Artículo CIBELEC_2012 Incubadora Avícola Inteligente_NDJ

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5TO CONGRESO IBEROAMERICANO DE ESTUDIANTES DE INGENIERÍA ELÉCTRICA (V CIBELEC 2012) Resumen— En este trabajo se presenta el desarrollo de un sistema automático que permite incubar huevos de aves y presentar la información térmica en el computador. El sistema comprende un circuito electrónico de control, la estructura del ambiente de incubación, un sistema electromecánico para el volteado automático de los huevos y un software instalado en el computador para la visualización y el ajuste de la temperatura de incubación. El circuito electrónico utiliza un microcontrolador PIC16F877A, para realizar las tareas de control y comunicación con el computador. La técnica de control utilizada es del tipo on-off. Las pruebas preliminares demostraron que funciona con errores inferiores a 0,1 grados centígrados (°C) en la medición de temperatura, 1,1 °C en la inercia del control sobre el calefactor, y 0,1 °C dentro del ambiente de incubación. En la comunicación con el computador no se detectaron errores. Palabras claves— Desarrollo de tecnología propia, sistema de incubación automático, control de temperatura. I. INTRODUCCIÓN Se han realizado muchos intentos en la producción de aves. Las primeras Artículo recibido el xx de Enero de 2011. L.A.R.M., G.A.C. y S.M.A. están con el Instituto Universitario de Tecnología de Cabimas (IUTC) y a la Misión Sucre. Email: [email protected] , [email protected] . N.D.J. Está en la Universidad de Los Andes, Av. Tulio Febres Cordero, Grupo de Ingeniería Biomédica (GIBULA), Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Eléctrica, Mérida, Estado Mérida, Venezuela, Telf. +58-274-2402906, Email: [email protected] . incubadoras desarrolladas con tecnología moderna se remontan al año de 1924 cuando la empresa Incubadoras Victoria, funda en Pavía (Italia) una fábrica de incubadoras en tres modelos: pequeños, promedios e industriales [1]. Álvarez [2], menciona que, en la incubación natural, las aves voltean los huevos que incuban con cierta frecuencia, de ahí que en el proceso de incubación artificial sea necesario repetir este procedimiento mediante medios mecánicos. El desarrollo de los embriones transcurre normalmente sólo cuando los huevos son volteados periódicamente durante los primeros 18 días de incubación. El huevo, pierde agua durante todo el período de incubación, es decir, sufre un proceso de desecamiento. Por este motivo, el embrión está expuesto a pegarse a las membranas internas de la cáscara, lo que puede provocar su muerte, en particular durante los primeros seis días de incubación. La frecuencia de volteo óptima es de una vez cada 1 ó 2 horas. El giro debe alcanzar los 90 grados. En general, la necesidad de volteo del huevo empieza desde que el huevo es puesto en la incubadora, hasta 2 o 3 días antes de que el pollo empiece a picar [3]. Tiras de albúmina, enredadas entre sí, se extienden desde la yema, entre la clara y hasta los dos extremos del huevo. Estas tiras, llamadas chalaza, ayudan a mantener la yema en el centro del huevo. Al introducirlo en un ambiente de 37.7ºC, en la incubadora, la albúmina comienza a hacerse más acuosa, la chalaza pierde su Desarrollo de Incubadora Avícola Inteligente para Investigación y para Uso Comunitario Luis Alberto Ruiz Morales, Germán Altuve Calderón, Sabino Montes Álvarez, Nelson Dugarte Jerez

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5to Congreso Iberoamericano de Estudiantes de Ingeniera Elctrica (V CIBELEC 2012) [footnoteRef:1] [1: Artculo recibido el xx de Enero de 2011.L.A.R.M., G.A.C. y S.M.A. estn con el Instituto Universitario de Tecnologa de Cabimas (IUTC) y a la Misin Sucre. Email: [email protected], [email protected]. N.D.J. Est en la Universidad de Los Andes, Av. Tulio Febres Cordero, Grupo de Ingeniera Biomdica (GIBULA), Facultad de Ingeniera, Escuela de Ingeniera Elctrica, Mrida, Estado Mrida, Venezuela, Telf. +58-274-2402906, Email: [email protected]. ]

Desarrollo de Incubadora Avcola Inteligente para Investigacin y para Uso ComunitarioLuis Alberto Ruiz Morales, Germn Altuve Caldern, Sabino Montes lvarez, Nelson Dugarte JerezResumen En este trabajo se presenta el desarrollo de un sistema automtico que permite incubar huevos de aves y presentar la informacin trmica en el computador. El sistema comprende un circuito electrnico de control, la estructura del ambiente de incubacin, un sistema electromecnico para el volteado automtico de los huevos y un software instalado en el computador para la visualizacin y el ajuste de la temperatura de incubacin. El circuito electrnico utiliza un microcontrolador PIC16F877A, para realizar las tareas de control y comunicacin con el computador. La tcnica de control utilizada es del tipo on-off. Las pruebas preliminares demostraron que funciona con errores inferiores a 0,1 grados centgrados (C) en la medicin de temperatura, 1,1 C en la inercia del control sobre el calefactor, y 0,1 C dentro del ambiente de incubacin. En la comunicacin con el computador no se detectaron errores.

Palabras claves Desarrollo de tecnologa propia, sistema de incubacin automtico, control de temperatura. INTRODUCCINSe han realizado muchos intentos en la produccin de aves. Las primeras incubadoras desarrolladas con tecnologa moderna se remontan al ao de 1924 cuando la empresa Incubadoras Victoria, funda en Pava (Italia) una fbrica de incubadoras en tres modelos: pequeos, promedios e industriales [1].lvarez [2], menciona que, en la incubacin natural, las aves voltean los huevos que incuban con cierta frecuencia, de ah que en el proceso de incubacin artificial sea necesario repetir este procedimiento mediante medios mecnicos. El desarrollo de los embriones transcurre normalmente slo cuando los huevos son volteados peridicamente durante los primeros 18 das de incubacin. El huevo, pierde agua durante todo el perodo de incubacin, es decir, sufre un proceso de desecamiento. Por este motivo, el embrin est expuesto a pegarse a las membranas internas de la cscara, lo que puede provocar su muerte, en particular durante los primeros seis das de incubacin. La frecuencia de volteo ptima es de una vez cada 1 2 horas. El giro debe alcanzar los 90 grados.En general, la necesidad de volteo del huevo empieza desde que el huevo es puesto en la incubadora, hasta 2 o 3 das antes de que el pollo empiece a picar [3]. Tiras de albmina, enredadas entre s, se extienden desde la yema, entre la clara y hasta los dos extremos del huevo. Estas tiras, llamadas chalaza, ayudan a mantener la yema en el centro del huevo. Al introducirlo en un ambiente de 37.7C, en la incubadora, la albmina comienza a hacerse ms acuosa, la chalaza pierde su capacidad de mantener la yema en su lugar y la yema flota en la clara [4]. La albmina (clara) del huevo no contiene partculas de grasa y cuenta con un peso especfico muy cercano al del agua. La yema, por el contrario, tiene un contenido relativamente alto de grasa. Grasas y aceites tienen pesos especficos menores al del agua y flotan en ella. La yema tiende a hacer lo mismo, flota en la clara. Si el huevo es dejado en una misma posicin, la yema tiende a flotar en la clara y se pega al cascarn [5].El peso especfico del embrin lo lleva a mantenerse en la parte superior de la yema, durante los primeros das, por debajo y muy cercano a la cscara. El embrin en desarrollo siempre se encuentra en la superficie ms elevada de la yema [6]. Cuando el huevo es volteado, la yema gira en la albmina y el embrin se posiciona de nuevo en la parte superior. La naturaleza hace esto para que el embrin est siempre en la mejor posicin para recibir calor de su madre. Si el huevo no es volteado, la yema tiende a flotar y empuja al embrin contra el cascarn, lo que ocasiona su dao o muerte. A partir del tercer da de incubacin los huevos deben ser volteados para impedir que la yema se adhiera a las membranas, lo que dara lugar, en los primeros das de incubacin a un deficiente desarrollo de la zona vascular. Por otra parte, el volteo contribuye a homogeneizar la temperatura [7].El volteo nunca se debe llevar a cabo en una sola direccin ya que ello puede provocar alteraciones de la membrana corioalantoidea y de otras estructuras internas del huevo. A partir del da 18 no deben voltearse. Los huevos no deben voltearse ms cuando falten de 2 a 3 das para el nacimiento de los pollos. Estos necesitan posicionarse dentro del huevo para poder picar el cascarn y lo hacen mejor si estn quietos cuando este proceso tiene lugar. Para este momento, el embrin es lo suficientemente grande y ha consumido la mayor parte de la yema, por lo que ya no corre peligro de ser aplastado entre la yema y el cascarn [6] [7].Normalmente la fase de nacimiento es de 1 a 3 das. En esta fase se debe incrementar la ventilacin, debido a que el embrin necesita ms Oxigeno (O2), ya que despus de los 18 das y hasta los 21 das, se produce la transicin de la respiracin corioalantoidea del embrin a la respiracin pulmonar. En la actualidad estos desarrollos se han utilizado en mltiples aplicaciones [8]; una de ellas ha sido proteger algunos reservorios de aves en el mundo, como por ejemplo el proyecto con incubadoras de Raymundo Hidalgo (2010) llamado El arca de No aviar [9] con el propsito de resguardar cada una de las especies por parejas y en pequeas comunidades, en un hbitat permisible para la proliferacin de aves. Dicho reservorio se encuentra en el municipio de Ixtapaluca, estado de Mxico. Sin embargo, la aplicacin ms importante sigue siendo la produccin de aves para el consumo humano.Actualmente, en Venezuela, un alto porcentaje de pollitos son trados por importacin, desencadenado altos precios y en muchos casos generando escasez y desabastecimiento, tambin cabe resaltar la demanda en el consumo de carne de aves en la poblacin Venezolana, por tal motivo se plantea el diseo y fabricacin de un equipo de incubacin que sea de fcil acceso y manejo al productor del agro Venezolano, desarrollado con tecnologa propia, para el beneficio de todos aquellos productores que estn involucrados en el proceso de produccin de aves. El proyecto est orientado a la incubacin de huevos de aves. El sistema simula las condiciones naturales para la incubacin de cualquier ave: Pollo, codorniz, pato o pavo [10]. Lo novedoso de este sistema se caracteriza por un software diseado para visualizar la temperatura en el computador y permitir al usuario del sistema cambiar el nivel de temperatura desde el software. Para esto se transmite y recibe informacin de la computadora por el puerto USB. Este software se dise para dar la capacidad de estudiar el comportamiento de la temperatura en funcin del tiempo en el ambiente de incubacin. Esta caracterstica permite utilizar este instrumento para el desarrollo cientfico en el estudio y el mejoramiento gentico y embrionario de las aves.Se trata de un proyecto que aumenta la produccin avcola en pro de nuestra seguridad alimentaria, enmarcado en la IV Lnea General del Plan de Desarrollo Econmico y Social de la Nacin (2007-2013) Modelo Productivo Socialista.MetodologaEl sistema est compuesto por cuatro partes, Fig. 1. La primera parte, el hardware mecnico, est constituido por los elementos que requiere el ambiente de incubacin. La segunda parte, el hardware electrnico, permite controlar todo el sistema en general y la comunicacin con la computadora. La tercera etapa est constituida por el software que contiene los algoritmos de control del microcontrolador. Y la cuarta etapa est conformada por el software instalado en el computador para el monitoreo de las seales de temperatura dentro de la incubadora.

Fig. 1. Diagrama del Sistema.

Hardware mecnicoEl diseo del hardware mecnico est constituido por: El chasis de soporte, las puertas de contencin, las bandejas de soporte para la incubacin, el sistema mecnico para el volteado de los huevos, y el calefactor que suministra el calor para el ambiente de incubacin, Fig. 2.

FIG. 2. Hardware Mecnico de la Incubadora

El chasis del equipo est formado por una caja externa y una caja interna. La caja externa tiene la finalidad de aislar la temperatura del chasis interno [11], as como tambin soportar y envolver a todos los componentes del sistema para su presentacin exterior. La caja interna es de aluminio y conforma el ambiente de incubacin. Sobre el chasis interno estn colocados el calefactor, el termistor y el mecanismo de volteado. En su interior estn contenidas dos bandejas que soportan los huevos para su incubacin.La contencin del ambiente de incubacin se realiza por medio de dos puertas. La puerta externa protege el contenido del exterior. La puerta interna tiene la funcin de proporcional el aislamiento trmico [12]. La misma est construida de lmina de acrlico transparente con la finalidad de permitir la visin del contenido en el ambiente de incubacin sin tener que abrirla y as evitar prdidas de calor.Las dos bandejas de soporte de los huevos estn elaboradas en lmina de aluminio y sujetas por las guas colocadas en el interior del ambiente de incubacin. La gua fijada en el lateral izquierdo es utilizada para el soporte de la bandeja y la fijada al lado derecho es una gua ranurada diseada para el anclaje de la bandeja, con la cual se acoplan al sistema mecnico de volteado. Cada bandeja tiene una capacidad para colocar 39 huevos, para un total de 78 huevos en las dos bandejas.El sistema para el volteado de los huevos est conformado por un mecanismo de engranajes que adaptan la velocidad y potencia mecnica que suministra un motor en forma continua, transformndola en un movimiento angular sobre las bandejas, Fig. 3. Este movimiento angular genera una inclinacin de las bandejas en un ngulo de 45 hacia cada lado, en lapsos intermitentes definidos en el microcontrolador, el cual para las pruebas iniciales fue de 30 minutos. Esto se hace para causar un movimiento de inclinacin sobre los huevos, con la finalidad de evitar que el embrin se pegue a la cscara.

Fig. 3. Sistema Mecnico Ensamblado.

Para suministrar calor en el espacio de incubacin se utiliza un calefactor industrial porcelanizado, cuya construccin industrial est compuesta por una bobina de alambre resistivo enrollada en un tubo circular de cuarzo porcelanizado (Silicio puro Vitrificado), del tipo utilizado en cocinas de uso domestico. El calefactor se encuentra ubicado en la parte inferior del chasis interno, Fig. 4. Puesto que el chasis interno est construido en aluminio y a que el calefactor se coloc firmemente con acoplamiento trmico, la transferencia de calor es irradiada por todo el interior del ambiente de incubacin.

Fig. 4. Ubicacin del Calefactor.

Hardware ElectrnicoEl hardware electrnico, conforma el dispositivo fsico donde estn ensamblados los circuitos electrnicos encargados de digitalizar, controlar y transmitir los datos correspondientes a la informacin digital de la temperatura en el ambiente de incubacin.El hardware electrnico est constituido por cuatro etapas, el transductor de temperatura, los circuitos de control, el circuito de potencia y la etapa de visualizacin. Adicionalmente se dise el circuito de alimentacin que se encarga de suministrar la energa a todo el sistema.La medicin de la temperatura es lo que permite conocer el funcionamiento del sistema. El circuito diseado consta de un sensor de temperatura y un circuito de condicionamiento de seales, Fig. 5.

Fig. 5. Circuito para la medicin de la temperatura

El sensor de temperatura seleccionado es un termistor con coeficiente de temperatura negativo (NTC). Su funcionamiento se basa en el decremento de la resistencia elctrica en funcin de los incrementos de temperatura. El circuito donde se utiliz el termistor fue linealizado en un rango de temperatura de 20 a 50 C. Este proceso permite minimizar el error causado por la curva caracterstica del termistor. El clculo de Linealizacin permite calcular la resistencia RT que se conecta en paralelo con el termistor. El valor obtenido de RT result de 1800 ohmios ().El Puente de Wheatstone [13], Fig. 6, corresponde a un sistema realimentado, en el cual el valor de la resistencia Rx est definido por el paralelo de la resistencia NTC (resistencia del termistor) con la resistencia RT (resistencia utilizada para linealizar la medicin). El valor de Rx depende de la temperatura en el ambiente de incubacin esto causa el desbalance del puente, permitiendo obtener un valor de voltaje proporcional a la temperatura censada.

Fig. 6. Puente de Wheatstone.

Para efectos de clculo, los valores R2 y R4 se fijaron arbitrariamente. Ro es la resistencia del termistor a 0C, la cual medida es de 7,0 K y RT se calcul en la linealizacin. Con la aplicacin numrica de la ecuacin (1), se obtuvo R1.

(1)

La resistencia ajustable R2, permite calibrar el puente de manera tal que la diferencia de tensin en los nodos de salida del puente sea igual a 0 V cuando el termistor NTC este a una temperatura de 0C. La salida del puente de Wheatstone es amplificada por el circuito integrado OPA-2335, Fig. 5, con la intencin de hacer corresponder una salida de 0,1 V por cada grado centgrado de la temperatura (0,1 V/C). La ganancia del amplificador se calcul tomando en cuenta los valores de salida de voltaje del puente de Wheatstone con el termistor cambiando entre 0 C y 31C.El dispositivo utilizado para el circuito de control [14]. es un microcontrolador PIC16F877A [15], el cual utiliza un circuito oscilador de reloj con un cristal de cuarzo de 4Mhz conectado por los pines 13 y 14 de microcontrolador.El pin identificado como RA0 es utilizado como puerto analgico de entrada. La seal recibida del transductor se digitaliza, con el convertidor A/D del microprocesador. El voltaje de entrada puede estar entre 0 y 5V. La respuesta esperada del transductor es de 0,1 V/C, con lo cual se puede medir valores de temperatura entre 0 y 50 C.La resolucin de la medida est definida por el convertidor A/D. En el microcontrolador utilizado es de 10 bits por muestra, lo que define una resolucin de 0,05 C.El control de temperatura se realiza comparando el valor de entrada con un valor de referencia que por defecto est fijado en 38C pero puede cambiarse desde el software instalado en el computador. El proceso de control del sistema es de tipo ON-OFF. El intervalo que utiliza el microcontrolador para realizar el cambio de encendido y apagado del calefactor es de 0,05 C. El encendido del calefactor se realiza cuando el microcontrolador detecta una temperatura igual o menor 37,95C y se desactiva cuando la temperatura es mayor o igual a 38.0C.El circuito de potencia lo conforman los dispositivos que se encargan de manejar la corriente que pasa por la resistencia calefactora. La salida del microcontrolador por el pin RB4, acta sobre el circuito de aislamiento, identificado como U3, Fig. 7. El dispositivo U3 es el circuito integrado de acoplamiento ptico MOC3031M. Este componente se utiliza para activar el triac identificado como U4. Cuando el led interno del dispositivo U3 es energizado se genera un disparo por la compuerta G del triac, esto hace que se cierre el circuito entre sus terminales MT2 y MT1. La activacin del triac consiente que se presente una diferencia de potencial sobre el calefactor, permitiendo la transferencia de energa para calentar el ambiente de incubacin.

Fig. 7. Circuito de potencia.

La pantalla grfica (display) ubicada en el panel frontal es la encargada de mostrar la temperatura en el ambiente de incubacin. Esta pantalla est diseada con tres displays siete segmentos del tipo nodo comn. Los valores numricos que se pueden mostrar en la pantalla grfica representan la temperatura entre 00.0 C y 50.0 C. El circuito de control esta alimentado con una fuente lineal diseada para integrarse como parte del sistema. Los dispositivos electrnicos de esta etapa lo conforman un trasformador reductor que a su entrada recibe la tensin de toma de lnea y reduce en un secundario a 12 Vac con derivacin central, identificado como TR2, Fig. 8.

Fig. 8. Circuito de la fuente de poder.

La tensin de salida del transformador es rectificada con el puente BR1. La salida del puente es filtrada para conformar la alimentacin Vnr que suministra energa al motor que acciona el mecanismo para el volteado. Adicionalmente se toma la salida filtrada para ser regulada a 5V a travs de un LM-7805, identificado como U5. La salida de 5V suministra la energa al resto de los componentes del sistema. Una de las etapas de innovacin de este sistema es la comunicacin de datos con el computador. Esto permite que la temperatura pueda ser ajustada y monitoreada desde en un computador mientras el instrumento se encuentra en operacin [16]. Para esto se utiliza el circuito integrado CP-2102. Este dispositivo permite la transferencia de datos va USB con protocolo serial UART en formato RS232, con velocidad mxima de transferencia de 921600 baudios. Donde un baudio equivale a la transferencia de un bit por segundo. El circuito electrnico se ensambl en una tarjeta de circuito impreso. En el diseo de la cara superior se instalaron los componentes del transductor de temperatura, el sistema de control y los circuitos de potencia, Fig. 9a. En la cara inferior se ensamblaron los displays, el conector externo de USB y se incluy un led para indicar el funcionamiento de los circuitos USB, Fig. 9b.

(a)Cara superior(b) Cara inferiorFig. 9. Circuito impreso del sistema de incubacin.

Software Instalado en el MicrocontroladorEl software del microcontrolador est definido por el programa que comanda todas las operaciones de control de los circuitos electrnicos. Los algoritmos de este software se codificaron en lenguaje ensamblador.El programa principal del algoritmo instalado en el microcontrolador se esquematiza en el diagrama de flujo de la Fig. 10.

Fig. 10. Diagrama del bloque del programa principal.

El programa se inicia cuando el microcontrolador se energiza y contina en un ciclo infinito hasta que la incubadora se apaga. El proceso comienza con la configuracin de los diferentes puertos como entradas y salidas. Los puertos se identifican en el microcontrolador como los pines de conexin elctrica por medio de los cuales se manejan el resto de los dispositivos del sistema. En el siguiente bloque se cargan los valores de temperatura a controlar, dados por defecto al inicializarse el sistema. Tambin se inicializan las variables requeridas en el proceso.Seguidamente se activan las interrupciones por RB0 y del TMR0. Despus de activar las interrupciones el microcontrolador queda en un lazo infinito hasta que se active el llamado de interrupcin, cuando esto ocurre se activa la subrutina mostrada en la Fig. 11.

FIG. 11. Diagrama de la subrutina de interrupcin por TMR0.

La interrupcin generada por el temporizador TMR0, se produce en intervalos de tiempo de 2 ms y sirve para coordinar las acciones bsicas de control. Seguidamente al llamado de esta interrupcin se cargan nuevamente el vector de interrupciones y se procede a la rutina para encender los tres displays. Esta accin se realiza comprobando cul de los tres display est encendido para apagarlo y encender el que corresponde en la secuencia, de esta manera cada display se mantiene encendido por 2 ms y apagado por 4 ms en una secuencia de ciclo repetitivo.Seguidamente se verifica si han transcurrido un total de 125 llamados de esta interrupcin. Esta accin verifica si ha pasado un tiempo de 250 ms. Si el tiempo no se ha completado se procede a salir de la rutina general. Si el tiempo se ha completado se contina con las rutinas de medicin y transmisin de temperatura.Esta rutina de medicin, en primer lugar activa el convertidor A/D para digitalizar una muestra correspondiente a la temperatura del sistema. Seguidamente carga este valor en las variables correspondientes que se utilizan para realizar el control y para fijar el valor numrico de los display. Luego transmite la informacin correspondiente a la muestra adquirida va USB.En el bloque siguiente llama a la subrutina de control. En esta operacin se realiza la comparacin de la temperatura de entrada con el valor fijado como temperatura deseada, y se decide si el calefactor debe estar encendido o apagado para mantener el valor de temperatura constante.Esta rutina se finaliza con un llamado a la subrutina de volteado de los huevos, la cual tiene la funcin de activar el funcionamiento del motor, para que el mecanismo de volteado de los huevos genere el respectivo cambio de inclinacin. La accin se produce cuando se verifica que ha transcurrido un tiempo de 30 minutos desde el ltimo volteado. La interrupcin por RB0 se produce en el instante en que se confirma la entrada de un dato transmitido desde el computador va USB. En este procedimiento se leen dos datos consecutivos, que componen el nmero correspondiente a un nuevo valor de referencia de la temperatura de control. Al terminar esta rutina se retorna al ciclo de espera, donde el microcontrolador queda inactivo hasta un nuevo llamado de interrupcin.Software instalado en el computador.El software instalado en el computador es un programa desarrollado en Visual Basic para correr bajo Windows. Est diseado para servir sirva de interfaz grfica y de control por parte del usuario. El software permite el monitoreo de la seal de temperatura en el ambiente de incubacin y da la posibilidad al usuario de cambiar los valores de la temperatura deseada dentro del ambiente de incubacin. La interfaz consta de una grfica milimetrada, dos botones de control y dos cuadros de texto indicadores de temperatura, Fig. 12.La grfica milimetrada permite visualizar la temperatura como funcin del tiempo. El eje X representa los valores de tiempo, que van desde 0 hasta 60 min y el eje Y representa los valores de temperatura en grados centgrados, desde 20C hasta 50C. Esta grfica puede representar 60 min. de evolucin en el trabajo del sistema.

Fig. 12. Grfica generada con el software activo durante 60 minutos de funcionamiento del sistema.

Los valores representados en la grfica son recibidos desde el microcontrolador del sistema en intervalos de 250 ms, es decir, cuatro muestras por segundo. El grfico que se genera permite visualizar los cambios de temperatura y comprobar la velocidad de respuesta del sistema ante las modificaciones del valor de control. Todos los procedimientos de comunicacin se realizan por medio de un puerto USB.En la parte inferior de la ventana de la interfaz se encuentran dos botones, uno permite ajustar la temperatura de control el otros salir de la aplicacin. La accin de cambio de la temperatura de control se realiza anotando el valor deseado en el cuadro de texto ubicado dentro del recuadro Temperatura Deseada y accionando el botn Transmitir DatoEl cuadro de dialogo Temperatura Actual muestra constantemente la temperatura en el rea de incubacin. Resultados de FuncionamientoLos resultados obtenidos en las pruebas preliminares muestran que el instrumento funciona de acuerdo a las pautas de diseo. Las pruebas de funcionamiento se realizaron en tres etapas: Exactitud en la medicin de la temperatura, observacin de la respuesta inicial del sistema y clculo del error del control de temperatura.Exactitud en la Medicin de la TemperaturaEsta prueba consiste en detectar el error que se presenta entre el valor de la temperatura real y la obtenida en el ambiente de incubacin. Para esto se realizaron 10 mediciones de temperatura con un termmetro de precisin en intervalos de 10 minutos y se compararon con los correspondientes valores de temperatura mostrados en la pantalla grfica del sistema. Esta prueba se realiz 24 horas despus de iniciar el funcionamiento de la incubadora. Los resultados se muestran en la Tabla I.Respuesta Inicial del SistemaEsta prueba consiste en verificar el comportamiento inicial del sistema. Se observ la temperatura durante un periodo de 60 minutos, a partir del instante en que se encendi la incubadora. La curva de comportamiento de la temperatura en el ambiente de incubacin se obtuvo por medio del software instalado en el computador. El resultado se muestra en la Fig. 12.

TABLA I.MEDICIN DE TEMPERATURA DEL SISTEMA.Valor Real(C)Med. del Sistema(C)Error Diferencial(C)Error Porcentual(%)

37,137,00,10,27

37,137,10,00,0

37,037,00,00,0

37,037,00,00,0

37,137,10,00,0

37,037,10,10,27

37,137,00,10,27

37,137,10,00

37,137,00,10,27

37,037,00,00,0

Clculo del Error en el Control de Temperatura.Consiste en la medicin comparativa del diferencial de temperatura causado por los intervalos de control. Para esta prueba se realiz un anlisis comparativo de los valores de temperatura obtenidos en el software instalado en el computador, durante un periodo de 60 minutos de funcionamiento. Esta prueba se realiz despus de 24 horas de iniciar el funcionamiento del instrumento. Los resultados obtenidos son los siguientes: Numero de muestras analizadas = 14400 Valor promediado = 37,2 C Valor mximo entre las muestras = 37,4 C Valor mnimo entre las muestras = 36,8 C Mximo error diferencial entre muestras = 0,6 C Error porcentual del control de temperatura = 1,6 %Discusin de los resultadosLas pruebas preliminares han arrojado excelentes resultados con errores inferiores al 0,1% en la medicin de temperatura y errores inferiores al 0,5% en el sistema de control. El mayor efecto de este error es causado por el principio de funcionamiento del control on-off. La comunicacin con el computador no ha registrado error alguno.Se espera someter al prototipo a un mayor numero de pruebas, con esto se puede lograr una mayor precisin en la obtencin de los errores de funcionamiento y por consiguiente una mejor certificacin de funcionamiento.Los algoritmos desarrollados se pueden redisear y expandir de acuerdo con los requerimientos de los investigadores. La ventaja que representa el poder cambiar el valor de la temperatura de control desde la computadora, abre las puertas a experiencias de investigacin donde los valores de control deseados impliquen cambios precisos de temperatura en funcin del tiempo.ConclusionesEl diseo y construccin de este prototipo es un logro que contribuye con el desarrollo de tecnologa propia. Los resultados obtenidos en las pruebas preliminares demuestran el funcionamiento del sistema con un mnimo de errores y presentan el equipo como un instrumento aplicable a muchos campos, tal como la inmunologa, la embriologa, los estudios en fisiologa, el campo de la gentica y por su puesto la avicultura y las ciencias de los alimentos.Cabe destacar, que un instrumento desarrollado con tecnologa propia reduce los costos de produccin y asegura el mantenimiento. La elaboracin de una incubadora de bajo costo tiene un impacto en el mercado, haciendo ms accesible la adquisicin de este equipo por las comunidades agrcolas.Adems del incremento de produccin avcola, su aplicacin como instrumento de investigacin y la contribucin al medio ambiente, este proyecto puede ser utilizado por la comunidad conservacionista, colaborando con el desarrollo de la cra y produccin de aves de razas ancestrales y/o en peligro de extincin [17]. Recomendaciones Plantear el proyecto a los entes gubernamentales para solicitar los recursos correspondientes para la fabricacin del prototipo en serie, para hacerlo llegar a las zonas agrcolas de menos recursos que no cuenten con los medios de adquirir estos equipos. Cambiar el chasis externo del equipo por material acrlico o metal, para prevenir el deterioro que puede sufrir la madera utilizada en el desarrollo del prototipo. Utilizar material aislante de fibra de vidrio o policarbonatos en el chasis interno, con la finalidad de reducir el error por perdidas de calor. El sistema actualmente cuenta con un control on-off, pero con algunos cambios en el software del microcontrolador se puede llevar a proporcional, lo que incrementara la estabilidad trmica del sistema. Colocarle un sistema de alimentacin auxiliar por medio de un circuito inversor con bateras y as mantener el equipo encendido a la hora de un fallo en la red elctrica. Se recomienda actualizar el software instalado en el PC para que la informacin de la temperatura se almacene en una base de datos. Esto creara un registro de temperatura para incrementar el tiempo de operacin y la posibilidad de analizar los resultados en estudios posteriores.AgradecimientosSe agradece al Instituto Universitario de Tecnologa de Cabimas (IUTC) y a la Misin Sucre que nos permiten alcanzar la meta de nuestros ttulos como tecnlogos. Tambien agradecemos al Laboratorio de Instrumentacin Cientfica (LIC-M) de la Universidad de Los Andes (ULA) por medio de su director el Profesor Vincenzo Raimondi y nuestro Tutor el Profesor Nelson Dugarte que han hecho factible la realizacin de este este proyecto.Referencias Bibliogrficas[1] Incubadoras victoria SRL. (2007), Azienda Enterprise Company, Disponible en: http://www.incubatricivictoria.com/3-SP/home-sp.html. [2] P. lvarez. Gua de Incubacin, Universidad de San Carlos, Guatemala, 2008.[3] B. Gilberth, B. Ralph. Estudio del movimiento en el tiempo. Cornell University. USA. 1933.[4] Callejo R., La incubacin del Huevo Frtil, Tema 7, Universidad Politcnica de Madrid, Espaa, 2009.[5] Centro de Capacitacin y Experiencias Agrarias CCEA, (2005), Informacin Tcnica, La Incubacin Artificial, disponible en: www.cime.es/ca/ccea/35.pdf. [6] Pinzn G., Diagnstico, Rediseo y Mejoramiento de la planta de Incubacin, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia, 2008.[7] Callejo R., La incubacin del Huevo Frtil, Tema 7, Universidad Politcnica de Madrid, Espaa, 2009.[8] lvarez P., Evaluacin de dos tipos de Incubadoras Artesanales, sobre el porcentaje de Nacimientos y peso al nacer del pollo de Engorde, Universidad de San Carlos, Guatemala, 2008.[9] Agencia/Sntesis. (2010). El Arca de No Aviar. Peridico sntesis. Disponible en: www.periodicosintesis.com.mx/noticias/71105/El-arca-de-Noe-aviaria.[10] Ron Meijerhof, (2010), Influencia de la incubacin en la calidad del pollito de un da, art=253, disponible en: www.porcicultura.com/avicultura/home/articulos_int.asp[11] Mis respuestas, (2009), Que es la Temperatura, disponible en: http://www.misrespuestas.com/que-es-la-temperatura.html.[12] Martha Marie Day, Ed.D., Anthony Carpi, Ph.D., (2009) Temperatura, disponible en: http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=48&l=s.[13] Michael Mosse, (2009), El puente de Wheatstone, disponible en: http://www.alipso.com/monografias/2546_puente2/[14] Wikipedia, (2010), Sistemas de control, disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control.[15] Microchip, (2010) Pic16F877A disponible en: http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010242.[16] Abaud R y Vera R., Control Remoto Va Internet de un Proceso Industrial, Universidad Escuela Superior Politcnica del Litoral, Guayaquil, Ecuador, 2006.[17] Rose S., Principios de la Ciencia Avcola, Editorial Acribia, Primera Edicin, Montevideo, Uruguay, 1997.

Inicio

Condicin InicialRA,0=IN (Anloga)RB,0=IN (Con Interup) RB,1 RB,4=OUTRC=OUT RD,0 a RD,5=OUTRD,6 RD,7=INRE,0=OUT RE,2=INOPTION_REG 0x82ADCON1 0x8E

UNO 0x01BAND 0x00TD1 0x03TD2 0x0A

INTCON0xB0(Interup TMR0 y RB,0 Activas)TMR0 0x84(T= 1ms)

REP 0xFA

NOP

FIN

ADCON0, 2=0(Fin de Conve)

TMR0 0x84

RD,0 = 0

No

RD,0 1 (DIS1 Off)W DIS2Call TablaRC WRD,1 0 (DIS2 ON)

Si

REP REP - 1

REP = 0(T=250 ms)

REP 0xFAADCON0 0x45

INTCON 0xB0

CALL DECO

(Display 1=On)

INTER

(Nodo)

VALOR1 ADRESHVALOR2 ADRESL

RETURN

DATO VALOR2CALL TX

Si

CALL CONTROL

CALL GIRAR(Volteado de Huevos)

No

RD,1 = 0(Display 2 = On)

RD,1 1 (DIS2 Off)W DIS3Call TablaRC W RD,2 0 (DIS3 ON)

Si

No

RD,2 1 (DIS3 Off)W DIS1Call TablaRC W RD,0 0 (DIS1 ON)

INTCON,T0IF=1

CALL RX(Leer Dato a USB)

BD=1(Entra 2 Dato)

INTCON 0xB0

TD1 DATOBD 0

TD2 DATOBD 1

Si

No

(Nodo)

No

Si

Si

No