I. PORTADA

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFacultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e IndustrialInforme de Prcticas de Electrnica de Potencia

Ttulo: Medidor de Nivel de Fluidos

Carrera:Ingeniera Electrnica y Comunicaciones

rea Acadmica:Fsica y Electrnica

Lnea de Investigacin:Sistemas Electrnicos

Ciclo Acadmico y paralelo:Sexto Electrnica A

Alumnos participantes:Campaa JohnDvila LeninDario SolisAndrade DiegoRamos ngelToapanta CeciliaLanda AlexandraFlores EstefaniaVeloz CesarVillagrn Stalin

Mdulo y Docente:InstrumentacinIng. Santiago Collantes

Abril 2015 - Septiembre 2015

II. Desarrollo

1.1 Ttulo

Medidor de Nivel de Fluidos

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo general Elaborar una interfaz en Software de Labiew el cual nos permite adquirir y monitorear el funcionamiento de la maqueta de sensor de nivel.

1.2.2 Objetivo especficos Transmitir la codificacin a travs de una tarjeta bidireccional Arduino precargando la configuracin del LIFA_BASE adecuado.

1.3 Palabras clave:

Labiew, Medidor de Nivel de Fluido, Arduino, Programacin.

1.4 IntroduccinEn las actividades industriales, los insumos y las cargas detrabajono son infinitas, constantemente se deben estar proveyendomaterialespara mantener lasoperaciones. Ahora, en qu momentos se deben hacer recargas de materiales u otros insumos. Deben existir mecanismos para determinar con precisin los estatus generales de los elementos necesarios para el funcionamiento industrial, ms all de la planificacin econmica y los cronogramas de actividades que prevn los momentos en los que se requerirn implementos. Frecuentemente ocurren situaciones inesperadas qued desvan un poco las planificaciones. Entonces, losprocesosindustriales deben tener algn tipo de dispositivo que controle los niveles de insumos que se disponen y que se van consumiendo. Estos son los medidores de niveles.En este trabajo investigativo, se estudiarn en detalle, los medidores de nivel ms usados en lquido y slidos. Se estudiarn desde los que usanprincipiosmecnicos hasta los electromagnticos. Sealando su importancia en el momento de establecer el balance entre losproductosconsumidos y los finales, lo cual da una visin del rendimiento de los procesos.

Medidores de nivel de lquidosLos medidores de lquidos trabajan midiendo, bien directamente la altura del lquido sobre una lnea de referencia, bien la presin hidrosttica, bien el desplazamiento producido por un flotador por el propio lquido contenido en el tanque, o bien aprovechando las caractersticas elctrica del lquido.Los primeros, instrumentos de medida directa se dividen en: sonda, cinta y plomada, nivel de cristal e instrumentos de flotador. Estos usan el principio mecnico de transmisin demovimientoentrando en contacto directo con el lquido mediante algn brazo de extensin, adems operan a presin atmosfrica generalmente y se puede decir que son los ms simples y menos costosos. Por ello, son de granutilidady frecuentemente son los candidatos escogidos en laindustriasiempre y cuando las caractersticas del lquido y delprocesolo permitan.Los aparatos que miden el nivel aprovechando la presin hidrosttica se dividen en: Medidor manomtrico. Medidor de membrana Medidor tipo burbujeo Medidor de presin diferencial de diafragma.Estos aparatos son un poco ms complejos en tanto usan el principio de que la presin en la base de un tanque contenedor de un lquido es directamente proporcional a la altura ydensidadde la columna de fluido.El empuje producido por el propio lquido lo aprovecha el medidor de desplazamiento a barra de torsin. Que consiste en un flotador parcialmente sumergido en el lquido y conectado mediante un tubo de torsin unido rgidamente al tanque.Los instrumentos que utilizan las caractersticas elctricas del lquido se clasifican en: Medidor resistivo Medidor conductivo Medidor capacitivo Medidor Ultrasnico Medidor de radiacin Medidor de lser.Todos los fluidos tienen propiedades elctricas que los hacen distintivos, mediante dispositivos o electrodos que permiten el paso de cierta forma de onda electromagntica o flujo de partculas que al ser recogidas muestran alteraciones que permiten calcular el nivel del lquido.

1.5 Materiales y Metodologa

1.5.1 Materiales Equipos Arduino Balde Agua con Sal Multmetro Software LabiewFigura 5: Esquema configuracin de puente rectificador.UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL

1.5.2 Marco Terico La variedad de sistemas de medida para aguas subterrneas se incrementa continuamente. Sin embargo, a medida que se utilizan tecnologas ms sofisticadas, el precio final de estos equipos tambin aumenta, por lo que la relacin entre el precio y el retorno de la inversin es baja en ciertas aplicaciones. Por lo tanto, la inversin en Investigacin y Desarrollo, por parte delas empresas generadoras de tecnologa en este campo, es una necesidad imperiosa, con el objetivo de desarrollar diseos razonablemente confiables y de alta disponibilidad, cuya relacin precio/valorsea atractivo para la mayora de las aplicaciones.

Los medidores de nivel de agua estn constituidos por dispositivos generalmente muy simple y, en algunos casos pueden ser construidos localmente innumerables las posibilidades; la creatividad y el ingenio producen las soluciones ms variadas. No obstante, existen entre otros, las siguientes formas clsicas de medir el nivel del agua:-Reglas Limnimetrica -tubo piezmetro con visor de vidrio -Flotador -Medidor neumtico-Medidor con resistencia variableArduinoArduino es el nombre del proyecto microcontrolador Arduino oficial, alojado en http://arduino.cc. Aunque el nombre "Arduino" no est oficialmente registrado, generalmente es respetado por la comunidad como propiedad del equipo Arduino.Al tratarse de OSHW existen multitud de proyectos y placas basadas en Arduino que pueden ser totalmente compatibles con este, o que han sufrido ligeras modificaciones, ya sea para hacerlas especificas para ciertos trabajos o bien para reducir su coste."Freeduino" es un nombre que identifica las variantes del proyecto Arduino que no fueron creadas por el equipo oficial de desarrollo Arduino.Algunos de estos freeduinos serian Boarduino, uDUINO, iDuino, ArduPilot,

Figura 1.- Arduino Uno, Arduino Mega

El objetivo de Arduino y sus placas es ofrecer a la gente la posibilidad de seguir la filosofa DIY(Do it yourself).Software de Desarrollo de Sistemas NI LabVIEWEl software LabVIEW es ideal para cualquier sistema de medidas y control y el corazn de la plataforma de diseo de NI. Al integrar todas las herramientas que los ingenieros y cientficos necesitan para construir una amplia variedad de aplicaciones en mucho menos tiempo, NI LabVIEW es un entorno de desarrollo para resolver problemas, productividad acelerada y constante innovacin.Qu es LabVIEW?LabVIEW es una plataforma de programacin grfica que ayuda a ingenieros a escalar desde el diseo hasta pruebas y desde sistemas pequeos hasta grandes sistemas. Ofrece integracin sin precedentes con software legado existente, IP y hardware al aprovechar las ltimas tecnologas de cmputo. LabVIEW ofrece herramientas para resolver los problemas de hoy en da y la capacidad para la futura innovacin, ms rpido y de manera ms eficiente.

Como conectar arduino con labVIEW.LabVIEW es un extenso entorno de desarrollo que brinda a cientficos e ingenieros integracin con hardware sin precedentes y amplia compatibilidad. LabVIEW lo inspira a resolver problemas, acelera su productividad y le da la seguridad para innovar continuamente para crear y desplegar sistemas de medidas y control.Como nos afirman en la pgina Web de National Instruments, LabVIEW es un entorno de desarrollo orientado a cientficos e ingenieros, que tiene como objetivo ayudarnos a programar grficamente de una manera sencilla. Adems, tienes bibliotecas integradas y especficas para ingeniera de funciones de software e interface de hardware y caractersticas para anlisis, visualizacin y compartir datos.Nosotros, utilizaremos las herramientas que se nos proporcionan para controlar nuestro Arduino desde el monitor de nuestro PC con una interfaz grfica que nosotros vamos a crear. A partir de ahora, nosotros mismos haremos las interfaces de usuario para nuestros proyectos, y no slo los de Arduino. Estaremos innovando continuamente!Para comenzar, instalaremos el programa, desde la pgina Web de National Instruments. A continuacin, conectaremos el Arduino al ordenador a travs del cable con el que le cargamos los sketches que programamos.Una vez que instalemos la toolkit de Arduino, tendremos que cargar el sketch con la interfaz que nos proporciona LabVIEW en nuestra placa.Con LabVIEW puede lograr ms en menos tiempo ya que es el nico entorno de programacin grfica; bibliotecas integradas y especficas para ingeniera de funciones de software e interfaces de hardware y caractersticas para anlisis, visualizacin y compartir datos.Esta interfaz, la encontraremos en la carpeta donde hayamos instalado LabVIEW. A continuacin, nos meteremos en vi.lib y, a continuacin, en LabVIEW Interface for Arduino. Tras esto, en Firmware y, finalmente, en LVIFA_Base. Cuando estemos dentro de la carpeta, abriremos el software de Arduino y, cargaremos los sketches. Ya estamos listos para utilizar Arduino con LabVIEW.LabViewvi.libLabVIEW Interface for ArduinoFirmwareLVIFA_BaseVamos a empezar a montar nuestro proyecto!Una vez abramos LabVIEW, ya sea la versin de evaluacin (dura 30 das) o la versin de pago, nos aparecer esta pantalla y, haremos click en Blank VI (Blank Virtual Instrument).Al abrir un nuevo proyecto, nos aparecern dos ventanas. Una de ellas es el Front Page, donde le daremos forma a nuestro proyecto. La otra, es Block Diagram. En esta, estar el corazn de nuestro programa.

Como vemos, tenemos disponibles las herramientas de Arduino para poder utilizarlas de la manera que queramos.Tiene que quedar claro que NO VAMOS A PROGRAMAR. Vamos a crear un diagrama de bloques, que realizar las funciones de lecturas analgicas, digitales, escrituras, PWM, etc.En este proyecto, vamos a encender un LED a partir de una salida PWM, es decir, desde la pantalla de nuestro ordenador, con nuestro ratn, encenderemos un LED. Ms adelante, realizaremos proyectos algo ms complejos, pero para empezar, este proyecto es perfecto. Adems, visualizaremos la forma de onda en un eje temporal que le introducimos al Arduino para que saque la salida PWM en el pin nmero 11.Nuestro archivo, quedar finalmente as:

1.5.3 Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones Establecimos una lgica adecuada a travs del diseo controlado por Labiew para las respectivas adquisiciones y mediciones de nivel configurada en pares. Obtuvimos las variables a manera de seal digital a travs de una placa de Arduino utilizando la codificacin adecuada implementada en Labiew.

Recomendaciones: Precargar un software actual de National Instrument verificando su funcionamiento adecuado. Obtener una versin de LIFA_BASE que nos permita compilar adecuadamente la tarjeta Bidireccional de Arduino. Verificar que las conexiones estn de acuerdo a las respectivas configuraciones de pines de la tarjeta Arduino. Controlar que el fluido usado sea un conductor elctrico. Comprobar que el voltaje enviado en la fuente no exceda los 5 V.

ANEXOS

Figura 2Figura 3

Figura 4Figura 5