer3_Timer() enviar "LILI"

43 4.6 ENSAYOS Y PRUEBAS: 1.- Primeramente se realizaron ensayos y pruebas del sensor SHT15 para saber si los valores de temperatura y humedad que teníamos en el ambiente eran los correctos, los valores del sensor lo veíamos en el LCD. 2.- Armamos el modulo de control en el proto-board para ver su funcionamiento, el control de la temperatura lo iba a ser con 4 focos dicroicos de 100W pero al momento de tratar de subir la temperatura esta no variaba mucho ya que máximo subía unos 6 grados centígrados en un tiempo de 10 minutos ya que la maqueta es de 1.05 x 0.60 m, con un alto de 0.60m, lo cual era muy poco para lo que necesitábamos en el galpón, por lo que se opto poner una niquelina de 600W para controlar la temperatura y dos niquelinas en paralelo de 500W para poder simular la humedad relativa y por el amperaje que esto representa colocamos dos reles de estado sólido ya que el control que estamos haciendo es un control ON/OFF con lo cual vamos a tener gran numero de conmutaciones, utilizamos uno para el control de la temperatura y el otro para la humedad. 3.- Luego diseñe el circuito impreso en el programa ARES 6 Professional, con lo cual tuvimos que soldar bien los elementos ya que a veces no funcionaba debido a algunas sueldas frías que hubieron. 4.- Cuando el modulo de control estuvo funcionando correctamente realizamos las pruebas desde la PC con el cual me di cuenta que la humedad relativa simulada por el calefactor variaba mucho, por cuanto opte por colocar otro calefactor en paralelo, luego de estos cambios se mejoro el control de la humedad y no tuvimos mas inconvenientes. 106