Diseño De Un Termo Sensor 3c332n

DESARROLLO DE UN TERMOSENSOR PARA LA ELABORACIÓN DE DIFERENTES TIPOS DE YOGURTS Por: Ivan Eric Mollinedo Condori INTRODUCCIÓN: El termo sensor es una máquina que se lo utiliza para la elaboración del yogurt, queso, dulce de leche o también lograr la pasteurización de la leche, etc. Esta máquina tiene la función de controlar la temperatura de un líquido por tiempos largos o cortos que dependerán del producto que se está realizando. En el ámbito económico se lo puede usar para la producción de un producto a gran escala y así mismo emprender uno mismo su negocio o micro empresa. En el ámbito educativo ya con la nueva ley Avelino Siñani y Elizardo Pérez que indica que todos los colegios se volverán técnicos, para los estudiantes será una opción de mostrarles como es la producción de yogurt, queso, dulce de leche, etc. a gran escala y sobre todo enseñarles y mostrarles el funcionamiento de la maquina proporcionándoles una visión más amplia y así mismo ellos puedan adquirir nuevos conocimientos con el objetivo de tener un desarrollo y lograr la industrialización de nuestros recursos. DESARROLLO: Para nuestro termo sensor tenemos varias opciones de realizarlo el control de temperatura y así mismo la parte mecánica. Por lo tanto primero empezaremos explicando la: PARTE MECÁNICA: Tenemos dos formas de realizar la parte mecánica una con un agitador que tiene que tener una velocidad de 2 rpm o bien con una bomba centrifuga que hará circular el líquido.

En ambos casos usaremos el sensor de temperatura. Y hay que tomar en cuenta que el recipiente debe ser de acero inoxidable para que no exista una alteración en el producto.

PARTE ELÉCTRICA: La parte eléctrica lo dividiremos en dos partes: - Etapa de control (Automatización) - Etapa de potencia (resistencias eléctricas) DIAGRAMA EN BLOQUES: En la parte eléctrica tenemos dos tipos de circuitos de control. Para la primera no necesitamos conocimientos profundos en electrónica sino simplemente electrónica básica. Para la segunda necesitamos conocimientos en programación ya sea de micro controladores, plc (computadora lógica programable), easy, logos, y así mismo conocimientos en electrónica digital.

Etapa de control: En la etapa de control explicaremos todos los dispositivos que se pueden optar o usar para nuestro termo sensor con el objetivo de mantener la temperatura deseada. En este caso para la elaboración del tipo de yogurt la temperatura oscilara entre 36°C a 42°C el cual nosotros podríamos regularlo.

TIPOS DE SENSORES: Termocupla: Las termocuplas són el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto Seebeck) del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura. Tipos de termocuplas: Las termocuplas tipo J se usan principalmente en la industria del plástico, goma (extrusión e inyección) y fundición de metales a bajas temperaturas (Zamac, Aluminio). La termocupla K y E se usa típicamente en fundición y hornos a temperaturas menores de 1300 °C, por ejemplo fundición de cobre y hornos de tratamientos térmicos. Finalmente las tipo T eran usadas hace algún tiempo en la industria de alimentos, pero han sido desplazadas en esta aplicación por los Pt100.

PT 100: Es un sensor de temperatura que basa su funcionamiento en la variación de resistencia a cambios de temperatura del medio. El elemento consiste en un arrollamiento muy fino de Platino bobinado entre capas de material aislante y protegido por un revestimiento cerámico. Características técnicas: Tipo de sensor

Resistencia de Platino 100 Ω a 0°C

Rango de t° Operativo

0 - 400 °C

Material del cuerpo

Incomel 600

Exactitud

0,5°C

Conexión

3 cables (RTD, RTD, compensación)

LM 35: El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC. Su rango de medición abarca desde -55°C hasta 150°C. La salida es lineal y cada grado centígrado equivale a 10mV, por lo tanto: 150ºC = 1500mV -40ºC = -400mV Características Sus características más relevantes son:       

Esta calibrado directamente en grados Celsius. La tensión de salida es proporcional a la temperatura. Tiene una precisión garantizada de 0.5°C a 25°C. Opera entre 4 y 30 volts de alimentación. Baja impedancia de salida. Baja corriente de alimentación (60uA). Bajo costo.

Amplificador operacional: Un amplificador operacional (comúnmente abreviado A.O., op-amp u OPAM), es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia): Vout = G· (V+ − V−) el más conocido y comúnmente aplicado es el UA741 o LM741. Originalmente los A.O. se empleaban para operaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división, integración, derivación, etc.) en calculadoras analógicas. De ahí su nombre. El símbolo de un amplificador es el mostrado en la siguiente figura:

Los terminales son:     

V+: entrada no inversora V-: entrada inversora VOUT: salida VS+: alimentación positiva VS-: alimentación negativa

Comparador: En nuestra etapa de control usaremos al amplificador operacional como comparador. Esta es una aplicación sin la retroalimentación. Compara entre las dos entradas y saca una salida en función de qué entrada sea mayor. Se puede usar para adaptar niveles lógicos. Conversor Analógico Digital. Entre las señales válidas para los sistemas digitales y las señales analógicas que son las que habitualmente encontramos en la naturaleza es necesario realizar una conversión que permita comunicar los sistemas digitales con el exterior. Esta comunicación se efectuar a en dos direcciones: 1. desde el sistema digital hacia el exterior, efectuando una conversión digital/analógica (D/A). 2. desde el exterior hacia el sistema digital, efectuando una conversión analógica/digital (A/D). Existen una gran cantidad de conversores implementados mediante una combinación de componentes electrónicos analógicos y digitales. La elección entre uno u otro diseño dependerá de las prestaciones que se requieran para cada aplicación.

En nuestro caso usaremos la conversión analógico/digital ya que el sensor de temperatura nos envía una señal analógica y para que el micro controlador reconozca esta señal se debe convertir esta a señal digital.

Micro controlador: Un micro controlador (abreviado μC, UC o MCU) es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Un micro controlador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada/salida. Un micro controlador nos ayudara a reducir los circuitos electrónicos y además tener mayores objetos de visualización ya que estos se les puede programar para una tarea especifica. Display: El display es un visualizador en el cual podemos observar una información. En este caso lo usaremos para ver la temperatura de nuestro termo sensor y así mismo calibrarla temperatura que quisiéramos.

Buffer: El buffer es un amplificador de corriente que nos proporciona salidas más exactas y así mismo nos protege contra corrientes inversas que se pueden producir por falsos os. En este caso vemos la estructura interna del 74LS245.

Optoacoplador. También se denominan optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico. Basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica. Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente emisora de luz diodo LED, y un fotosensor de silicio, normalmente en forma de fototransistor o fototriac que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso. En otras palabras, no es más que la combinación de un fotoemisior y un fotoreceptor en un único dispositivo semiconductor siendo la conexión entre ellos sólo de forma óptica.

CIRCUITO DE POTENCIA:

OR: Podemos definir un or como un aparato mecánico de conexión y desconexión eléctrica, accionado por cualquier forma de energía, menos manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de sobrecarga. AC-1 Para cargas resistivas o débilmente inductivas cos ð = 0,95. AC-2 Para cargar inductivas (cos ð = 0.65) .Arranque e inversión de marcha de motores de anillos rozantes. AC-3 Para cargas fuertemente inductivas (cos ð = 0.35 a 0.65). Arranque y desconexión de motores de jaula. AC-4 Para motores de jaula: Arranque, marcha a impulsos y frenado por inversión. RESITENCIA ELECTRICAS: La resistencia eléctrica que usaremos variara de acuerdo a la cantidad de la leche que tengamos. A mayor cantidad de leche mayor cantidad de resistencias eléctricas y así mismo este será de mayor potencia que mayormente oscilan entre 1500 (w) a 3000 (w).

CONCLUSION: La elaboración de un termo sensor (máquina) nos ayudara en gran medida tanto si queremos emprender un negocio o en la educación. Tal como se dio la implementación de la TIC’s en la educación, ahora se debe lograr la implementación de maquinas para la enseñanza y aprendizaje a nuestros estudiantes a un nivel técnico industrial. Este sería un primer paso de la creación de una maquina pero ya con los interés, propósitos, problemas, que se pueden presentar se podría crear otro o mejorarlo implementando nuevos dispositivos eléctricos, electrónicos. Esta máquina podría ser usado en todo ámbito educativo: química, física, alimentos, etc. Posteriormente con la maquina se despertara el interés de los estudiantes dándoles una visión de cómo funcionan las empresas grandes. Y así ellos tengan esa seguridad y el conocimiento de la máquina para que cuando salgan al ámbito laboral no queden sorprendidos. La escuela es quien prepara a nuestros estudiantes y que más lindo mostrándoles maquinas, instrumentos, herramientas, etc. Logrando formar verdaderos técnicos quienes serán el futuro y desarrollo de nuestra Bolivia. BIBLIOGRAFIA: -

Automatismos eléctricos: Ignacio Suñol. Electronica de potencia Muhamad Rashid