Automatización de una Casa Inteligente con PLC’s

Automatización de una Casa Inteligente con PLC‟s

Castro Rangel Mauricio Javier Enriquez Lozano Diego Pacheco Contreras Aldrin

Agradecimientos

Castro Rangel Mauricio Javier:

Este trabajo es producto de las personas que han creído en mi incondicionalmente, que

su amor me han hecho llegar a este punto, a mi mamá y mis hermanos, a mis compañeros

que me han apoyado con sus consejos y sus conocimientos para crecer como estudiante y

como persona, a nuestro asesores que pusieron su fe en nosotros, y a todas las personas

que me han permitido visualizar un futuro mejor.

Enriquez Lozano Diego:

Agradezco a todos aquellos que durante mi camino hasta este punto creyeron en mí, a

mis amigos, a mis padres, a mis hermanos y al destino que me puso en cada lugar a su

debido tiempo para aprender y crecer como persona.

Pacheco Contreras Aldrin:

Dedico esta obra a mis padres quienes siempre tuvieron el buen cuidado de apoyarme en

todos mis estudios, que con sabiduría y amor me criaron para no estar desamparado en la

vida, así agradezco a mis hermanos quienes emocionalmente influyeron a formarme

profesionalmente, reconozco el apoyo de todas las personas que amistosamente me

honraron con sus buenas cualidades y que me inspiran a ser una persona de éxito. Estoy

honrado de haber concluido la obra en cooperación de mis compañeros, y de los asesores

que amablemente aceptaron apoyarme en esta empresa.



Índice:

Página

Objetivo Justificación

Introducción Capítulo 1: Marco Teórico………………………………………………………………… 1

1.1 Definición de una Casa Inteligente………………………………………………. 2 1.2 Historia de las Casas Inteligentes………………………………………………… 2 1.3 Grados de Inteligencia……………………………………………………………... 5

1.4 Características Fundamentales de una Casa Inteligente……………………… 6 1.5 Historia del PLC…………………………………………………………………….. 7 1.6 Arquitectura del PLC……………………………………………………………….. 8

1.7 Programación del PLC……………………………………………………………... 16 1.8 Diagrama de Escalera……………………………………………………………… 21

Capítulo 2: Elementos de Control……………………………………………………….. 28 2.1 Control de Potencia………………………………………………………………… 29 2.2 Elementos de Mando………………………………………………………………. 38

2.3 Microcontrolador PIC16F84A……………………………………………………… 43

Capítulo 3: Desarrollo de Proyecto……………………………...……………………… 48

3.1 Control de Acceso………………………………………………………………….. 49 3.2 Control de Iluminación…………………………………………………………….. 57 3.3 Control hidráulico, hidrosanitario y riego automatizado………………………… 66

3.4 Detección contra Incendios………………………………………………………... 81 3.5 Vigilancia Perimetral……………………………………………………………….. 87

Capítulo 4: Costos de Proyecto………….……………………………………………… 91 4.1 Introducción…………………………………………………………………………. 92 4.2 Costos de Materiales………………………………………………………………. 94

4.3 Costos de Mano de Obra………………………………………………………….. 97 4.4 Costo Total de Proyecto…………………………………………………………… 99

Conclusiones……….………………………………………………………………………. 100 Bibliografía……………………………………………………………...…………………… 101 Anexo 1……………………………………………………………..………………………... 103

Anexo 2..……………………………………………………………………………………... 119 Anexo 3…..…………………………………………………………………………………... 120 Anexo 4……..………………………………………………………………………………... 123

Anexo 5………..……………………………………………………………………………... 126 Anexo 6………..……………………………………………………………………………... 127



Objetivo

Implementar un controlador lógico programable, PLC, en los sistemas hidráulicos y

eléctricos de una casa habitación para hacerla inteligente, lo que permitirá administrar

operaciones de servicio y seguridad de forma autónoma.

Justificación

Una casa inteligente proporciona un ambiente confortable, saludable, seguro, y un sentido

de modernidad a la vivienda, aprovecha de las tecnologías de la automatización,

impulsado por los avances de la electrónica y la necesidad actual de entre otros, ahorro de

agua, aumentando la Calidad de Vida de las personas.

Los Controladores Lógicos Programables satisfacen las necesidades de flexibilidad en

cambios de su programación, discreción en cuanto a espacio, de alta confiabilidad, y

posibilidades de expansión, requerimientos que caracterizan a una casa inteligente de ser

adaptable para aceptar cambios tecnológicos y estructurales.

Por lo anterior, un Ingeniero en Robótica se ve obligado a satisfacer las necesidades y

tendencias tecnológicas de la automatización asistida por PLC, aplicándolo en el

desarrollo de viviendas y manteniendo la competitividad tecnológica nacional a nivel

mundial.



Introducción

El origen de las casas inteligentes proviene de la demanda de los edificios inteligentes,

inicia en la década de los 80 con la euforia del mercado que deseaba integrar a los

edificios, nuevos sistemas de control, computadoras y comunicaciones. En la década de

los 90 se consolida el desarrollo de los edificios automatizados, aprovechan los espacios

tanto verticales como horizontales, en donde también es primordial el confort y la

tecnología amigable al usuario.

Actualmente los edificios son diseñados y construidos con propósitos específicos, el

diseño de algunos está dirigido para un mercado especial, en su mayoría, los dispositivos

de control ahora están al alcance económico tanto a empresas y edificios más pequeños,

esto ha permitido a un nuevo termino nacido en Francia llamado domótica, que proviene

de domus, en latín casa y tica de automática, que hace referencia a la aplicación del

edificio inteligente en la casa habitación.

El PLC se diseñó en los años de 1963 para eliminar los grandes tableros de control en los

que se encontraban muchos relevadores de control, temporizadores y contadores, además

de que su cableado era demasiado complejo por lo que en el momento de buscar fallas, o

modificar el proceso, el responsable de su mantenimiento requería una gran cantidad de

tiempo para reparar o modificar y poner en funcionamiento a la máquina, tiempo que se

detenía la producción y la empresa perdía ingresos en esos tiempos muertos.

Fue en 1977 que se logro la integración de los controladores programables compactos,

basados en set (poner), y reset (restablecer), que además, empleaban configuraciones

jerárquicas como parte de un sistema integrado de manufactura.

La aplicación de un PLC es de controlar diversos procesos en casas habitación; el PLC no

ha sido diseñado para el funcionamiento de una actividad específica, sino que puede

actuar en cualquier tipo de proceso que requiera activar una gran cantidad de salidas y

que su control pueda tener igual número de mandos, estas características de ser

programable, permite que se pueda modificar en cualquier momento su programa de

ejecución, la cual utiliza un lenguaje técnico estandarizado.

En esta tesis se aborda el tema de casas habitación inteligentes, y se describirán de forma

resumida en los capítulos que componen esta tesis. Así, en el primer y segundo capítulo,

marco teórico y elementos de control, se explican los fundamentos en materia de Casas

Inteligentes y de Controladores Lógicos Programables de manera que el lector tenga

conocimiento del proyecto a desarrollar.

En el capitulo tres, desarrollo proyecto, se publicarán los procedimientos y resultados que

se obtuvieron de la investigación, que comprende los servicio de agua, de iluminación, y



algunos de confort, seguridad y protección fundamentales para que sea considerada una

casa inteligente.

En el cuarto capítulo, costos, se detalla el valor monetario que trae consigo la implantación

del proyecto de hacerse, costo de los componentes, costos de la mano de obra y el costo

total del proyecto, además de las conclusiones de este proyecto.

Elementos que componen un sistema de Casa Inteligente


Castro Rangel Mauricio Javier Enriquez Lozano Diego Pacheco Contreras Aldrin Página 1

Capítulo 1: Marco Teórico

1.1 Definición de una Casa Inteligente 1.2 Historia de las Casas Inteligentes 1.3 Grados de Inteligencia

1.4 Características Fundamentales de una Casa Inteligente 1.5 Historia del PLC 1.6 Arquitectura del PLC

1.7 Programación del PLC

En este capítulo se exponen

en detalle los elementos

teóricos necesarios para el

desarrollo de este proyecto,

haciendo referencia a datos

históricos e investigaciones

realizadas con anterioridad.



1.1 Definición de Casa Inteligente

Domótica o casa inteligente1, es el conjunto de servicios proporcionados por sistemas

tecnológicos integrados, como el mejor medio para satisfacer estas necesidades básicas

de seguridad, comunicación, gestión energética y confort, del hombre y de su entorno más

cercano. De gran interés es término “integración”, todas las necesidades se deben

satisfacer de forma global y en conjunto. En otro caso no puede hablarse de casa

inteligente, sino simplemente de la automatización de tal o cual actividad.

En México el encargado de evaluar los grados de inteligencia de un edificio inteligente es

el IMEI2, quien define a una casa o edificio inteligente como: aquel que esta centralmente

automatizado para optimizar su operación y administración de forma eléctrica, es

altamente eficiente para minimizar el uso de energía, altamente seguro y confortable, que

respeten las normas tecnológicas.

La finalidad de una casa inteligente es crear un ambiente confortable, saludable y seguro.

Proporcionar mayor flexibilidad a los cambios originados por las necesidades de los

habitantes. Facilitar la operación con tecnología transparente al usuario. Altamente

eficiente en el uso de la energía y el agua.

Fig. 1.1 Principales actividades que se automatizan en una Casa Inteligente

1.2 Historia de las Casas Inteligentes

No existe una fecha exacta sobre el origen de la casa inteligente, pero con frecuencia se

hace referencia al año 1978, cuando salió al mercado el sistema X10, considerado el

primer sistema estándar que permitía a varios electrodomésticos comunicarse entre ellos,

así como el control de luces de la casa habitación, aprovechando en todo momento la

instalación eléctrica existente y sin necesidad de cables.

1 Definición de la Real Academia Francesa 2 Instituto Mexicano del Edificio Inteligente



A partir de este momento, la tecnología comenzó a evolucionar, se buscaba crear un

producto que pudiera conectar entre sí las redes que nutren a un hogar de energía e

información, tales como: agua, electricidad, red telefónica, gas, calefacción, etc., con la

automatización como principal objetivo.

Cada país desarrolló de forma distinta esta nueva tecnología, dependiendo tanto de la

potencia de su industria tecnológica y de telecomunicaciones; como de las necesidades de

energía e información que quisiera cubrir con su desarrollo y su ideología.

Estados Unidos fue uno de los primeros países en entrar en este sector de la tecnología.

Los estadounidenses controlaban el campo de la informática gracias a IBM, permitiéndoles

desarrollar un proyecto llamado Interactive Home3. A partir del año 1984, se lanzó el

proyecto de la National Association of Home Builders4, denominado Smart House5. El

elemento fundamental del Smart House era un sistema de cableado unificado que

reemplazaba a las redes de energía e información tradicionales de una casa.

Como innovación, destacaba su sistema de control de circuito cerrado, que permitía

controlar cualquier aparato por medio de una señal y conocer en todo momento lo que

está ocurriendo dentro de la casa. Aunque no fue el único, este proyecto fue uno de los

más importantes de la época y el primer paso de la industria estadounidense hacia un

campo en el que actualmente es una de las líderes. Japón fue otra de las potencias

tecnológicas que se interesó por el desarrollo de esta nueva tecnología.

Cabe mencionar que en el año de 1982, en Japón había llegado a la saturación del

mercado en teléfonos, lo que impulsó nuevas tendencias, como la telefonía sin hilos o el

desarrollo de las centrales telefónicas.

También hubo cambios en otros aparatos, como la televisión en color. El primero de ellos

llegó a una saturación de mercado muy importante, el 99% de los hogares japoneses ya

poseía en 1986 un televisor a color. La respuesta fue el anuncio de innovaciones, como la

televisión en alta definición; que permitieron un avance importante a la tecnología

audiovisual, que forma parte también del concepto de Hogar Digital.

Antes de mencionar a los países europeos, hay que tener en cuenta que la Comunidad

Europea contaba con una serie de programas de investigación tecnológica que hacían

referencia en muchos casos a esta nueva tecnología para el hogar, y que tenía efectos a

nivel económico gracias al presupuesto que la comunidad europea destinaba a las

investigaciones.

3 Hogar Interactivo 4 Asociación Nacional de Constructores de Casas 5 Casa Inteligente



Ejemplos de programas de este tipo fueron el Esprit, Euronet Diane, o Race, entre los

años 1987 y 1992, todos ellos destinados al desarrollo de tecnología y las

telecomunicaciones. Pero el más conocido de todos ellos fue el Programa Eureka de

1985, que fijaba sus fines hacia productos comerciables de las tecnologías de la

información y de las telecomunicaciones, la robótica, los materiales, las técnicas de

montaje, la biotecnología, la tecnología del medio marino, el láser, la protección del medio

y la nueva generación de medios de transporte.

Además, integraba el subproyecto específico llamado Integrated Home Systems6, cuyos

objetivos eran poner a punto una red doméstica y desarrollar productos compatibles con

esta red. Este proyecto tuvo sucesores años más tarde, en los que participaron empresas

de toda Europa tales como Siemens, British Telecom o Thomson.

Más allá de los proyectos comunitarios, los países más grandes y tecnológicamente más

potentes de Europa, Alemania, Francia y Reino Unido, también desarrollaron sus propias

investigaciones, entre las cuales se destacan las innovaciones en los campos de la

teleeducación, la telemedicina, la telemetría y teleseguridad. En el caso francés, hay que

destacar el apartado de teleeducación, en el que el Centre National de Documentation

Pédagigique y el Centre National d‟Etudes des Telecomunications lanzaron en 1989 un

servicio de formación escolar llamado Educable con un banco de imágenes accesible a

través de Minitel.

Por lo que respecta a telemetría y teleseguridad, existían en Francia varios proyectos

dedicados al ahorro de agua, gas y electricidad, y el gran número de robos en el país

propiciaron que Thomson lanzara un sistema de disuasión a través de voz sintética.

Alemania fue otro de los países donde más novedades se dieron en estos niveles, y centró

los esfuerzos en el campo de la telemetría y teleseguridad.

El Gobierno alemán se dio cuenta de las posibilidades comerciales y de exportación de la

telemetría o medida remota de energía, por lo que lanzó la red TEMEX7 que implicaba

soluciones integradas para la electricidad, gas, agua y cálculo anticipado de calefacción.

Para finalizar en el Reino Unido, hubo innovaciones en telemedicina, donde destacó la

empresa Manorfield System Ltd, que desarrolló paquetes de software para farmacéuticos

en 1978; así como en el campo del teletrabajo, donde destacaba el proyecto Department

of Trade and Industry para discapacitados.

La primera definición de este concepto nació en los años setenta en Francia con la palabra

domotique8, que hacía referencia al progreso conjunto que tres grandes áreas de la

6 Casa con Sistemas Integrados 7 Thelemetry Exchange 8 Domótica



tecnología, la informática, la electrónica y las telecomunicaciones. La domótica es una

denominación referida a las viviendas, por la que diversos productos tecnológicos de

áreas como la electricidad, la electrónica, la informática, la robótica y las

telecomunicaciones convergen y se integran en un sistema con objeto de proveer

aplicaciones y servicios de utilidad para los habitantes del hogar.

Por lo que respecta a la “casa inteligente”, expresión muy usada especialmente en los

ochenta y los noventa, podríamos definirla como aquel edificio que se basa en la

automatización de las funciones, de las actividades, que cuenta con telecomunicaciones

avanzadas y finalmente que muestra flexibilidad al cambio, para poder satisfacer las

necesidades de los distintos usuarios que pueda albergar.

Fig. 1.2 Ejemplo de Domótica

1.3 Grados de Inteligencia

El concepto en México es relativamente nuevo, llega a principios de los 90 y a partir de

este momento existe un gran interés por conocer a detalle cuando un edificio puede ser

considerado inteligente, sin embargo, resulta difícil trazar una línea divisora que permita

diferenciar con precisión cuando un edificio es inteligente; no obstante que existe grado de

inteligencia dentro de un edificio, y considerando las necesidades reales de los dueños

mexicanos, este concepto deberá irse introduciendo paulatinamente, sobre todo en

edificios de gran tamaño, cuya operación y prestación de servicios resulta muy complejo.

A continuación se analizan los grados de inteligencia de un edificio desde el punto de

vista tecnológico.



Grado 1. Inteligencia mínima o básica. Un sistema básico de automatización del edificio,

el cual no está integrado. Existe una automatización de la actividad y los servicios de

telecomunicaciones, aunque no están integrados.

Grado 2. Inteligencia media. Tiene un sistema de automatización del edificio totalmente

integrado. Sistemas de automatización de la actividad, sin una completa integración de las

telecomunicaciones.

Grado 3. Inteligencia máxima o total. Los sistemas de automatización del edificio, la

actividad y las telecomunicaciones, se encuentran totalmente integrados.

Para el desarrollo de este proyecto se involucran como mínimo los siguientes sistemas:

Sistemas de automatización de la casa.

Sistemas de automatización de la actividad.

Con lo cual se integra a la casa con un nivel de inteligencia aceptable.

1.4 Características de una Casa Inteligente

Las características de una Casa Inteligente son las siguientes:

1. Flexibilidad. La casa es altamente adaptable para los continuos cambios

tecnológicos. Estructuralmente, será necesario prever ductos adicionales para

comunicaciones, un cuarto de equipos de control, la orientación para aprovechar la

luz del Sol, y todo aquello le permita darle mayor flexibilidad a la casa. En cuanto a

servicios, son todos los sistemas eléctricos- electrónicos, hidráulicos, sanitarios,

control y seguridad.

2. Integración. La casa centralmente automatizada para optimizar su operación y

administración. Son todos los servicios dentro de la casa, se puede incluir en

cualquiera de las siguientes áreas: Protección, Seguridad, Administración, Ahorro

de Energía y Servicios Básicos. Todas estas áreas, al establecer un sistema control

básico quedan integradas a través de la automatización.

3. Seguridad. La seguridad es un aspecto fundamental en el diseño de una casa

inteligente, incluyendo equipos contra incendios y lo que permita a los habitantes

sobrevivir ante una contingencia. Dentro de este concepto se debe incluir la

seguridad patrimonial, incluyendo todos los adelantos tecnológicos que cuiden y

vigilen el inmueble contra el crimen.



4. Ahorro de energía y agua. Con el sistema básico del control de una casa, se logrará

un sustancial ahorro de agua y energía, ya que los equipos serán programados

para que operen en situaciones de máximo rendimiento.

1.5 Historia del PLC

La historia del PLC se remonta al año de 1963, cuando la fábrica de autos General Motors

pidió a sus ingenieros la implementación de equipos de control que no resultaran tan

costos, ya que al cambio de modelos, se tenían que construir máquinas con diferente

proceso, por lo que cambiaba también, al sistema de control; si reconsidera que cada

máquina estaba gobernada por una gran cantidad de relevadores de control,

temporizadores, contadores, arrancadores y pistones; entonces, a cada cambio de

modelo, la gran mayoría de este equipo se desechaba, por lo que los costos de

producción se elevaban considerablemente.

En el año de 1969 se construyen los primeros controladores programables que en realidad

eran relevadores electrónicos que se podían reprogramar para no desecharse. En 1971 se

empiezan a aplicar los primeros controladores programables fuera de la industria

automotriz. En 1973 aparecen los primeros controladores programables inteligentes en los

que se integran, en otras cosas, operaciones aritméticas, capacidad para almacenar

listados de datos, movimiento de la información, operaciones por matrices e interconexión

de terminales de video.

Para el año de 1975 se logran la integración de funciones analógicas por medio de los

operadores matemáticos P.I.D.9 los cuales hacen posible el acceso de mandos como

acopladores térmicos, sensores de presión y todas aquellas señales que no son de tipo

digital, sino que se establecen parámetros comparativos para lograr que esa señal

analógica sea detectada por el equipo y comience y termine su proceso, dependiendo del

tipo de señal que envíe el mando.

En 1976 se empleaban por primera vez los controladores programables en

configuraciones jerárquicas como parte de un sistema integrado de manufactura. En el

año de 1977 se logran la integración de los controladores programables compactos,

basados en set y reset.

9 Proporcional Integral Derivativo



Fig. 1.3 Modulo de PLC

1.6 Arquitectura del PLC

La arquitectura del PLC es el diseño que integra a las partes principales que conforman al

equipo y la función que realizan, prácticamente podemos decir que está compuesto por 5 y

estas son:

Modulo de entradas o inputs

Modulo de optoacoplador, tanto para entradas como para salidas

Modulo de salidas o outputs

Unidad Central de Proceso, CPU

Programador o software



Fig. 1.4 Arquitectura de PLC

Fig. 1.5 Software Micro Logixs 500 para PLC

El modulo de entradas

Es la parte en la que se conectan todos los mandos componentes del sistema de control

como pueden ser: pulsadores, interruptores, sensores, etc., la gran mayoría de los equipos

tienen una fuente de alimentación propia para la conexión de estos mandos, es decir, el

PLC tiene una fuente de alimentación que en su mayoría es de 24 V c.d., y en otros casos

se requiere de una fuente de alimentación externa. Esta fuente es necesaria porque los

optoacopladores trabajan a esa tensión y su conexión es la siguente:



Fig. 1.6 Ejemplo de conexiones de Entradas Físicas al PLC

Cuando el PLC tiene su propia fuente de rectificación, el optoacoplador tiene un borne

común, que en este caso es un borne de 0 V, el cual es de signo negativo (-) conectado al

borne S0, mientras que en los mandos se conectan al borne de 24 V que es de signo

positivo (+) de esta manera el botón cerrado está enviando una señal directamente al

optoacoplador, el fototransistor está cerrando el circuito y conectado al CPU para que

cuando se cierre el botón abierto este envie una señal al optoacoplador, ponga en

continuidad al fototransistor y complemente el mando hacia el CPU y este, en combinación

con las memorias respectivas realicen una función determinada de acuerdo a como se

haya programado. Todos los mandos envían una señal 0 o una señal 1 al

microprocesador.

Cuando algún mando envía una señal analógica se debe conectar una tarjeta de

acoplamiento que convierte la señal analógica a digital.

Las señales analógicas son aquellas que se envían con un valor indefinido como son

temperaturas, tensiones o corrientes y en las que esos valores varían en el tiempo y que

pueden partir de 0 alcanzar un valor alto y decrecer en el tiempo, por esta razón es que se

colocan tarjetas que determinan en que valor de la señal analógica es 0, y en que

momento es 1.



Fig. 1.7 Tipos de Señales

Optoacoplador

Fig. 1.8 Optoacoplador.

Se emplea para evitar que algún un error en la conexión de entrada, o de salidas pueda

dañar al CPU, está compuesto por un led y un fototransistor, de manera que cuando se

conecta a una señal de entrada, en el modulo respectivo, el led se enciende y pone en

conductividad al fototransistor, esta señal esta transmitida hacia el CPU, de manera que

se evita que la señal de entrada pase físicamente de forma directa al CPU.

En la gran mayoría de los nuevos equipos se colocan dos leds por cada optoacoplador

para emplear cualquier polaridad, con lo que se facilita la conexión de los sensores sean

estos de tipo PNP o del tipo NPN.



Fig. 1.9 Conexión de los sensores de tipo PNP o del tipo NPN a un PLC con salida a

optoacoplador.

Modulo de salidas

Es la parte en la que se conectan los actuadores componentes de sistema como son:

contactores, arrancadores, electroválvulas, luces, etc.

En este modulo se pueden conectar hasta tres tipos de tensión distinta, dependiendo de la

tensión de trabajo de las cargas, de la marca y del modelo del equipo, sus bornes de

alimentación son independientes del optoacoplador y sus contactos pueden ser activados

por relevador seco, por transistor o por TRIAC, en la siguiente figura se muestra como se

pueden conectar las salidas, sean a transistor o a relé.



Fig. 1.10 PLC con salida a transistor.

Fig. 1.11 PLC con salida a Relevador.



Fig. 1.12 PLC con salida a Rectificador Controlado de Silicio.

Unidad Central de Proceso

Es la parte más importante del equipo, ya que es quien procesa la información recibida de

acuerdo a un programa grabado previamente en su memoria y envía la o las señales de

salida al modulo respectivo para poner a funcionar a una máquina. Adicionalmente al CPU

existen varios tipos de memoria que son las que se encargan de almacenar varios tipos de

datos, tanto de ejecución

como de programación.

Fig. 1.13 Arquitectura de la

Unidad Central de Proceso



La comunicación que existe entre el CPU, las diferentes memorias, los módulos de

entradas, salidas y las interfaces de comunicación se da a través de buses, las cuales

enlazan estos elementos a través de hilos o pistas intercambiando datos u órdenes.

En el equipo se pueden almacenar una gran cantidad de datos dados a través de Bits con

valor 0 y 1 que combinados constituyen en lenguaje binario, la capacidad de

procesamiento de un CPU está dada por el modelo del mismo, se le conoce como

velocidad de procesamiento. En memorias adicionales se pueden almacenar datos de

fábrica y datos de programación, cada una de las cuales juegan un papel en el proceso de

programación y ejecución de los datos. Estos datos se introducen en el equipo a través de

datos codificados en valores binarios 0 y 1 conocidos como Bits.

Un Bit es la unidad de información más pequeña con valores cero y uno, estos valores los

proporciona básicamente el modulo de entradas de los sensores o mandos quienes

solamente pueden guardar dos estados.

Cerrado (1) Abierto (0)

De la misma forma el CPU puede entregar, como resultado del proceso, dos valores en

sus salidas Outputs

Salida Activa (1) Salida Inactiva (0)

O internamente puede procesar con estos dos valores las salidas de los relevadores de

control, conocidos como banderas.

Un grupo de 8 bits forma lo que se conoce como un Byte, el que sirve para agrupar varias

señales de información binaria. Por ejemplo, los direccionamientos, en la mayoría de los

equipos, cuando son de entradas o de salidas, lo mismo que relevadores internos pueden

ser agrupados por medio de bytes:

Una Palabra es la unidad de información compuesta por varios bits, esta palabra sirve

para el proceso de información más compleja, en la que se manejan varios valores

mayores al bit, por ejemplo: Tiempos, conteo de eventos, cálculos matemáticos,

comparación de valores, etc.

Procesador de Palabras, cuando un CPU es de mayor capacidad puede ser capaz de

procesar grupos de varios bits en lugar de procesar a bits sueltos.

Además, cada equipo tiene una velocidad de barrido, que es el tiempo que tarda el equipo

en reconocer los datos almacenados y las conexiones externas en las entradas y salidas.

El CPU es el encargado de ejecutar el programa que se diseña y se introduce previamente

además de ordenar las transferencias de información en el sistema de entradas y salidas,



también establece la comunicación con otros periféricos externos como pueden ser

tarjetas adicionales u otros equipos PLC.

Junto con el CPU se integran memorias que almacenan los datos que se introducen por

medio de un programador, las memorias más comunes que se emplean son:

ROM – Read Only Memory. Memoria de solo lectura esta memoria se graba desde su

fabricación y está destinada a cumplir una tarea general. En esta memoria no afecta la

falta de señal eléctrica, es decir se conserva independientemente de que este o no

energizada el equipo.

RAM – Random Access Memory. Traducido del inglés que significa memoria de acceso y

en la cual se puede escribir pudiendo modificarse el programa cuantas veces se desee,

que es una de las ventajas principales de los PLC sobre las tarjetas electrónicas. Esta

memoria es del tipo volátil, es decir que debe ser respaldada por una pila interna que la

proteja de cualquier falla de alimentación de la red eléctrica para evitar la pérdida de la

memoria del programa.

En muchos casos las pilas o capacitores que respaldan a esta memoria llegan a fallar, por

lo que muchos fabricantes han recurrido a la memoria tipo EEPROM.

EPROM – Erasable Programable Only Memory. Es una memoria que puede ser borrada o

modificada por luz ultravioleta y que conserva su memoria aun cuando exista una falta de

alimentación de la red, pero el proceso de modificación tarda entre 15 y 45 minutos,

además de que se requiere de un equipo de reprogramación.

EEPROM - Erase Electrical Random Access Memory. La memoria no volátil es una de las

mejores para guardar datos sin necesidad de energía de respaldo, y solamente se puede

programar y borrar por medio de una señal eléctrica, de ahí su nombre traducido del inglés

Memoria de Lectura, escritura programable y borrable eléctricamente. Esta memoria se

ejecuta a través de un software y una PC o a través de un programador manual. Esta

memoria es la ideal para los equipos de PLC.

NVRAM – Non Volatile RAM. Es una memoria de lectura y escritura no volátil.

1.7 Programación del PLC

El Controlador Lógico Programable tiene la versatilidad de poder adaptarse a cualquier

máquina, ya que su característica de ser programable permite que se puedan modificar en

cualquier momento su programa de ejecución.

El programa de un PLC debe coincidir con el diseño de un diagrama de cableado con

todos sus componentes, dicha programación se realiza por medio de lo que conocemos

como lenguajes de programación, los que difieren en parte o totalmente de los que se



emplean para programación de computación como puede ser Pascal o Basic, entre otros.

Por lo tanto a los lenguajes que se emplean para programar al PLC se le conocen como

lenguajes técnicos.

El lenguaje técnico debe de tener, entre otras, las siguientes características: fácil de

entender, que se pueda convertir fácilmente con el diseño de cableado y estar dentro de

una normalización estandarizada, IEC y ANSI.

Tabla 1. Simbología Convencional

Símbolos

Convencionales

Nombre Símbolo para el

PLC

ANSI IEC

Botón pulsador de arranque o

botón pulsador de cierre

Botón pulsador de paro o botón pulsador de apertura.

Botón de arranque con enclavamiento o botón de

cierre con enclavamiento.

Botón de paro con enclavamiento o botón de

apertura con enclavamiento.

Interruptor de fin de carrera o de limite N.A. o interruptor de fin de carrera de carrera o de

cierre.

Interruptor de fin de carrera o de limite N.C. o interruptor de

fin de carrera o de limite de apertura.

Interruptor de flotador de N.A.

o interruptor flotador de cierre.



Interruptor de flotador N.C. o

interruptor flotador de apertura.

Bobina de relevador o de contactor, en el PLC salida.

Contacto de relevador o de contactor N.A. o también de

cierre.

Contacto de relevador o de contactor N.C. o también de

apertura.

Bobina de temporizador on delay.

TON

Contacto de temporizador on delay N.A. o también de

cierre.

Contacto de temporizador on delay N.C. o también de

apertura.

Bobina de temporizador off

delay.

TOFF

Contacto de temporizador off delay N.A. o también de

cierre.



Contacto de temporizador off

delay N.C. o también de apertura.

Para la programación de los PLC se han desarrollado varias formas que coinciden con el

tipo, marca y modelo de cada equipo, sin embargo en todos los lenguajes coinciden en la

adaptación de los diagramas de cableado en cuanto a los mandos, ejecución y activación

de las salidas.

Diagrama de Escalera o de Contactos

En la programación de diagramas de escalera, también conocida como diagrama de

contactos, se convierte cada símbolo de contacto de cualquier elemento, que puede ser

de: temporizador, botones, sensores, relé de control, etc. en contactos conocidos como de

activación instantánea, y su diagrama coincide con la simbología de la norma ANSI.

Existen algunos autores que consideran que este tipo de programación es para los

técnicos electricistas, ya que estas personas están más familiarizadas con los diagramas

de control electromagnético convencional.

1 23 202

202

Diagrama de escalera en PLC

SQUARE¨D “MICRO 1”

Fig. 1.14 Diagrama de escalera en PLC

Lista de Instrucciones o Mnemónicos

Existen equipos que se pueden programar por lista de instrucciones, para realizarla se

requiere conocer las abreviaturas y rutinas de programación que admite el equipo y su

direccionamiento. Uno de los requisitos para introducir la lista de instrucciones, también

llamada de sentencias, es el saber la forma en que se encuentran conectados los mandos

o entradas y los contactos internos de cada elemento interno como son las banderas, las

temporizadores, los contactores y las salidas.



En realidad, la programación por lista de instrucciones, parte de la interpretación del

diagrama de contacto en la que se puede observar de que forma están enlazados los

contactos y dicho enlace es a través de la abreviatura de la unión o del elemento que se

está conectando.

Lista de instrucciones en PLC SQUARE¨D “MICRO 1”:

0. Lod 1

1.Lod 2

2.Or 202

3.And Shf Lod

4.And 3

5. Out 202

6.End

TRS+ENTER+ENTER

Funciones Lógicas

En la programación por funciones lógicas, se considera la forma de conexión que

existe en los contactos, sea serie o paralelo y esta conexión se convierte en

compuertas lógicas para acoplarlas y lograr convertir el diagrama de control

electromagnético a diagrama de funciones. La mayoría de los equipos con

programación de funciones lógicas son muy limitados en cuanto a la cantidad de

entradas y salidas, además, la cantidad de funciones y de memoria no permiten la

programación de circuitos muy grandes o complejos, se emplean para controles

de máquinas pequeñas o para sistemas de alarmas u otras tareas fuera del área

industrial.

>=10

0

0

&0

0

0 0

Q10

0

0

SCI3

Q1

I2

I3

Funciones lógicas en PLC Logo!

Fig. 1.15 Funciones lógicas

Algunos equipos, tienen la facilidad de convertir en su software, el lenguaje de

programación de contactos a la lista de instrucciones y a bloques lógicos.



Página 21

1.8 Diagrama Escalera

La elaboración del diagrama de contactos es una actividad obligada que se debe

de realizar antes de direccionar al sistema, consiste en trabajar con el diagrama

electromagnético y realizar los cambios de los contactos convencionales a un

diagrama de escalera, el cual es muy parecido al diagrama en ANSI, por ejemplo:

B.P. B.A.

RC

RT

RT

I

D

D

I

RT

RC

S.C.

L1 L2

Fig. 1.16 Diagrama de Control

En el siguiente diagrama de control electromagnético en sistema americano se

muestra en relevador de control con su contacto NA para el enclavamiento, sus

mandos con botón de arranque normal abierto o de cierre, su botón de paro o de

apertura, un temporizador con sus contactos NA, NC y dos bobinas de contactor I

y D, así como un contacto cerrado de cada uno.

Para realizar el diagrama de contactos se van a colocar, en primera instancia, los

mandos conectados a una línea vertical del lado izquierdo, y posteriormente la

salida virtual del relevador, se recordará que esta función es interna.

En el segundo peldaño se repite el contacto de enclave del relevador de control,

ya que el temporizador depende de que este contacto este cerrado para comenzar

a funcionar, conectado al contacto del relevador esta la caja del temporizador,

indicando, en la parte inferior el tiempo preseleccionado, es decir en cuanto tiempo

debe de operar sus contactos dicho elemento.

A continuación se dibuja el siguiente peldaño con el contacto del relevador, no se

debe olvidar que en el PLC los elementos como son las bobinas del relevador, las

salidas, los mandos, los temporizadores, etc., pueden contener cuantos contactos

de apertura y cierre se necesiten, es decir que se puede disponer de una cantidad

ilimitada de los mismos; conectados en serie se encuentran el contacto cerrado



Página 22

del temporizador y el contacto de la salida a la bobina I, por ultimo en el mismo

peldaño se encuentra la salida a la bobina D.

Por último, se dibuja el peldaño final en el que se representa el contacto de

enclave del relevador de control, con el contacto de cierre del temporizador en

serie y el contacto cerrado de la salida a la bobina D, también en serie para

alimentar a la bobina I.

Una vez que se ha elaborado el diagrama de contactos se procede a colocar la

nomenclatura de cada uno de los componentes del circuito, es decir, a nombrar

tanto a los contactos como a las bobinas de acuerdo al diagrama

electromagnético.

Fig. 1.17 Diagrama de Escalera

Como se pudo observar, en los dibujos anteriores, que para cada salida se ha

colocado un contacto NA de RC, además del contacto de control del temporizador

y del contacto de bloqueo entre ambas bobinas, esta tarea se realiza para facilitar

la programación por lista de instrucciones.

Si se observa, en el diagrama anterior, se ha colocado un contacto abierto en

lugar del botón cerrado, pero esto solamente se hace con los mandos y es por

seguridad del sistema, ya que el botón cerrado es un elemento de mando

mecánico, por lo tanto estará enviando una señal a la entrada del PLC sin ser

pulsado, por lo que esa señal es procesada de inmediato por el equipo.



Página 23

Si en lugar de un contacto abierto se colocará un contacto cerrado, entonces se

tendría que mandar el paro a través de un botón NA, pero esto no da seguridad al

sistema ya que en caso de que se desconecte algún cable del botón de paro, este

no será identificado en el equipo y al pulsar el botón en caso de necesidad, no se

detendrá la máquina ya que la señal nunca llegará al PLC.

Fig. 1.18 Forma correcta de introducir el mando al PLC.

Al estar cerrado el botón de paro ya está enviando una señal al bit del PLC, por lo

que este ya lo tiene registrado como cerrado en su memoria, si se programará un

contacto cerrado y se conectara el botón cerrado, entonces el bit lo registrará

abierto, por lo que al momento de correr el programa, la salida no se podrá activar,

ya que no existe flujo por ese contacto que está abierto.

Fig. 1.19 Forma incorrecta de introducir el mando al PLC.

En la siguiente figura se observa que cuando se pulsa el botón de arranque,

abierto, el contacto del programa se cierra al recibir el bit la señal de entrada,

mientras que en el contacto que se programo como cerrado no fluye la corriente al

estar cerrado el botón de paro, por lo que la señal en el contacto programado es

un inversor e invierte la señal recibida, si no existe señal de entrada el contacto se

cierra, pero si hay señal el contacto se abre.



Página 24

Fig. 1.20 Ejemplo de funcionamiento en el diagrama de control y diagrama de escalera.

BABP

RC

RC

RC

RC

RT I

RT D

RC

TON

D

I

Fig. 1.21 Diagrama de escalera de la figura 1.14

Tabla 2. Descripción de la Fig. 1.21

Función electromagnética Ubicación y Función en el PLC

Botón de Arranque Entrada Física

Botón de Paro Entrada Física

Relevador de Control Bobina Interna Virtual

Temporizador On Delay Temporizador Interno Virtual

Salida a Bobina D Salida Física a Bobina de Contactor para giro derecho

Salida a Bobina I Salida Física a Bobina de Contactor para giro izquiero



Página 25

Tabla de Direccionamientos

En la siguiente tabla se indican los factores a considerar en circuito de control que

ha de ser programado en el PLC.

Denominación.- Debe ser el nombre que le estamos dando al elemento, sea este

interruptor de entrada o sea una salida a actuador, por ejemplo: botón de paro,

botón de arranque, interruptor de límite, interruptor de temperatura, sensor

inductivo, etc.

Siglas.- Es la etiqueta con que se identifica al elemento en el diagrama

electromagnético, es decir la nomenclatura que se emplea para identificar cada

uno de los integrantes del circuito.

Dirección.- Es el direccionamiento que se da al elemento, para saber si es un

elemento de mando o elemento de salida, mediante las iniciales del inglés:

entrada = input (I); salida = output (O).

Función.- En este espacio se indica la función o la acción que realiza cada uno de

los elementos.

Tabla 3. Direccionamientos.

Denominación Etiqueta Dirección Función

Botón de Arranque B.A. Input Externo Al pulsar el botón de arranque pone en funcionamiento el

sistema.

Botón de Paro B.A. Input Externo Al pulsar el botón de paro se detiene el funcionamiento del

sistema.

Relevador de

Control

R.C. Output

Interno

Al ser energizado por el botón de

arranque enclava al sistema.

Temporizador On

Delay

R.T. TON Al ser energizado por el contacto

R.C. cambia el estado de sus contactos cuando transcurre el

tiempo preestablecido.

Contactor D D Output Externo

Al ser energizado la bobina del contactor D el motor trabaja a la

derecha e impide que trabaje el contactor I.

Contactor I I Output Externo

Al ser energizado la bobina del contactor I el motor trabaja a la

izquierda e impide que trabaje el contactor D.



Página 26

Una vez que se ha llenado la tabla anterior se procede a direccionar con el

protocolo de la marca del equipo, para esto es necesario que se revise el listado

de direcciones de la marca, para este proyecto se utilizará un equipo Allen Bradley

1200.

Tabla 4. Direccionamientos del PLC Allen Bradley 1200

P.L.C. Entradas Salidas Banderas, Relés, Bits o

Marcas Internas

Temporizadores Contadores

Allen Bradley

I:0/0 – I:0/11

O:0/0 – O:0/11

B3:0 – B3:4096

T4:0 – T4:255 C5:0 – C5:255

I:0/0I:0/1

B3:0

B3:0

B3:0

B3:0

T4:37 O:0/1

T4:37 O:0/0

B3:0

T4:37

O:0/0

O:0/1

100

1

Fig. 1.22 Diagrama con direccionamientos de PLC Allen Bradley.

Este diagrama de contactos se encuentra direccionado y listo para introducirse al

programador o al Software.



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Tabla 5. Descripción de la fig. 1.22

Denominación Operando Simbólico

Operando Absoluto

Función

Botón de Arranque B.A. I: 0/0 Energizar al Sistema

Botón de Paro B.A. I: 0/1 Detiene el funcionamiento del sistema

Relevador de Control

R.C. B3: 0 Enclava y mantiene en funcionamiento al sistema

Temporizador On Delay

R.T. T4: 37 Controla el tiempo de operación del motor con giro

derecho e invierte el sentido del giro.

Contactor D D O: 0/0 Salida al contactor para que el motor gire en el sentido

derecho.

Contactor I I O: 0/1 Salida al contactor para que el motor gire en el sentido

izquierdo.



Página 28

Capítulo 2: Elementos de Control

2.1 Control de Potencia 2.2 Elementos de Mando 2.3 Microcontrolador PIC16F84A

En este capítulo se exponen los

elementos teóricos de entrada,

salida, control y potencia

necesarios en la operación del

PLC.



Página 29

2.1 Control de Potencia

El tema de controles y automatismo es una parte importante en las instalaciones

de la casa habitación, se ha venido desarrollando rápidamente en este medio, de

acuerdo con los avances de la tecnología y la industria, haciendo necesario la

actualización de los medios de control automáticos, siendo este tema la base de

los controles automáticos para motores eléctricos y otros sistemas actuadores

eléctricos, por controladores lógicos programables.

El control de potencia es una de las cuatro funciones que conforman la estructura

de la automatización. Su función básica consiste en establecer o interrumpir la

alimentación de los receptores siguiendo las órdenes de la unidad de proceso de

datos.

Dichas órdenes se elaboran a partir de la información procedente de los

captadores, función de adquisición de datos, y de los órganos de mando, función

de diálogo hombre-máquina. Entre los receptores más utilizados para el

accionamiento de máquinas se encuentran los motores eléctricos. Los equipos de

control de potencia destinados a controlarlos, normalmente llamados

arrancadores, realizan las funciones de seccionamiento, protección y

conmutación.

Los arrancadores cuentan con los elementos necesarios para controlar y proteger

los motores eléctricos. De la elección de éstos depende el rendimiento de toda la

instalación: nivel de protección, funcionamiento con velocidad constante o

variable, etc. El arrancador garantiza las siguientes funciones:

1. Seccionamiento

2. Protección contra cortocircuitos y sobrecargas

3. Conmutación.

Seccionamiento.

Para manipular las instalaciones o las máquinas y sus respectivos equipos

eléctricos con total seguridad, es necesario disponer de medios que permitan

aislar eléctricamente los circuitos de potencia y de control de la red de

alimentación general. Esta función, llamada seccionamiento, le corresponde a

aparatos específicos: seccionadores o interruptores.



Página 30

Protección

Todos los receptores pueden sufrir accidentes, de origen eléctrico, sobre carga,

caída de tensión, variación de voltaje o ausencia de fases que provocan un

aumento de la corriente absorbida, cortocircuitos cuya intensidad puede superar el

corte del contactor. De origen mecánico, calado del rotor, sobrecarga momentánea

o prolongada que provocan un aumento de la corriente que absorbe el motor,

haciendo que los bobinados se calienten peligrosamente.

Con el fin de que dichos accidentes no dañen los componentes ni perturben la red

de alimentación, todos los arrancadores deben incluir obligatoriamente protección

contra los cortocircuitos, para detectar y cortar lo antes posible las corrientes

anómalas, protección contra las sobrecargas, para detectar los aumentos de

corriente y cortar el arranque antes de que el recalentamiento del motor y de los

conductores dañe los aislantes. Si es necesario, se pueden añadir protecciones

complementarias como el control de fallos de aislamiento, de inversión de fases,

de temperatura de los bobinados, etc.

La protección corresponde a seccionadores portafusibles, interruptores

automáticos, relés de protección y relés de medida, funciones específicas

integradas en los aparatos de funciones múltiples.

Conmutación

La conmutación consiste en establecer, cortar y, en el caso de la variación de

velocidad, ajustar el valor de la corriente absorbida por un motor. Según las

necesidades, esta función puede realizarse con aparatos, electromecánicos,

contactores, electrónicos: relés y contactores estáticos, variadores y reguladores

de velocidad.

Características de Diseño

A) Todo esquema debe ser realizado de forma tal que pueda ser interpretado

fácilmente. Para ello es necesario que se indiquen claramente los circuitos que lo

componen, así como el ciclo de funcionamiento.

B) Ofrece ayuda muy valiosa para el mantenimiento del equipo, así como para la

localización de posibles daños que permitan proceder a su reparación.

Tabla 6. Símbolos más utilizados (DIN)

Marcas más usadas: Fases: R-S-T ó L1 - L2 - L

Neutro: N



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Descripción Símbolo

Relé Térmico

Contactos Principales de

Contactor

Bobina de contactor

Normalmente

cerrado (NC)

Normalmente

abierto (NA)

Conexión – desconexión

Desconexión múltiple

Conexión múltiple



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Marcha-paro

Dos posiciones

Auxiliar

normalmente cerrado

Auxiliar normalmente

abierto

Nota: En los contactos cerrados y abiertos la numeración puede variar. Contactos cerrados: 21-22, 31-32, 41-42, etc; Contactos Abiertos: 23-24, 33-34,

43-44, etc.

Contactos

auxiliares del relé térmico

Contactos

temporizados al trabajo

Finales de carrera o interruptores de

posición



Página 33

Contactor

Fig. 2.1 Contactor

Contactor, es un aparato de maniobra automático con poder de corte, y que por

consiguiente puede abrir o cerrar circuitos con carga o en vacío.

Fig. 2.2 Partes Constitutivas de un Contactor.

Partes del contactor.

Carcasa. Es la parte externa que protege del medio a los componentes internos.

Bobina. Es el arrollamiento de alambre, que al aplicarse la tensión crea un campo

magnético, Se construye con cobre o aluminio. La tensión de alimentación puede

ser la misma del circuito de fuerza o inferior a ésta, o reducidas por un

transformador.

Núcleo. Serie de láminas muy delgadas, o chapas, ferromagnéticas y aisladas

entre sí, generalmente de hierro silicoso, con la finalidad de reducir al máximo las

corrientes originando pérdidas de energía por el efecto Joule, generalmente en



Página 34

forma de E. En los contactores cuyo circuito de mando va a ser alimentado por

corriente alterna, el núcleo debe tener un elemento adicional denominado espiras

de sombra, espiras en cortocircuito, espiras de frager o anillos de defasaje.

Fig. 2.3 Núcleo de Contactor.

Cuando circula la corriente alterna por la bobina, cada vez que el flujo es cero, la

armadura se separa del núcleo dos veces por segundo, porque el flujo magnético

producido por la bobina es también dos veces cero. En realidad como el tiempo es

muy pequeño, 1/120 de segundo cuando la frecuencia es 60 Hz, es imposible que

la armadura se separe completamente del núcleo, pero es suficiente para que se

origine un zumbido y vibración.

Para evitar este inconveniente se colocan en las dos columnas laterales del núcleo

las espiras de sombra, construidas en cobre, para suministrar al circuito magnético

un flujo cuando la bobina no le produce, creando en consecuencia un flujo

magnético constante, similar al que puede producir la corriente continua.

Armadura. Elemento similar al núcleo de transformador, en cuanto a su

construcción, pero que a diferencia de éste es una parte móvil, cuya finalidad

principal es cerrar el circuito magnético, cuando se energice la bobina, porque en

estado de reposo debe estar separada del núcleo. Se aprovecha de esta

propiedad de movimiento que tienen para colocar sobre él una serie de contactos,

parte móvil del contacto, que se cerraran o abrirán siempre que la armadura se

ponga en movimiento.



Página 35

Fig. 2.4 Partes móviles del Contactor.

Contactos. Los contactos son elementos conductores que tienen por objeto

establecer o interrumpir el paso de la corriente, ya sea en el circuito de potencia o

en el de mando, tan pronto como se energice la bobina.

Se construyen dichos puntos en materiales aleados a base de plata-cadmio, plata-

níquel, plata-paladio, etc. Estas partes deben tener una gran resistencia al

desgaste por erosión que produce el arco, tener buena resistencia mecánica, poca

resistencia eléctrica en el punto de contacto, no oxidable y no ser susceptible a

pegarse o soldarse. Una de las precauciones que más debe tomarse en cuenta es

hacerles un mantenimiento periódico, así como protegerlos del polvo, grasa,

humedad, etc.

Fig. 2.5 Contactos o Platinos.



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En el contactor se encuentran dos tipos de contactos:

Contactos Principales. Son los contactos que tienen por finalidad realizar el cierre

o apertura del circuito principal, a través del cual se transporta la corriente al

circuito de utilización, carga. Se tienen contactores con contactos capacitados

para transportar corrientes desde unos cuantos amperes, hasta corrientes con

intensidades muy elevadas. La zona, donde se produce el arco, conocida

comúnmente cámara apaga chispas, debe constituirse con materiales muy

resistentes al calor, tales como poliester con un gran porcentaje de fibra de vidrio.

Contactos Auxiliares. Son aquellos contactos que tienen por finalidad el gobierno

del contactor, específicamente de la bobina, y de su señalización. Pueden ser

abiertos o cerrados, y como están hechos para dar paso únicamente pequeñas

corrientes suelen ser normalmente más pequeños que los contactos principales. El

número de contactos auxiliares por contactor varía de acuerdo a las necesidades

de las diferentes maniobras desde uno normalmente abierto, hasta varios abiertos

y cerrados. Algunos casos se tienen contactores que tienen únicamente contactos

auxiliares, denominados por esta razón contactores auxiliares o relevadores.

Funcionamiento del contactor

Cuando la bobina es recorrida por la corriente eléctrica, genera un campo

magnético que hace que el núcleo atraiga a la armadura, parte móvil, se cierran

todos los contactos abiertos y se abren los contactos cerrados, principales y

auxiliares. Al desenergizar la bobina los contactos vuelven a su estado inicial, o de

reposo.

Elementos de Protección.

Protección contra los cortocircuitos

Un cortocircuito es el contacto directo de dos puntos con potenciales eléctricos

distintos, en corriente alterna se genera de contacto entre fases, entre fase y

neutro o entre fases y masa conductora, en corriente continua es generado por

contacto entre los dos polos o entre la masa y el polo aislado. Las causas pueden

ser varias, por ejemplo, cables rotos, flojos o pelados, presencia de cuerpos

metálicos extraños, depósitos conductores, polvo, humedad, etc., filtraciones de

agua o de otros líquidos conductores, deterioro del receptor o error de cableado

durante la puesta en marcha o durante una manipulación.

El cortocircuito desencadena un aumento de corriente que en milésimas de

segundo puede alcanzar un valor cien veces superior al valor de la corriente de

empleo. Por lo tanto, es preciso que los dispositivos de protección detecten el fallo



Página 37

e interrumpan el circuito rápidamente, a ser posible antes de que la corriente

alcance su valor máximo.

Fusibles

Son conductores calibrados expresamente para el paso de determinadas

cantidades de corriente, por consiguiente más débiles que el resto de los

conductores del circuito, de manera que al producirse un cortocircuito, éste se

interrumpirá inmediatamente, debido al bajo punto de fusión que tiene.

Simbología

Protección Automáticos

Son aparatos construidos únicamente para proteger contra sobrecargas, relé

térmicos, termomagnéticos y electromagnéticos . Para que un contactor cumpla

funciones de protección es necesario que se le adicione otro dispositivo

denominado relé de protección. Fabrican en una extensa gama, tanto por la

diversidad de tipos, como de procedimientos para proteger. Irregularidades que se

pueden producir en las condiciones de servicio de una máquina o motor son:

1. Sobrecarga, por parte de la máquina accionada por el motor.

2. Disminución de la tensión de red, que puede dar lugar a sobrecargas.

3. Gran inercia de las partes móviles, que hacen funcionar el motor

Sobrecargado en el período del arranque.

4. Excesivas puestas en marcha por unidad de tiempo.

5. Falta de una fase, haciendo que el motor funcione solo con dos fases.

En estos u otros casos similares, los elementos de protección desconectarán el

circuito de mando, desconectándose lógicamente el circuito de alimentación de la

máquina o motor.

Relé térmico

Son elementos de protección, una por fase, contra sobrecargas, cuyo principio de

funcionamiento se basa en la deformación de ciertos materiales, bimetales, bajo el

efecto del calor, para accionar, a una temperatura determinada, sus contactos

auxiliares que desenergizen todo el sistema. Los bimetales empezarán a curvarse



Página 38

cuando la corriente sobrepase el valor nominal. Empujando una placa de fibra

hasta que provoque la apertura y cierre de sus contactos auxiliares que

desenergicen la bobina y energicen el elemento de señalización. Una vez que los

relés térmicos hayan actuado se rearman empleando dos sistemas, son los

siguientes.

Rearme manual

Debe emplearse este sistema siempre que se tengan circuitos con presostatos,

termostatos, interruptores de posición o elementos similares, con el objeto de

evitar una nueva conexión en forma automática al bajar la temperatura del bimetal.

Rearme automático

Se emplean exclusivamente en casos en que se usan pulsadores para la

maniobra, de manera que la reconexión del contactor no podrá producirse

después del enfriamiento del bimetal, sino únicamente volviendo a accionar el

pulsador.

2.2 Elementos de Mando

Son aquellos aparatos que actúan accionados por el operario, o por alguna señal

eléctrica. Los más importantes son los pulsadores y selectores.

Interruptores

Son dispositivos con cierto poder de corte, para cerrar o abrir circuitos. Al abrirse

el circuito, la chispa que se produce debe apagarse rápidamente, antes de que se

forme un arco eléctrico, que dañaría fácilmente los contactos.

Simbología Componente

Pulsadores

Aparatos de maniobra con poder de corte. Se diferencian de los interruptores porque

cierran o abren circuitos solamente mientras actúen sobre ellos una fuerza exterior,

recuperando su posición de reposo, inicial, al cesar dicha fuerza, por acción de un muelle

o resorte.



Página 39


Selectores dos posiciones


Elementos de Señalización

Son todos aquellos dispositivos cuya función es llamar la atención sobre el

correcto funcionamiento o paros anormales de las máquinas, aumentando así la

seguridad del personal y facilitando el control y mantenimiento de los equipos.

Clases de señalizaciones

Acústicas. Son señales perceptibles por el oído. Entre las más usadas figuran los

timbres, zumbadores o chicharras, sirenas, etc.

Ópticas. Son señales perceptibles por la vista. Existen dos clases:

Visuales. Se emplean ciertos símbolos indicativos de la operación que se está

realizando.

Luminosa. Únicamente se emplean lámparas o pilotos, de colores diferentes.

De acuerdo a la complejidad y riesgo en el manejo de los equipos, se pueden

emplear, señalizaciones visuales, y luminosas, e incluso en casos especiales

señalizaciones ópticas y acústicas simultaneamente.



Página 40

Sensores

Es importante la necesidad de accionamientos o elementos que actúan sobre la

parte de potencia del sistema. La potencia necesaria para actuar sobre los

accionamientos puede ser considerable y a veces no pueden ser suministradas

por el sistema de control. En tales casos se requieren unos elementos intermedios

encargados de interpretar las señales de control y actuar sobre la parte de

potencia propiamente dicha. Dichos elementos se denominan preaccionamientos y

cumplen una función de amplificadores, ya sea para señales analógicas o para

señales digitales.

Es habitual que los sensores requieran una adaptación de la señal eléctrica que

suministran para que sean conectables a un determinado sistema de control. Esta

función la realizan los bloques de interfaz, que pueden ser totalmente

independientes del sensor o estar parcialmente incluidas en el.

Los términos sensor y transductor se suelen aceptar como sinónimos, aunque, si

hubiera que hacer alguna distinción, el termino transductor es quizá mas amplio,

incluyendo una parte sensible o captador propiamente dicho de algún tipo de

circuito de acondicionamiento de la señal detectada. En particular, en el estudio de

los transductores cuya salida es una señal eléctrica podemos dar la siguiente

definición:

Un transductor es un dispositivo capaz de convertir el valor de una magnitud física

en una señal eléctrica codificada, ya sea en forma analógica o digital.

No todos los transductores tienen porque dar una salida en forma de señal

eléctrica. Como ejemplo puede valer el caso de un termómetro basado en la

diferencia de dilatación de una lámina bimetálica, donde la temperatura se

convierte directamente en un desplazamiento de una aguja indicadora.

Tomando como ejemplo a los transductores en fenómenos eléctricos o

magnéticos, estos suelen tener una estructura general, se distinguen las

siguientes partes:

Elemento sensor o captador. Convierte las variaciones de una magnitud física en

variaciones de una magnitud eléctrica o magnética, denominada señal.

Bloque de tratamiento de señal. Si existe, suele filtrar, amplificar, linealizar y, en

general, modificar la señal obtenida en el captador, por regla general utilizando

circuito electrónicos.



Página 41

Etapa de salida. Esta etapa comprende los amplificadores, interruptores,

conversores de código, transmisores y, en general, todas aquellas partes que

adaptan la señal a las necesidades de la carga exterior.

Atendiendo a la forma de codificar la magnitud medida se puede establecer una

clasificación en:

Analógicos. Aquellos que dan como salida un valor de tensión o corriente variable

en forma continua dentro del campo de medida. Es frecuente para este tipo de

transductores que incluyan una etapa de salida para suministrar señales

normalizadas de 0 – 10 V o 4 – 20 mA.

Digitales. Son aquellas que dan como salida una señal codificada en forma de

pulsos o en forma de una palabra digital codificada en binario, BCD u otro sistema

cualquiera.

Todo o Nada. Indican únicamente cuando la variable detectada rebasa un cierto

umbral o limite. Pueden considerarse como un caso límite de los sensores

digitales en el que se codifican solo dos estados.

Sensor óptico CNY70

El CNY70 es un sensor óptico reflexivo con salida a transistor fabricado por Vishay

Telefunken Semiconductors. Tiene una construcción compacta donde el emisor de

luz y el receptor se colocan en la misma dirección para detectar la presencia de un

objeto por medio del empleo de la reflexión del haz de luz infrarrojo sobre el

objeto. La longitud de onda de trabajo es de 950 nm. El emisor es un diodo LED

infrarrojo y el detector consiste en un fototransistor.

La distancia del objeto reflectante debe estar entre los 5 y 10 mm de distancia. La

corriente directa del diodo IF=50 mA y la intensidad de colector es de IC=50 mA.

Fig. 2.6 Sensor CNY70.



Página 42

Para conectar estos dispositivos hay que polarizarlos, esa es la función de las

resistencias de circuito, dos posibles conexiones según se quiera la salida para

color blanco o negro.

El inversor Trigger Schmitt 40106 se intercala para conformar las tensiones a

valores lógicos. Hay que tener en cuenta que los valores de transición de la puerta

son VT+=2.9 V y VT-=1.9 V para una tensión de alimentación de 5V y no se puede

variar.

Fig. 2.7 Circuito típicos de conexión del CNY70

Sensor LDR

Las resistencia dependientes de la luz, LDR (Light Dependent Resistor) o

fotorresistencias, son dispositivos que varían su resistencia en función de la luz

que incide sobre su superficie. Cuanto mayor sea la intensidad de la amenaza que

incide sobre ella menor será la resistencia entre extremos de la misma. Para su

fabricación se utiliza materiales fotosensibles.

Su valor nominal se especifica sin que incida la luz externa. Así por ejemplo, una

LDR de valor nominal de 50 kΩ, tendrá dicho valor si se tapa de manera que no

incida la luz sobre su superficie, si se le acerca una bombilla de 60 W puede

trabajar hasta unos 30 Ω.

Las principales aplicaciones de estos componentes son controles de iluminación,

control de circuitos con relés, en alarmas, etc.



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Fig. 2.8 LDR.

2.3 Microcontrolador PIC16F84A

Un microcontrolador es un circuito integrado programable que contiene todos los

componentes necesarios para controlar el funcionamiento de una tarea

determinada. Un sistema con microcontrolador debe disponer de una memoria

donde se almacena el programa que gobierna el funcionamiento del mismo que,

una vez programado y configurado solo sirve para realizar la tarea asignada.

El microcontrolador es uno de los inventos más notables del siglo XX. Cada tipo

de microcontrolador sirve para una serie de casos y es el diseñador del sistema

quien debe decidir cuál es el microcontrolador más idóneo para cada uso.

En los últimos años han tenido un gran auge los microcontrolador PIC fabricados

por Microchip Technology Inc. Los PIC, Peripherical Interface Controller10, son una

familia de microcontroladores que ha tenido gran aceptación y desarrollo en los

últimos años gracias a que sus buenas características, por ejemplo bajo precio y

reducido consumo. Un microcontrolador PIC16F84A puede trabajar con una

frecuencia máxima de 20 MHz.

Normalmente el microcontrolador PIC16F84A se alimenta con 5 V aplicados entre

los pines VDD y Vss que son, respectivamente, la alimentación y la masa del chip.

10 Controlador Interfaz Periférico



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Fig. 2.9 Arquitectura del PIC16F84A.

El consumo de corriente para el funcionamiento del microcontrolador depende de

la tensión de alimentación, de la frecuencia de trabajo y de las cargas que

soportan sus salidas, siendo el orden de unos pocos mA.

El microcontrolador se comunica con el mundo exterior a través de los puertos.

Estos están constituidos por líneas digitales de entrada-salida que trabajan entre 0

y 5 V. Los puertos se pueden configurar como entradas para recibir datos o como

salidas para gobernar dispositivos externos.

El PIC16F84A tiene dos puertos:

El puerto A con 5 líneas, pines RA0 a RA4.

El puerto B con 8 líneas, pines RB0 a RB7.

Cada línea puede ser configurada como entrada o como salida,

independientemente unas de otras, según se programe.

Las líneas son capaces de entregar niveles TTL cuando las tensiones de

alimentación aplicada en VDD es de 5 V. La máxima capacidad de corriente de

cada una de ellas es:

25 mA, cuando el pin esta a nivel bajo, es decir, cuando consume corriente.

Sin embargo, la suma de intensidad por las 5 líneas del puerto A no puede

exceder de 80 mA, ni la suma de las 8 líneas del puerto B puede exceder

de 150 mA.

20 mA, cuando el pin esta a nivel alto, es decir, cuando proporciona

corriente. Sin embargo, las intensidades por las 5 líneas del puerto A no

puede exceder de los 50 mA, ni la suma de las 8 líneas del puerto B puede

exceder de 100 mA.



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Todo microcontrolador requiere de un circuito que le indique la velocidad de

trabajo, es el llamado el oscilador o reloj. Este genera una onda cuadrada de alta

frecuencia que se utiliza como señal para sincronizar todas las operaciones del

sistema. Este circuito es muy simple pero da vital importancia para el

funcionamiento del sistema.

Fig. 2.10 Conexión del oscilador de cristal.

Generalmente todos los componentes del reloj se encuentran integrados en el

propio microcontrolador y tan solo se requieren de unos pocos componentes

externos, como un cristal de cuarzo o una red RC, para definir la frecuencia de

trabajo.

El PIC16F84A los pines OSC1/CLKIN y OSC2/CLKOUT son las líneas utilizadas

para este fin. Permite 5 tipos de osciladores para definir la frecuencia de

funcionamiento:

XT. Cristal de cuarzo.

RC. Oscilador con resistencia y condensador.

LP. Cristal para baja frecuencia y bajo consumo de potencia.

Externa. Cuando se aplica una señal de reloj externa.

El más utilizado es el oscilador XT y está basado en el oscilador a cristal de

cuarzo o en un resonador cerámico. Un oscilador estándar que permite una

frecuencia de reloj muy estable comprendida entre 100 kHz y 4 MHz.

Si se comprueba con un osciloscopio la señal en el pin OSC2/CLKOUT, se debe

visualizar una onda senoidal de igual frecuencia que la del cristal utilizado.

El reset en un microcontrolador provoca la reinicialización de su funcionamiento,

un comienzo a funcionar desde cero. En este estado, la mayoría de los

dispositivos internos del microcontrolador toman un estado conocido.



Página 46

En los microcontroladores se requiere un pin de reset para reiniciar el

funcionamiento del sistema cuando sea necesario. El pin de reset en los PIC se

denomina MCLR, master clear, y produce un reset cuando se aplica un nivel lógico

bajo.

Fig. 2.11 Conexión del reset del PIC16f84A.

Lenguaje máquina

El único lenguaje que entienden los microcontroladores es el formado por los

ceros y unos del sistema binario. Cualquier instrucción que deba ser ejecutada por

el microcontrolador puede estar expresada en binario. A este lenguaje se le

denomina lenguaje maquina, por ser el que comprende el microcontrolador. Los

códigos de este lenguaje que forman las instrucciones se les llaman códigos

máquina.

Dicha codificación binaria resulta incomoda para trabajar, por lo que muchas

veces se utiliza la codificación hexadecimal para facilitar la interpretación de los

códigos maquina.

Lenguaje ensamblador

El lenguaje máquina es difícil utilizar por el hombre ya que se aleja de su forma

natural de expresarse, por esto se utiliza el lenguaje ensamblador, que es la forma

de expresar las instrucciones de una forma más natural al hombre y que, sin

embargo, es muy cercana al microcontrolador porque cada una de sus

instrucciones se corresponde con otra en código máquina que el microcontrolador

es capaz de interpretar.

El lenguaje ensamblador utilizar nemónicos que son grupos de caracteres

alfanuméricos que simbolizan las ordenes o tareas a realizar con cada instrucción.



Página 47

Los nemónicos se corresponden las iniciales del nombre de la instrucción en

inglés, de forma que recuerdan la operación que realiza la instrucción.

MPLAB IDE

El MPLAB IDE es un software de “Entorno de desarrollo integrado que se ejecuta

bajo Windows”. Con este entorno se puede desarrollar aplicaciones para los

microcontroladores PIC.

El MPLAB incluye todas las utilidades necesarias para realización de proyectos

con microcontroladores PIC, permite editar el archivo fuente del proyecto, además

de ensamblarlo y simularlo en pantalla para comprobar cómo evoluciona tanto la

memoria de datos RAM, como la de programa ROM, los registros de SFR, etc.,

según progresa la ejecución del programa.

El MPLAB incluye:

Un editor de texto.

Un ensamblador llamado MPASM.

Un simulador llamador MPLAB SIM.

Un organizador de proyectos.

Fig. 2.12 Entorno del MPLAB IDE.



Página 48

Capítulo 3: Desarrollo de Proyecto

3.1 Control de Acceso 3.2 Control de Iluminación 3.3 Control Hidráulico, Riego automatizado e Hidrosanitario.

3.4 Detección contra Incendios 3.5 Vigilancia Perimetral

En este capítulo se muestran

los resultados obtenidos de la

investigación que comprenden

al control eléctrico de una casa

inteligente grado 1 en sus

características fundamentales.



Página 49

3.1 Control de Acceso

Introducción

La seguridad patrimonial de una casa inteligente, comienza con el control de

acceso de los habitantes; este control tiene como finalidad vigilar el acceso a la

casa.

En la actualidad, normalmente cualquier punto que pueda asegurarse con una

cerradura es susceptible de ser controlado con un sistema electrónico, de manera

que garantice el ingreso solo a personas autorizadas.

El punto débil de una cerradura siempre será la llave; eso significa que una llave

puede ser fácilmente duplicada, perdida o robada; lo cual implica el riesgo de

perder el control de entrada.

Un sistema electrónico de control de acceso, es una alternativa confiable, cada

persona recibe el código que permite el acceso y garantiza la seguridad en el

inmueble.

Fig. 3.1 Muestra de sistemas para el control de acceso.

Funcionamiento

El control de acceso para este caso consta de un teclado hexadecimal, un

electroimán de 272.154 kgf, un botón liberador y el sistema de control.

Al introducir la clave el electroimán se desenergiza para abrir la puerta y entrar,

después de 5 segundos se vuelve a energizar, para salir se presiona el botón

liberador y nuevamente el electroimán se desenergiza para poder salir. En la

pantalla LCD se visualiza si la clave es correcta o incorrecta y un LED se enciende

para permitir visualizar el teclado en caso de que este obscuro, siempre y cuando

se detecte la presencia de un sujeto que intente introducir la clave.



Página 50

Desarrollo

Por un medio de un PIC16F84A, se elaboro la interfaz del control de acceso que

comunica al PLC por medio de un pulso eléctrico para energizar y desenergizar el

actuador, electroimán, y comprobar la clave de acceso.

“Teclado_LeeHex”: Lee tecla

pulsada.

- La tecla leída es almacenada en

RAM mediante direccionamiento

indirecto.

- Apunta a la siguiente posición de

RAM donde se almacena a la

clave tecleada.

- Visualiza “@”.

¿Último carácter de

la clave?

Compara cada uno de los

números tecleados y guardados

en RAM con la clave secreta

guardada en ROM.

¿Coincide lo

tecleado con la

clave secreta?

Abre puerta y visualiza mensaje

“Clave CORRECTA!

NO abre puerta y visualiza

mensaje “Clave INCORRECTA”.

“Retardo” de unos segundos.

Cierra puerta y prepara todo para

la próxima lectura de la clave

secreta.

- Espera deje de pulsar e inicializa

teclado para próxima

exploración.

- Limpia flag de interrupción.

“ServicioInterrupción”

Retorno de la interrupción.

SI

NO

SI NO

“FinInterrupción”

Fig.3.2 Diagrama de Flujo del Control de Acceso.



Página 51

Programación por MPLABide

;CERRADURA ELECTRONICA ESIME.asm ; Cerradura Electrónica: la salida se activa cuando una clave de varios digitos introducida ;por teclado sea correcta. ; ; Tiene una salida "CerraduraSalida" que, cuando se habilita, activa durante unos segundos ; el electroimán de la cerradura permitiendo la apertura de la puerta: ; - Si (CerraduraSalida) = 1, la puerta se puede abrir. ; - Si (CerraduraSalida) = 0, la puerta no se puede abrir. LIST P=16F84A INCLUDE <P16F84A.INC> __CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _XT_OSC CBLOCK 0x0C ENDC ; La clave puede tener cualquier tamaño y su longitud se calcula: #DEFINE LongitudClave (FinClaveSecreta-ClaveSecreta) #DEFINE CerraduraSalida PORTA,3 ; ZONA DE CÓDIGOS ******************************************************************** ORG 0 goto Inicio ORG 4 goto ServicioInterrupcion Mensajes addwf PCL,F MensajeTeclee DT "INGRESE CLAVE:", 0x00 DT "****************", 0x00 MensajeClaveCorrecta DT "CLAVE CORRECTA", 0x00 DT "****************", 0x00 MensajeAbraPuerta DT "BIENVENIDO PASE", 0x00 DT "****************", 0x00 MensajeClaveIncorrecta DT "CLAVE INCORRECTA", 0x00 DT "****************", 0x00 LeeClaveSecreta addwf PCL,F ClaveSecreta DT 1h,0h,3h,7h ; Ejemplo de clave secreta.



Página 52

DT 9h,5h FinClaveSecreta Inicio call LCD_Inicializa bsf STATUS,RP0 bcf CerraduraSalida ; Define como salida. bcf STATUS,RP0 call Teclado_Inicializa ; Configura las líneas del teclado. call InicializaTodo ; Inicializa el resto de los registros. movlw b'10001000' ; Habilita la interrupción RBI y la general. movwf INTCON Principal sleep ; Espera en modo bajo consumo que pulse alguna ; tecla. goto Principal ; Subrutina "ServicioInterrupcion" ------------------------------------------------------ CBLOCK ContadorCaracteres GuardaClaveTecleada ENDC ServicioInterrupcion call Teclado_LeeHex ; Obtiene el valor hexadecimal de la tecla pulsada. movwf INDF ; Almacena ese dígito en memoria RAM con ;con direccionamiento indirecto apuntado por FSR. movlw '@' ; Visualiza „@‟ call LCD_Caracter incf FSR,F ; Apunta a la próxima posición de RAM. incf ContadorCaracteres,F ; Cuenta el número de teclas pulsadas. movlw LongitudClave ;Comprueba si ha introducido tantos caracteres subwf ContadorCaracteres,W ; como longitud tiene la clave secreta. btfss STATUS,C ; ¿Ha terminado de introducir caracteres? goto FinInterrupcion ; No, pues lee el siguiente carácter tecleado. call LCD_Borra ; Borra la pantalla. clrf ContadorCaracteres ; Va a leer el primer carácter almacenado en ROM. movlw ClaveTecleada ; Apunta a la primera posición de RAM donde se ha movwf FSR ; guardado la clave tecleada. ComparaClaves movf INDF,W ; Lee la clave tecleada y guardada en RAM. movwf GuardaClaveTecleada ; La guarda para compararla después. movf ContadorCaracteres,W ; Apunta al carácter de ROM a leer. call LeeClaveSecreta ; En (W) el carácter de la clave secreta. subwf GuardaClaveTecleada,W ; Se comparan.



Página 53

btfss STATUS,Z ; ¿Son iguales?, ¿Z=1? goto ClaveIncorrecta ; No, pues la clave tecleada es incorrecta. incf FSR,F ; Apunta a la próxima posición de RAM. incf ContadorCaracteres,F ; Apunta a la próxima posición de ROM. movlw LongitudClave ; Comprueba si ha comparado tantos caracteres subwf ContadorCaracteres,W ; como longitud tiene la clave secreta. btfss STATUS,C ; ¿Ha terminado de comparar caracteres? goto ComparaClaves ; No, pues compara el siguiente carácter. ClaveCorrecta ; La clave ha sido correcta. Aparecen los mensajes movlw MensajeClaveCorrecta ; correspondientes y permite la apertura de la call LCD_Mensaje ; puerta durante unos segundos. call LCD_Linea2 movlw MensajeAbraPuerta call LCD_Mensaje bsf CerraduraSalida ; Activa la cerradura durante unos segundos. goto Retardo ClaveIncorrecta movlw MensajeClaveIncorrecta call LCD_Mensaje Retardo call Retardo_2s call Retardo_1s InicializaTodo bcf CerraduraSalida ; Desactiva la cerradura. clrf ContadorCaracteres ; Inicializa este contador. movlw ClaveTecleada ; FSR apunta a la primera dirección de la RAM movwf FSR ; donde se va a almacenar la clave tecleada. call LCD_Borra ; Borra la pantalla. movlw MensajeTeclee ; Aparece el mensaje para que introduzca la clave. call LCD_Mensaje call LCD_Linea2 ; Los asteriscos se visualizan en la segunda línea. FinInterrupcion call Teclado_EsperaDejePulsar bcf INTCON,RBIF retfie INCLUDE <TECLADO.INC> INCLUDE <LCD_4BIT.INC> INCLUDE <LCD_MENS.INC> INCLUDE <RETARDOS.INC> CBLOCK ClaveTecleada ENDC END

Ver Anexo 1 correspondiente a las subrutinas.



Página 54

Diagrama de Flujo

“Servicio de

puerta”

S1-¿Clave

correcta?

PB1-¿Boton

pulsado?

“Retorno

Servicio de

puerta”

Desenergiza

electroimán

Energiza

electroimán

SI

SI

NO

NO

Fig. 3.3 Diagrama de Flujo del Control de Acceso.

El diagrama de flujo del control de acceso muestra la lógica que se sigue para la

programación del PLC. Como se puede ver, para desenergizar el electroimán y

abrir la puerta necesita cumplirse con 2 condiciones, que la clave de acceso sea

correcta y que el botón liberador no este presionado.

Diagrama de Control y Escalera

Fig. 3.4 Diagrama de Control del Control de Acceso.

En el anterior diagrama S1 es equivalente al pulso eléctrico proveniente del

interfaz del PIC16F84A, y PB1 es el botón pulsador que desenergiza al

electroimán.



Página 55

PB1

RC

S1

Fig. 3.5 Diagrama de Escalera del Control de Acceso.

Ver Anexo 2 correspondiente al diagrama de escalera del PLC para el Control de

Acceso.

Interfaz electrónica

Fig. 3.6 Diagrama de la interfaz para el control de acceso.

En el anterior diagrama se aprecia la conexión de los elementos que integran la

interfaz electrónica, el PIC16F84A toma función de elemento de gobierno, la

pantalla LCD sirve de indicador, el teclado hexadecimal elemento de entrada, el

relevador de control es el elemento gobernado que indica la señal de energizar y

desenergizar al electroimán por medio del PLC.



Página 56

Fig. 3.7 Circuito del Sensor de luz y de presencia.

El circuito integrado NE555 se utiliza para configurar un disparador. Una

característica importante de este circuito es evitar oscilaciones presentes en

circuitos convencionales cuando la iluminación llega al umbral de disparo. La

transición del punto de espera al disparo es inmediata. El LED enciende sin

oscilación.

Se aplica al PIN 5 del NE555 una tensión de referencia, aproximadamente igual a

la mitad de la tensión de la alimentación. La tensión aplicada en el PIN 2 depende

del valor de la LDR, y cuando sea menor a la mitad de la tensión de la

alimentación, del PIN 5, se activa la salida, PIN 3. En este circuito, se fija la

tensión de referencia por un divisor formado por dos resistencias y se ajusta el

disparo en función de la luz que incide en el LDR a través del potenciómetro. El

ajuste se realiza en función de la luz ambiente, ajustando el potenciómetro hasta

que se dispare el circuito con la luz requerida.

La resistencia R8 es utilizado para proteger al LED emisor y funciona a una

corriente de 23 mA, la resistencia R9 y R10 cumple la función de calibrar el

CNY70 en diferentes ambientes de luz, R9 sirve para que cuando R10 sea 0 el

fototransistor del CNY70 no se queme, R10 sirve para calibrar el voltaje de salida

del emisor del fototransistor varía entre 0.6 V en presencia hasta 5 V máximo en

ausencia de algún objeto cercano.

El Schmitt Trigger CD40106 estabiliza a niveles lógicos estables la señal que sale

del emisor del fototransistor.



Página 57

El transistor 2N3904 sirve para completar la condición de encender el LED

siempre y cuando exista presencia y obscuridad.

El PIC16F84A es una importante herramienta como complemento en el proceso

de control, junto al PLC, realizando la verificación de la clave de acceso y

enviando la señal de apertura al PLC, y éste desenergenizando al electroimán. Se

concluye que el PIC es una herramienta útil para procesos que no necesiten

cambios, debido a la poca flexibilidad de cambio en el PIC.

Respecto a los sensores utilizados, de presencia CNY70, y de luz LDR, a pesar de

ser sencillos, baratos, son dispositivos capaces de cumplir con las necesidades de

iluminar el teclado para introducir la clave de acceso durante obscuridad.

A pesar de ser componentes electrónicos simples bastan para llevar a cabo las

tareas asignadas, y aunque los sensores pueden ser reemplazados por otros más

complejos, también aumentarían considerablemente el precio del control, pero

este proyecto se realizó tratando de ser lo más económico y funcional posible.

3.2 Control de Iluminación

Introducción

La iluminación representa el 19% de toda la electricidad consumida a nivel

mundial, según la IEA – International Energy Agency. Cambiar los sistemas de

iluminación antiguos por otros que ahorren energía es un primer paso que debe

completarse con el uso de dispositivos que activen y desactiven las luces cuando

sea necesario.

El control de iluminación es una forma de ahorrar costes de energía, en una de

sus aplicaciones más comunes. Al aplicar una solución de control de la

iluminación, los habitantes pueden ahorrar hasta el 50% de la factura de la

electricidad en comparación con los métodos tradicionales.

Fig. 3.8 Muestra de sistemas de control de la iluminación



Página 58

Funcionamiento

El sistema de control de iluminación posee dos modos de funcionamiento, modo

manual y modo viajero, y un paro general para realizar el cambio de modo.

El modo manual opera en el PLC de tal forma que la salidas asignadas para el

control de las luces permanezcan activadas, energizada la línea, que en conjunto

con un detector de movimiento comercial por sensor infrarrojo al detectar

movimiento, presencia o sonido, conecta automáticamente la fuente de luz

asignada, a pasillos, habitaciones, etc. Los detectores de movimiento se instalan

en el mismo lugar que ocupa habitualmente un interruptor, permite la configuración

manual de un encendido y un apagado permanente, detección de movimiento por

infrarrojo y por sonido.

El modo viajero opera en el PLC bajo las condiciones de obscuridad, por medio de

un sensor de luz, en el supuesto caso que el habitante decida ausentarse por un

tiempo y la casa simule la presencia de habitantes por medio de una rutina

programada de encendido y apagado de las luces, para cada habitación de forma

independiente durante tiempos programados, para esto se debe ajustar el detector

de movimiento comercial en encendido, ya que el PLC activará y desactivará sus

salidas correspondientes a la iluminación.

El modo viajero también cuenta con una rutina de descanso en cierto tiempo

programado simulando el descanso general de las habitaciones y vuelve a

reactivarse después de otro lapso.

Fig. 3.9 Sensor de luz y Conexión del sensor de luz.



Página 59

Fig. 3.10 Conexión del PLC, el detector de movimiento y la lámpara.

Desarrollo

El circuito integrado NE555 se utiliza para configurar un disparador. Una

característica importante de este circuito es evitar oscilaciones presentes en

circuitos convencionales cuando la iluminación llega al umbral de disparo. La

transición del punto de espera al disparo es inmediata. El relevador de control se

energiza sin oscilación.

Fig. 3.11 Diagrama de Sensor de Luz.



Página 60

Se aplica al PIN 5 del NE555 una tensión de referencia, aproximadamente igual a

la mitad de la tensión de la alimentación. La tensión aplicada en el PIN 2 depende

del valor de la LDR, y cuando sea menor a la mitad de la tensión de la

alimentación, del PIN 5, se activa la salida, PIN 3. En este circuito, se fija la

tensión de referencia por un divisor formado por dos resistencias y se ajusta el

disparo en función de la luz que incide en el LDR a través del potenciómetro. El

ajuste se realiza en función de la luz ambiente, ajustando el potenciómetro hasta

que se dispare el circuito con la luz requerida.

En la siguiente tabla se muestra la función y la etiqueta del diagrama de control

correspondiente al control de iluminación.

Diagrama de Flujo

“Control de

Iluminación”

pb1-No se

presione

paro

¿Qué botón

presiono?

pa1 -¿Se

presiono?

Vuelve a Iniciorc -¿Está

cerrado?

Se encuentra

en Modo

Viajero

rcn – Se

energiza

Inicia

Modo

Manual

rcn -¿Esta

cerrado?

Vuelve a Iniciorcn – Continua

energizado

Continua

Modo

Manual

“Fin Control de

Iluminación”

NONO SISI

SINO

Fig. 3.12.1 Diagrama de Flujo del Control de Iluminación en Modo Manual



Página 61

rsn – Este

cerrado

rt, rt1, rt2 – No

se energizan

Enciende

focos

0,1 y 2

“Subrutina

Modo Manual

“Fin Subrutina

Modo Manual

Fig. 3.12.2 Diagrama de Flujo de la Subrutina del Control de Iluminación en Modo Manual

pa -¿Se

presiono?

Vuelve a

Inicio

rcn -¿Está

cerrado?

Se encuentra

en Modo

Manual

rc – Se

energiza

s1 -¿Es de

noche?

Se encuentra

en Modo

Manual

rc -¿Esta

cerrado?

No entra a

Modo Viajero

rtp –

Cumpla

tiempo

rcs – Se

energiza

Inicia

Ciclo del

Modo

Viajero

rtp2 –

Cumpla

tiempo

rtp – Se

mantiene

energizado

rtp2 – Se

energiza

rc -¿Está

cerrado?

Vuelve a

Inicio

rc – Continua

energizado

Continua

en Modo

Viajero

SI

SI

SI

SI

SINO NO

NO

NO

NO

“Control de

Iluminación”

pb1-No se

presione

¿Qué

botón

presiono?

“Fin Control

Iluminación”

Reinicia

Ciclo del

Modo

Viajero

Pausa

Ciclo del

Modo

Viajero

rtp – Se

desenergiza

Fig. 3.12.3 Diagrama de Flujo del Control de Iluminación en Modo Viajero



Página 62

rc - ¿Esta

cerrado?

“Subrutina

Modo Viajero”

No se

encuentra en

Modo Viajero

rcs – Este

energizado

rt2 –

Cumpla

tiempo

rt – Se

energiza

rt – Hasta

que cumpla

el tiempo

Enciende foco

0

rt – ¿Esta

cerrado?

rt1 – Se

energiza

rt1 – Hasta

que cumpla

el tiempo

Enciende foco

1

rt1 – Hasta

que cumpla

el tiempo

rt2 – Se

energiza

Enciende foco

2

“Fin Subrutina

Modo Viajero”

rt1 – Se

desenergiza

rt2 – No se

energiza

No enciende

foco 2

SINO

SI

NO

SINO

Fig. 3.12.4 Diagrama de Flujo de la Subrutina del Control de Iluminación en Modo Viajero.



Página 63


Fig. 3.13 Diagrama de Control del Control de Iluminación.



Página 64

Tabla 7. Descripción del control de Iluminación.

Denominación Etiqueta Función

Botón de Paro pb1 Al pulsar el botón de paro se detiene el funcionamiento del sistema.

Botón de Arranque pa Al pulsar el botón de arranque pone en funcionamiento el sistema en modo viajero.

Botón de Arranque pa1 Al pulsar el botón de arranque pone en funcionamiento el sistema en modo normal.

Sensor de Luz s1 Al detectar obscuridad en el sensor cierra el sistema dentro del modo viajero.

Relevador de Control rcn Al ser energizada la bobina mantiene enclavado el sistema en modo normal.

Relevador de Control rc Al ser energizada la bobina mantiene enclavado el sistema en modo viajero.

Relevador de Control rcs Al ser energizada la bobina mantiene enclavado el sistema en modo viajero

mientras sea de noche.

Relevador

Temporizador (On Delay)

rtp Al ser energizado el relevador de tiempo esta

desenergiza a rcs por un periodo de tiempo.

Relevador Temporizador (On Delay)

rtp2 Al ser energizado el relevador de tiempo esta desenergiza a rtp para energizar nuevamente a rcs.

Relevador


rt Al ser energizado apaga el foco 0 y enciende

el foco1.


rt1 Al ser energizado apaga el foco 1 y enciende el foco2.

Relevador Temporizador

(On Delay)

rt2 Al ser energizado, desenergiza al relevador temporizador rt y reinicia el sistema.



Página 65

pb1 pa1

rcn

rc

rcn

pb1 pa

rc

rcn

rc

pb1 s1 rc rtp

rtp2

rtp

rcs

pb1 s1 rc

rtp2

rcn

rc rcs

rt

rt2 rcn

0

rt

rcn

rc rcs

rcn

rc rcs

rt rt1

1

rcn rcn

rt1

rcn

rc rcs

rt1

2

rcn rcn

rt2

rcn

rc rcs

rt3

rt5 rcn

3

rt3

rcn

rc rcs

rcn

rc rcs

rt3 rt4

4

rcn rcn

rt4

rcn

rc rcs

rt4

5

rcn rcn

rt5

rcn

rc rcs

rt6

rt8 rcn

6

rt6

rcn

rc rcs

rcn

rc rcs

rt6 rt7

7

rcn rcn

rt7

rcn

rc rcs

rt7

8

rcn rcn

rt8

rcn

rc rcs

rt9

rt11 rcn

9

rt9

rcn

rc rcs

rcn

rc rcs

rt9 rt10

10

rcn rcn

rt10

rcn

rc rcs

rt10

11

rcn rcn

rt11

Fig. 3.14 Diagrama de Escalera del Control de la Iluminación.

Ver Anexo 3 correspondiente al diagrama de escalera del PLC para el Control de

Iluminación.

El Control de Iluminación, modo viajero, es un método efectivo para simular la

presencia de habitantes, durante largos periodos de ausencia en la casa,

mediante el encendido y apagado de las luces durante intervalos de tiempo

programados en el PLC. Este tipo control se puede encontrar en el mercado, pero

requiere de centros de control que solo funcionan para esta tarea únicamente.

El modo manual es efectivo en el ahorro de energía por medio de un sensor de

presencia, o simplemente como un interruptor común.

Al finalizar se aprecia que el PLC es bien aprovechado para el control de la

iluminación de una casa habitación.



Página 66

3.3 Control hidráulico, riego automatizado e hidrosanitario.

Introducción

Control hidráulico:

La seguridad en la alimentación de agua es muy importante y debe ser capaz de

satisfacer la demanda creada por la necesidad inmediata de los diferentes

servicios.

Para el control y automatización del servicio de agua se recomienda utilizar como

dispositivo de agua la aplicación de un controlador lógico programable PLC.

La red abastecimiento estará formada por:

Pozo profundo con bomba.

Cisterna de agua cruda.

Control eléctrico para el llenado de la cisterna.

La cisterna de agua cruda debe tener capacidad para almacenar el volumen total

de aguas para los servicios, por lo menos para un día. Además, debe contar con

un sistema de control para su llenado, vaciado y mantener un nivel de agua

suficiente.

En el caso de abastecimiento por pozo y bomba; ésta tendrá la capacidad

adecuada para el llenado de la cisterna, asimismo el control que gobierne el

llenado de la cisterna de agua cruda.

Fig. 3.15 Muestra de sistemas de control hidráulico.



Página 67

Riego automatizado:

El riego automático es una aplicación muy utilizada en casas inteligentes, que

ahorra tiempo, agua y mejora la calidad de riego en comparación de la apertura

manual de las llaves de agua.

La automatización y control del riego con un sistema PLC, permite no solo basar el

riego en la temporización, sino tener el riego controlado de forma automática como

de forma manual.

El sistema riego se basa en la distribución de emisores, por ejemplo como

aspersores, difusores, tubos de goteo, etc., según la necesidad de riego de cada

zona del jardín. La estructura de la instalación de riego se divide en sectores

según lo permite la presión y el caudal de la toma principal de agua. Los sistemas

de riego automático disponen de los siguientes componentes:

Controlador.- El PLC da órdenes de apertura y cierre de las electroválvulas. Se le

indica los días de la semana que hay que regar y cuanto tiempo tiene que durar

cada riego.

Electroválvula.- Las electroválvulas abren y cierran cuando el PLC le da orden.

Emisores de riego.- Los emisores de riego hay de varios tipos y pueden ser

combinados ya que distintas zonas del jardín pueden necesitar distintos emisores,

como: aspersores, rociadores, tuberías de goteo, cintas de exudación, riego

subterráneo, microaspersores.

Fig. 3.16 Muestra de riego de jardín.

Control hidrosanitario:

Las principales ventajas de emplear sistemas automatizados para sus aéreas

sanitarias son la economía y la limpieza.



Página 68

Existen diferentes tipos de formas para automatizar un sistema sanitario entre las cuales están los sistemas por fluxómetro, por botón, entre otros que permiten descargas de agua sean controladas por sensores y se prevengan derrames de

agua por descuidos de dejar las llaves abiertas.

Fig. 3.17 Ejemplo de sensor para descarga automática.

El sistema automático permite que el usuario no tenga contacto con el grifo de agua y con las palancas de los retretes, evitando así contraer algún germen por contacto con estos objetos; o por el contrario dejar gérmenes, que sean adquiridos

por otro usuario.

Funcionamiento

Control hidráulico:

Dos bombas trabajan alternadamente, cuando la

cisterna pida agua se acciona la bomba 1 y al

llenarse se para, cuando se vacía la cisterna

demanda agua nuevamente pero ahora se pone

en turno la bomba 2. El sistema cuenta con un

botón de paro para mantenimiento del tinaco.

Si se vacía de nuevo la cisterna es el turno de la

bomba 1 y así sucesivamente; de ésta manera

se evita el desgaste por trabajo constante de

una sola bomba. Si la bomba 1 falla por

sobrecarga sigue la segunda, y si la segunda

falla trabaja la bomba 1.

Fig. 3.18 Funcionamiento del llenado de tinaco.



Página 69

Riego automatizado:

Por medio del Controlador Lógico Programable se da la orden de energizar la

bobina que permite el riego del jardín. El riego se puede llevar a cabo tanto

manual como automático y posee un paro de emergencia si así lo requiere el

usuario.

Fig. 3.19 Electroválvula solenoide para sistemas

hidráulicos.

El programa permite el riego de forma automatizada

cada tres días, siempre que cumpla con la condición

de que se hayan cumplido los 3 días programados y el

sensor de luz detecte obscuridad, entonces cuenta un

número de horas programadas que al finalizar

energiza y desenergiza la electroválvula en un tiempo

programado y reinicia el ciclo.

Hidrosanitario:

El sistema implementado funciona mediante una electroválvula que controla las

descargas del inodoro mediante un sensor de presencia integrado en el sistema hidráulico de descarga. Se controla también por un sistema similar de electroválvula el flujo de agua en los lavamanos, que permite una mayor limpieza

al evitar el contacto con el grifo de agua.

El funcionamiento de las descargas está dada de la siguiente manera: la señal del sensor de presencia se envía al PLC, desde donde se alimenta la electroválvula

permitiendo su funcionamiento.

La electroválvula a usar en los sistemas de hidrosanitario se muestra en la figura 3.19.

En cuanto al lavamanos la señal del sensor de las llaves es enviada al PLC, y la

electroválvula es activada durante el tiempo que el sensor envié señal de presencia, permitiendo el flujo de agua y de esta manera evitar en lo posible el derrame innecesario de agua.



Página 70

Desarrollo

Control hidráulico

Diagrama de Flujo

Fig. 3.20.1

Diagrama de Flujo

del Control

Hidráulico

“Control

Hidraulico”

BP- No

presione paro

TA – Este

activado

TB – ¿Esta

cerrado?

RC – La bobina

se energiza

RC – La bobina

no se energiza

RC–¿Esta

contacto

cerrado?

RC – SIgue

energizada

RC – La bobina

no se energiza

M1–¿Esta

contacto

cerrado?

RC1 – No se

energiza la

bobina

M2–¿Esta

contacto

cerrado?

RC1 – Energiza

la bobina

RC1 – No

energiza la

bobina

RC1 – Cambian

y mantiene en

ese estado a

contactos

RC1 – Vuelven

los contactos a

su estado

original

RC1–¿Esta

contacto

cerrado?

RC1 – No se

energiza la

bobina

M2–¿Esta

contacto

cerrado?

RC1 – Continua

energizada la

bobina

RC1 – No

energiza la

bobina

RC1 – Mantiene

en ese estado a

contactos

RC1 – Vuelven

los contactos a

su estado

original

PM1–¿Fallo

bomba M1?

SC1 – La

bobina se

energiza

No altera

funcionamiento

de las bombas

RC2 – La

bobina se

energiza

M2 – Prepara la

bomba cerrando

contactos

PM1–¿Fallo

bomba M1?

SC1 – La

bobina se

energiza

No altera

funcionamiento

de las bombas

RC2 – La

bobina se

energiza

M2 – Prepara la

bomba cerrando

contactos

“Fin Control

Hidraulico”

SINO SINO

NO SI

NO SI

NO SI

NO SI

NO SI NO SI

Subrutina

Func. De

Motores



Página 71

RC–¿Esta

contacto

cerrado?

“Subrutina Func.

De Motores”

“Subrutina Func.

De Motores”

Proceso A Proceso B

Fig. 3. 20. 2 Subrutina de funcionamiento de bombas.

M1–¿Esta

contacto

cerrado?

M1 – No se

puede encender

bomba

M2–¿Esta

bomba

apagada?

M1 – Enciende

bomba

SC1– No

falle M1

M1 – No se

puede encender

bomba

RC1–¿Esta

contacto

cerrado?

M1 – No se

puede encender

bomba

M2–¿Esta

bomba

apagada?

M1 – Enciende

bomba

SC1– No

falle M1

M1 – No se

puede encender

bomba

RC3–¿Esta

contacto

cerrado?

M1 – No se

puede encender

bomba

M1 – Enciende

bomba

SC1– No

falle M1

M2 – Ha fallado

la bomba

NO SI

NO SI

NO SI

NO SI

NO SI

“Proceso A”

“Proceso A”

Fig. 3. 20.3 Subrutina del Proceso A para funcionamiento de la bomba 1.



Página 72

M2–¿Esta

contacto

cerrado?

M2 – No se

puede encender

bomba

M1–¿Esta

bomba

apagada?

M2 – Enciende

bomba

SC2– No

falle M2

M2 – No se

puede encender

bomba

RC1–¿Esta

contacto

cerrado?

M2 – No se

puede encender

bomba

M1–¿Esta

bomba

apagada?

M2 – Enciende

bomba

SC2– No

falle M2

M2 – No se

puede encender

bomba

RC2–¿Esta

contacto

cerrado?

M2 – No se

puede encender

bomba

M2 – Enciende

bomba

SC2– No

falle M2

M1 – Ha fallado

la bomba

NO SI

NO SI

NO SI

NO SI

NO SI

“Proceso B”

“Proceso B”

Fig. 3. 20.4 Subrutina del Proceso B para funcionamiento de la bomba 2.


Fig. 3.21 Diagrama de Control del Sistema Hidráulico.



Página 73


correspondiente al control del sistema hidráulico.

Tabla 8. Descripción del control hidráulico.


Botón de Paro BP Al pulsar el botón de paro se detiene el funcionamiento del sistema.

Interruptor de Nivel TB Al ser pulsado se detecta vaciado del tanque en nivel bajo. Acciona Bomba.

Interruptor de Nivel TA Al ser pulsado detecta llenado y vaciado de tanque en el nivel alto. Detiene bomba.

Relevador de Control M1 Al ser energizada la bobina mantiene enclavado el sistema y activa la bomba1.

Relevador de Control M2 Al ser energizada la bobina mantiene enclavado el sistema y activa la bomba2.

Relevador de Control RC Al ser energizada la bobina mantiene enclavado el sistema hasta llenado.

Relevador de Control RC1 Al ser energizada la bobina permite el cambio alternado de las bombas.

Relevador de Control RC2 Al ser energizada la bobina activa a la bomba1.

Relevador de Control RC3 Al ser energizada la bobina activa a la bomba2.

Contactor SC1 SC1 Protección física contra sobrecarga de la bomba1.

Contactor SC2 SC2 Protección física contra sobrecarga de la

bomba2.

Ver Anexo 4 correspondiente al diagrama de escalera para PLC del Control

Hidráulico.



Página 74

BP

RC

TA TB

RC

SC1 RC RC1

M1

RC3

M2

SC2 RC RC1

M2

RC2

M1

M1

RC1

M2

SC1

SC2

M1

M2

RC

1

RC

2

RC

3

Fig. 3.22 Diagrama de Escalera para el Control del Sistema Hidráulico.

Fig. 3.23 Diagrama de potencia del control hidráulico.



Página 75

Control de riego automatizado

Diagrama de Flujo

Fig. 3.24.1 Diagrama de Flujo para el

Control del Sistema de Riego en modo

Automático.

“Control del

Sistema de Riego”

bp-No se

presione paro

S1- No detecte

luz

tr3-¿Ha

cumplido el

tiempo?

tr2-¿Reiniciara

el ciclo?

rs – Desenergiza

la bobina

rs – Se energiza la

bobina

No se inicia aun el

modo automático

rs-¿Esta

cerrado el

contacto?

tr1 – Se energiza

la bobina

tr1 – No se

energiza la bobina

tr1-¿Ha

cumplido el

tiempo?

tr2- Se energiza la

bobina

No se inicia el

riego

B1- Se activa

electrovalvula de

riego

tr2-¿Ha

cumplido el

tiempo?

tr3- Se energiza la

bobina

No se reinicia el

ciclo de riego

Tr2-Comienza el

tiempo para

reinicio

NO SI

NO SI

NO SI

NO SI

NO SI

“Fin Control del

Sistema de Riego”



Página 76

“Control del

Sistema de

Riego”

bp-No

presione paro

ba-¿Se

presiono el

boton?

rs2 – Se

energiza la

bobina

rs2 – No se

energiza la

bobina

rs2-¿Esta

cerrado el

contacto?

rs2 – Se

mantiene

energizada la

bobina

rs2 – No se

energiza la

bobina

tr2- No

cumpla su

tiempo

rs2-¿Esta

cerrado el

contacto?

tr2- Se energiza

la bobina

No se inicia el

riego

B1- Se activa

electrovalvula

de riego

“Fin Control del

Sistema de

Riego”

Fig. 3.24.2 Diagrama de Flujo para el Control del Sistema de Riego en modo Manual.



Página 77


Fig. 3.25 Diagrama de Control del Sistema de Riego.


correspondiente al control del sistema de riego automatizado.



Página 78

Tabla 9. Descripción del control de riego automatizado.


Botón de Paro bp Al pulsar el botón de paro se detiene el funcionamiento del sistema.

Botón de Arranque ba Al ser pulsado el botón de arranque se riega de modo manual en un tiempo programado.

Sensor de Luz S1 Al detectar obscuridad en el sensor se activa el modo automático.

Relevador de Control rs Al ser energizada la bobina mantiene enclavado el sistema.

Relevador de Control rs2 Al ser energizada la bobina mantiene enclavado el sistema en modo manual.

Relevador Temporizador

(On Delay)

tr1 Al ser energizada la bobina relevador temporizador después de un tiempo energiza

tr2 y al solenoide B1.

Relevador


tr2 Al ser energizada la bobina relevador

temporizador después de un tiempo desenergiza rs y a tr3. Reinicia el ciclo.


tr3 Al ser energizada la bobina relevador temporizador después de un tiempo activa el modo automático.

bp

rs

s1 tr3 tr2

bp ba

rs2 tr2

rs2

rs

tr1

rs2

tr2

B1

tr1

tr2

tr3

Fig. 3.26 Diagrama de Escalera del Control del Sistema de Riego.

Ver Anexo 4 correspondiente al diagrama de escalera para PLC del Sistema de

Riego.



Página 79

Control Hidrosanitario

Diagrama de Flujo

Control

Hidrosanitario

BP-Paro

General

S1-Sensor

IR Detecta

Objeto

B1-Energiza la

electroválvula del

Lavamanos. Permite

el flujo de agua

S2-Sensor

IR Detecta

Objeto?

Energiza relevador

temporizador Off Delay

“rt”, el contactor “rt” NA

cambia de estado a NC

Energiza bobina “rc1",

cambia el estado de su

conctactor NC a NA para

evitar derrame de agua

Desenergiza bonina

rc1, contacto rc1

regresa a estado

inicial

Desenergiza relevador

“rt”, activa al solenoide B2

por tiempo programado

permitiendo flujo de agua.

Contactor de“rt”

regresa a su estado

inicial bloqueando el

flujo de agua.

rt -No finalice

tiempo

programado

Fin del control

hidrosanitario

Fig. 3.27 Diagrama de Flujo del Control del Sistema Hidrosanitario.



Página 80


Fig. 3.28 Diagrama de Control del Sistema Hidrosanitario.

Tabla 10. Descripción del control hidráulico.


Botón de Paro BP Al pulsar el botón de paro se detiene el funcionamiento del sistema.

Sensor de presencia s1 Al detectar un objeto en el sensor se activa el solenoide B1.

Sensor de presencia s2 Al detectar un objeto en el sensor se activa rt y rc1.

Relevador de Control rc1 Al ser energizada la bobina abre el contactor NC del rc1.

Relevador Temporizador (Off Delay)

rt Al ser energizada la bobina relevador temporizador cambia de estado de forma inmediata y después de ser desenergizada

activa al solenoide B2 por un tiempo programado y regresa a su estado inicial.



Página 81

rt

B1

BP s1

BP s2

rc1

rc1 rt

B2

Fig. 3.29 Diagrama de Control del Sistema Hidrosanitario.

Ver Anexo 4 correspondiente al diagrama de escalera para PLC del Sistema de

Control Hidrosanitario.

El Control del sistema agua, ya sea hidráulico, riego automatizado o hidrosanitario,

es uno de los objetivos de la creación de las casas inteligentes, que es el ahorro

de agua. Un sistema de agua controlado aprovecha la cantidad de agua necesaria

para cada actividad, evitando el desperdicio. Mediante el PLC se cumple una

inteligente distribución del suministro de agua de forma centralizada de acuerdo a

las características de una casa inteligente.

3.4 Detección contra incendios

Introducción

Los sistemas de detección contra incendios son importantes en las casas

inteligentes ya que es un sistema de seguridad que previene daños materiales y

humanos.

Algunos de los métodos usados comúnmente para controlar los incendios son los

siguientes:

Sistemas de rociadores, utilizan agua para sofocar el fuego.

Extintores de tanque, pueden ser polvos químicos, espumas, gases.

Hidrantes, tomas de agua a altas presiones y de gran caudal.



Página 82

Fig. 3.30 Muestra de Extintores.

Para la detección de incendios se utilizan sensores que pueden ser de diferentes

tipos, los más comunes son los detectores de humo y los de flama.

Hay disponibles dos tipos de detectores de humo para el hogar; los del tipo de

ionización y los del tipo fotoeléctrico. Los del tipo de ionización reaccionan más

rápido ante las llamas abiertas y generalmente son los más baratos. Los del tipo

fotoeléctrico reaccionan más rápido ante las llamas ardientes y son menos

propensos a activarse cuando se está cocinando. Ambos tipos ofrecen buena

protección y pueden emplearse sin preocupación.

Fig. 3.31 Diferentes tipos de sensores.

Gas INERGEN

El agente INERGEN es una mezcla de tres gases inertes, que desplazan el

oxígeno: 52% nitrógeno, 40% argón y 8% dióxido de carbono. El gas INERGEN

apaga incendios reduciendo la concentración de oxígeno por debajo del nivel

requerido para la combustión.

Cuando el agente INERGEN se descarga en una sala, introduce la mezcla

adecuada de gases que permite a las personas respirar, a pesar de ser una

atmósfera con una concentración de oxígeno reducida. De hecho, mejora la

capacidad del cuerpo humano de asimilar el oxígeno. La atmósfera normal de una

sala contiene un 21% de oxígeno y menos del 1% de dióxido de carbono.



Página 83

Fig. 3.32 Ejemplo de aplicación de INERGEN.

Funcionamiento

Para el control de la red contra incendios se emplea un sensor hecho con

amplificador operacional de tipo ionización, por su bajo costo y su fácil desarrollo,

y la red contra incendios es del tipo INERGEN.

La construcción del sensor de humo está basado en un amplificador operacional,

que reacciona conforme a la luz. El cual se conecta a una interface para

comunicarle la señal al PLC y este a su vez activar la electroválvula que controla

el escape del gas INERGEN para sofocar el incendio.

Para el circuito electrónico del sensor de humo, el emisor y el receptor infrarrojo

se instala de forma que impide la entrada de luz externa pero no la del humo. El

fotoconductor es el humo que entra en la recamara y hace que la luz se refleje y el

foto receptor se accione.

Desarrollo

Este circuito está basado en un detector de nivel de voltaje ; con un foto emisor

que es un diodo infrarrojo y un fototransistor que en ausencia del humo recibe muy

poca emisión de luz del emisor manteniendo en estado bajo al fototransistor.



Página 84

Fig. 3.33 Circuito detector de humo.

Al entrar el humo a la recamara las partículas de humo reflejan la luz infrarroja

permitiendo que el fototransistor conduzca y se eleve el voltaje a través de la

resistencia R1, a medida que el voltaje de la resistencia rebasa el voltaje de

referencia pasa de voltaje de saturación negativo a voltaje de saturación positivo lo

que hace sonar el zumbador y permite enviar una señal al PLC. La resistencia

variable de 10 K permite ajustar la sensibilidad del circuito.

Control del sistema de extintores.


correspondiente al control del sistema de extintores.El control de Protección contra

Incendios es un sistema de seguridad eficiente que utiliza los detectores de humo

más comunes para activar un sistema de gas, INERGEN, extinguiendo el incendio.

Actúa también una alarma, avisando que se ha detectado humo para tomar las

precauciones necesarias en caso de incendio. Aprovecha de las capacidades del

PLC para realizar el control de la distribución de gas en las habitaciones de forma

centralizada y flexible de acuerdo con los requerimientos de un sistema básico

para una casa inteligente.



Página 85

Diagrama de Flujo

“Detección contra

Incendios”

BP-No se

presione paro

“Retorno

Detección”

S-¿Se ha

dectado

humo?

R- No se energiza

RC- No se

energiza la

electrovalvula

R- La bobina se

energiza

RC- Se energiza

la electrovalvula

de gas INERGEN.

R-¿Esta el

contacto

cerrado?

R- No se energiza

RC- No se

energiza la

electrovalvula

R- La bobina

continua

energizada

RC- Continua

energizada la

electrovalvula de

gas INERGEN.

SINO SINO

Fig. 3.34 Diagrama de flujo del sistema de detección de incendios.


Tabla 11. Descripción del control del sistema de extintores


Botón de Paro BP1 – BP7

Al pulsar el botón de paro se detiene el funcionamiento del sistema.

Sensor de Humo S1 – S7 Al detectar humo en el sensor se activa el relevador R.

Relevador de Control R1 – R7 Al ser energizada la bobina mantiene enclavado el sistema.

Relevador de Control RC1 – RC7

Al ser energizada la bobina activa la electroválvula.



Página 86

BP1 S1

R1

R1

RC1

BP2 S2

R2

R2

RC2

BP3 S3

R3

R3

RC3

BP4 S4

R4

R4

RC4

BP5 S5

R5

R5

RC5

BP6 S6

R6

R6

RC6

BP7 S7

R7

R7

RC7

Fig. 3.35 Diagramas de Control y Escalera del sistema de detección de incendios.

Ver Anexo 5 correspondiente al diagrama de escalera para PLC del Control de

Detección contra Incendios.



Página 87

3.5 Vigilancia perimetral

Introducción

La protección de los hogares es una necesidad debido a la inseguridad. Por esta

razón se han adoptado algunos sistemas de protección perimetral en algunos

hogares como son; barreras infrarrojas, cercados electrificados, cercado de púas,

cámaras de vigilancia, perros guardianes, entre otros.

Fig. 3.36 Muestra de protección de los hogares.

Funcionamiento

El sistema de cámaras está controlado por una salida del PLC que permite

encenderle y apagarla de acuerdo a un sensor que se encuentra en la puerta de

entrada que indica la presencia de una persona u objeto.

El sensor de presencia es un sensor óptico, que consta de un emisor infrarrojo y

un receptor del mismo tipo de frecuencia que envía una señal al PLC, este a su

vez energiza una bobina para accionar los contactos que controlan el encendido

de la cámara. Un foco ilumina la entrada al detectar la presencia de algún sujeto

mientras el sensor de luz detecte obscuridad.

La cámara se enciende y manda la señal a un monitor para que pueda

identificarse a la persona que está en las inmediaciones de la casa.

Desarrollo

El funcionamiento del circuito se basa en emitir una ráfaga de señales luminosas

infrarrojas las cuales al rebotar contra un objeto cercano se reciben por otro

componente. Al ser recibidas el sistema detecta proximidad con lo que el LED de

salida se ilumina, y envía una señal al PLC para encender la cámara.

El circuito integrado es un generador/decodificador, tanto el fotodiodo como el

fototransistor deberán estar situados con unidades de enfoque adecuadas para

mejorar el alcance, con filtros UV y SUNLIGHT los cuales no dejan entrar al

fototransistor, elemento receptor, los rayos del sol.



Página 88

La alimentación de este circuito puede ser cualquier tensión comprendida entre 5 y

9 volts.

El accionamiento de un optoacoplador enviará la señal al PLC, por medio de su

transistor interno mandara una señal de 127v a las entradas del PLC.

Fig. 3.37 Circuito detector de presencia.

El pulso de control enviado del circuito, figura 3.37, excita la entrada en el PLC,

indicando que hay algo frente a la puerta de entrada y se enciende la cámara para

poder visualizarlo por la pantalla.

El diagrama de control muestra la forma en que se excitan los contactos que

energizan la cámara y que permiten encenderla.

El diagrama de escalera muestra la programación en el PLC para detectar la señal

del sensor recibida procesarla y mandar a activar los contactos que encienden a

la cámara y el foco que iluminará la entrada.



Página 89

Diagrama de Flujo

“Servicio de

Control de

Vigilancia”

S1-Detecte

Presencia

R1- Enciende

Camara de

Vigilancia

S2-¿Es de

noche?

B1- No enciende

lampara de

entrada

B1- Enciende

lampara de

entrada

“Servicio de

Control de

Vigilancia”

NO SI

Fig. 3.38 Diagrama de flujo de vigilancia perimetral.


Fig. 3.39 Diagrama de control de la vigilancia perimetral.



Página 90

Tabla 12. Descripción del control de la vigilancia perimetral.


Sensor de Presencia S1 Al detectar la presencia en el sensor se activa el relevador R1.

Sensor de Luz S2 Al detectar obscuridad cambia a estado normalmente cerrado para activar bobina B1.

Relevador de Control R1 Al ser energizada la bobina activa la cámara de vigilancia y cierra el contacto R1.

R1

S1

S2 R1

B1

Fig. 3.40 Diagrama de control de la vigilancia perimetral.

Ver Anexo 6 correspondiente al diagrama de escalera para PLC del Control de

Vigilancia Perimetral.

El sistema de vigilancia es el complemento en el sistema de control de acceso, es

importante para una casa inteligente proporcionar la seguridad del inmueble y de

los habitantes, cumpliendo con este objetivo mediante un programa simple, que

aprovecha las capacidades del PLC para activar una cámara y mostrar la imagen

en un monitor cuando alguien se encuentre en la puerta en una pantalla.



Página 91

Capítulo 4: Costos de Proyecto

4.1 Introducción 4.2 Costos de Materiales 4.3 Costo de Mano de Obra

4.4 Costo Total de Proyecto

En este capítulo está referido

al costo de material, mano de

obra y gastos que se generan

al llevar a cabo el proyecto

con las necesidades

propuestas en esta tesis

basada en una casa de

características comunes.



Página 92

4.1 Introducción

El costo o coste es el gasto económico que representa la fabricación de un

producto o la prestación de un servicio. Al determinar el costo de producción, se

puede establecer el precio de venta al público del bien en cuestión.

El objetivo fundamental de la planificación del costo de proyecto, consiste en la

determinación previa de los gastos indispensables para la automatización de la

casa habitación, con las recomendaciones establecidas por el IMEI.

En el presente capítulo se aborda los costos referidos a la automatización de

acuerdo al siguiente plano.

Fig. 4.1 Plano de hogar para cotizar el proyecto.

http://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos34/planificacion/planificacion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos29/costo-produccion/costo-produccion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/rega/rega.shtml#ga



Página 93

Costo de Producción Son los costos que se generan en el proceso de transformar las materias primas

en productos terminados. Son tres los elementos esenciales que integran el costo de producción:

Materia prima. Son los materiales que serán sometidos a operaciones de transformación o manufactura para su cambio físico y/o químico, antes de que

puedan venderse como productos terminados. Se divide en:

Materia Prima Directa. Son todos los materiales sujetos a transformación,

que se pueden identificar o cuantificar plenamente con los productos terminados

Materia Prima Indirecta. Son todos los materiales sujetos a transformación, que no se pueden identificar o cuantificar plenamente con los productos

terminados. Mano de obra. Es el esfuerzo humano que interviene en el proceso e transformar

las materias primas en productos terminados. Se divide en: Mano de Obra Directa. Son los salarios, prestaciones y obligaciones que den lugar

de todos los trabajadores de la fábrica, cuya actividad se puede identificar o cuantificar plenamente con los productos terminados.

Mano de Obra Indirecta. Son los salarios, prestaciones y obligaciones que den lugar de todos los trabajadores y empleados de la fábrica, cuya actividad no se puede identificar o cuantificar plenamente con los productos terminados.

Cargos indirectos. Intervienen en la transformación de los productos pero no se identifican o cuantifican plenamente con la elaboración de partidas específicas de

producción. Conocidos los elementos del costo de producción es posible determinar otros

conceptos de costo:

Costo primo = materia prima + mano de obra directa

Costo de transformación = mano de obra directa + costos indirectos

Costo de producción = costo primo + gastos indirectos

Gastos de operación = gastos de distribución + gastos de administración + gastos de financiamiento

Costo total = costo de producción + gastos de operación

Precio de venta = costo total + % de utilidad desead



Página 94

Otros Gastos:

Gastos indirectos = (mano de obra indirecta + material indirecto)/periodo.

Gastos de operación por orden de producción = gastos de operación del

periodo/unidad de tiempo.

4.2 Costos de Material

En este apartado se realiza el estudio económico sobre el material utilizado en el

desarrollo del proyecto, especificado en listas desglosadas por el costo unitario de

cada pieza, el número de piezas necesarias en el circuito electrónico y el costo

total, de cada una de las actividades controladas.

Tabla 13. Costo de Control de Acceso.

Descripción Costo Unitario No. De Piezas Costo Total

Teclado 4x4 $ 100 1 $ 100

Electroimán $ 1,500 1 $ 1,500

Pantalla LCD LM016L $ 85 1 $ 85

PIC16F84A $ 70 1 $ 70

Relevador a 5V $ 25 1 $ 25

Capacitor 22 Pf $ 3 2 $ 6

Resistencia ¼ w $ 1 14 $ 14

Diodo 1N4001 $ 2 3 $ 6

Cristal Oscilador 4 MHz $ 15 1 $ 15

Botón pulsador N.A. $ 3 1 $ 3

Potenciómetro Preset $ 6 3 $ 18

Transistor 2N3904 $ 8 3 $ 24

Placa PCB 10x20 $ 21 1 $ 21

Sensor CNY70 $ 15 1 $ 15

NE555 $ 6 1 $ 6

CD40106 $ 20 1 $ 20

LDR $ 6 1 $ 6

LED $ 1 1 $ 1

Capacitor electrolítico 1 mF

$ 2 1 $ 2

Botón Allen Bradley NC $ 50 1 $ 50

Costo Total $ 1987



Página 95

Tabla 14. Costos de Control de Iluminación.

Descripción Costo Unitario No. De Piezas Costo Total

Detector de Movimiento $ 120 12 $ 1, 440

Lámpara Fluorescente

Compactas CFL 26w

$ 50 14 $ 700

LDR $ 6 1 $ 6



NE555 $ 6 1 $ 6

Transistor 2N3904 $ 8 1 $ 8

Placa PCB 10x20 $ 21 1 $ 21

Relevador a 5V $ 25 1 $ 25

Capacitor electrolítico 1 mF

$ 2 1 $ 2

Diodo 1N4001 $ 2 1 $ 2

Botón Allen Bradley NA $ 50 2 $ 100


Costo Total $ 2371

Tabla 15. Costos de Control Hidráulico, Riego Automatizado e Hidrosanitario.

Descripción Costo Unitario

No. De Piezas

Costo Total

Bomba Periférica agua de 0.5 HP monofásica

$ 640 2 $ 1280

Válvula Solenoide de 3/4 rain bird 075 dv

$ 288 3 $ 864

Interruptor de Navajas de Seguridad marca royer

$ 100 1 $ 100

Fusibles $ 10 2 $ 20

Arrancador Allen Bradley para motor 1HP con

protección por sobrecarga

$ 500 2 $ 1000

Interruptor Termomagnético 30 A

$ 250 2 $ 500

Flotador Automático para Tinaco

$ 289 1 $ 289

Botón Allen Bradley NA $ 50 1 $ 50


Botón Allen Bradley NC con

enclave

$ 80 2 $ 160

Sensor de Presencia IR $ 120 2 $ 240

Costo Total $4553



Página 96

Tabla 16. Costos de Control de detección contra incendios.


No. De Piezas Costo Total

Amplificador Operacional 741

$ 7 7 $ 49

Diodo $ 2 7 $ 14



Fototransistor $ 6 7 $ 42

LED IR $ 3 7 $ 21

Zumbador $ 15 7 $ 105

Envase de extintor 20 kg $ 400 3 $ 1200

Gas INERGEN $ 37 x 1

lb

44 lb $ 1630

Electroválvula para Gas

1/4”

$ 500 7 $ 3500

Botón Allen Bradley NC con

enclave

$ 80 7 $ 560

Costo Total $ 7191

Tabla 17. Costos de Vigilancia Perimetral.


No. De Piezas Costo Total

Cámara $ 900 1 $ 900

Monitor $ 1500 1 $ 1500

Capacitor de 1 µF $ 5 2 $ 10

Capacitor de 100 nF $ 2 2 $ 4

Resistencias de 10 kΩ $ 1 4 $ 4

LED $ 1 1 $ 1

LM 567 $ 15 1 $ 15

Transistor BC 558 $ 10 1 $ 10

LED IR $ 3 1 $ 3

Fototransistor $ 6 1 $ 6

Transistor 2N3904 $ 8 1 $ 8

Resistencia 68Ω $ 1 1 $ 1

Resistencia 1K $ 1 1 $ 1

Placa PCB 10x20 $ 21 1 $ 21

Costo Total $ 2484



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Tabla 18. Costo Total de Proyecto.

Descripción Costo Total

Costo de Control de Acceso $ 1987

Costos de Control de Iluminación $ 2371

Costos de Control Hidráulico, Riego

Automatizado e Hidrosanitario

$ 4553

Costos de Control de detección contra

incendios

$ 7191

Costos de Vigilancia Perimetral $ 2484

PLC Allen Bradley Micrologix Modelo 1761

Con expansión

$ 5500

Costo Final del Material o de

producción

$ 24086

4.3 Costos de mano de obra.

En este punto se realiza el cálculo de los costos generados de la mano de obra,

en la ejecución del proyecto por un ingeniero y 2 ayudantes, los gastos indirectos,

de operación y de transporte, el cobro de los impuestos, la ganancia obtenida y la

utilidad neta.

Tabla 19. Costos de Mano de obra.

Descripción Unidad Costo

Unitario

Cantidad Costos

Ingeniero Hora 150 8hrs

x5dias=40

$6000

Ayudante

General

Hora 25 8hrsx5dias=40 $1000

Costo total

de mano de obra

$7000

Tabla 20. Gastos Indirectos de Transporte.

Descripción Unidad Costo Unitario

Cantidad Costos

Pasajes Microbús $5 6 $30

Gasolina Litros $9.9 50 $495

Total Gastos

Indirectos

$525



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Tabla 21. Gastos Indirectos de Operación.

Descripción Costo

Teléfono $300

Luz $200

Celular $100

Total Gastos Indirectos de Operación

$600

Total Gastos Indirectos $600 + $525= $ 1125

Tabla 22. Costos.

Costo Primo Materia Prima + Mano de Obra $ 24086 + $ 7000

$ 31086

Costo de

transformación

Mano de Obra + Costos

Indirectos $ 7000 + $ 1125

$8125

Tabla 23. Margen de Utilidad del 40% de Ganancia.

Margen de Utilidad

$ 24086 X 40%=

$ 9634.40 + $ 24086= $ 33720.40

Tabla 24. Impuestos.

ISR Utilidades antes de impuesto X 30%= $ 33720.40 X 0.3=

$ 10116.12

Tabla 25. Utilidad Neta.

Utilidad Neta

Margen de Utilidad - Total de impuestos= $ 33720.40-$ 10116.12

$ 23604.80



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4.4 Costo Total

La sección de Costo Total suma los valores totales de las anteriores secciones

para obtener el Precio de Venta, calculado a partir del tamaño de la casa que se

ha tomado del plano de ejemplo, ver fig. 4.1 de este capítulo, más un porcentaje

de venta del 40%, aunque este porcentaje puede variar dependiendo del trabajo

que se quiera realizar, y con esto se obtiene el Precio de Venta.

Tabla 26. Costo Total.

Costo Cantidad Total

Costo Final del Material $ 24086

Costo total de mano de obra

$ 7000

Total Gastos Indirectos $ 1125

Impuestos $ 10116.12

Total $ 42327.12 $ 42327.12

Porcentaje Porcentaje de venta 40% = $ 16930.85

+ $16930.85

Precio de Venta = $ 59257.97

Al concluir el estudio de costos el precio de venta demuestra que la

automatización en una casa es un servicio caro, accesible principalmente para las

clases medias altas, siendo el material el mayor costo, debido a que se utilizan

una gran cantidad de elementos eléctricos, algunos caros, pero seleccionados por

ser comerciales y los mas accesibles, aprovechando sus características para

cumplir con los requisitos del proyecto.

El cobro de impuestos, son los costos mayores después de los costos del material,

deben ser cobrados en el precio final al cliente, siendo un cobro obligatorio en

México por la transformación de la materia de trabajo, por lo que se considera un

poco excesivo, debido al valor del peso mexicano internacionalmente.

El costo más barato es la ejecución del proyecto y sus gastos indirectos, siendo

estos costos de acuerdo al tiempo y al personal necesario para completar la

instalación de todos los controles dentro de la casa habitación, este costo es

competitivo en el mercado de automatización de otros servicios, y realizado en

poco tiempo.

El costo final de venta es considerable a primera vista, pero en el mercado de la

automatización de las casas el precio es bajo, basado en que el costo viene

relacionado con el tamaño de la casa, a lo que vendría ser aproximadamente el

10% del valor del inmueble, pero esto puede variar dependiendo de las áreas a

automatizar. Así que se ratifica que el precio de venta es competitivo.



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Conclusiones:

El desarrollo del proyecto de una casa inteligente ha sido fundamental para

conocer los servicios básicos en seguridad y confort en los que están basados, así

como la integración de estos servicios en las casas habitación.

Las casas inteligentes son capaces de brindar una verdadera sensación de confort

en los habitantes al ser independientes de las actividades de mantenimiento y

seguridad.

El proyecto de una casa inteligente a pesar de ser más común, aun no está al

alcance económico para las clases bajas, medias-bajas.

Como trabajo de equipo, la organización y la colaboración de cada uno de los

integrantes hicieron posible la realización de este trabajo.

Cada uno de los integrantes desarrollo y rectifico los conocimientos adquiridos de

la etapa escolar y reafirmar la importancia del trabajo de equipo para la resolución

de los proyectos de ingeniería.

Se necesita del método de la investigación para contar con varias soluciones y de

entre éstas seleccionar la mejor y más sencilla.

El trabajo de investigación requiere dedicación y compromiso para cumplir los

objetivos visualizados al inicio de este trabajo.



Página 101

Bibliografía:

Ortiz Yáñez Rubén, Control Eléctrico en los Sistemas de Edificios Inteligentes,

Instituto Politécnico Nacional, México, 2006, 1ª Edición. James Mike, Microcontroller Cookbook PIC&8051, Newnes, Oxford, 2001,

2ª Edición. Huidobro José Manuel, Domótica-Edificios Inteligentes, Limusa, México, 2007,

1ª Edición. Romero Morales Cristobal, Domótica e Inmotica, Viviendas y Edificios Inteligentes,

Alfaomega, México, 2005, 1ª Edición. Balcells Joseph, Automatas programables, Alfaomega, México, 1998, 1ª Edición.

W. Bolton, Mecatrónica, Alfaomega, México, 2006, 3ª Edición.

Becerra Resendiz Francisco, Controladores Lógicos Programables, Teoría y Práctica, ISBN 970-94031-1-7

Rossano Víctor, Electrónica y Microcontroladores PIC, Manuales USERS, Buenos

Aires, Argentina 2007 Wilde Theodore de Vito Michael, Control de Motores Industriales, LIMUSA,

México, 1993, 1ª Edición

Palacios Municio Enrique, Remiro Domínguez Fernando, López Pérez Lucas J., Microcontrolador PIC16F84A, Desarrollo de proyectos, Alfaomega, México, 2006,

2ª Edición.

Lara Flores Elías, Primer Curso de Contabilidad, Trillas, México, 2008, 2ª Edición.

Del Razo Cruz Isis, Manual del Curso de Contabilidad de Costos de la Universidad

Jannette Klein, México, 2007



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ANEXOS



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Anexo 1:

En este anexo se mencionan las subrutinas de la programación del PIC16F84A en el

Control de Acceso, y la programación en Escalera del PLC obtenida del diagrama de

Control.

La siguiente librería muestra la programación de la subrutina para la gestión de un teclado

organizado en una matriz de 4x4 conectado al Puerto B.

;**************************** Librería "TECLADO.INC" ; ; RB4 RB5 RB6 RB7 ; ^ ^ ^ ^ ; |----|----|----|----| ; RB0 --> | 0 | 1 | 2 | 3 | ; |----|----|----|----| ; RB1 --> | 4 | 5 | 6 | 7 | ; |----|----|----|----| ; RB2 --> | 8 | 9 | 10 | 11 | ; |----|----|----|----| ; RB3 --> | 12 | 13 | 14 | 15 | ; |----|----|----|----| ; ; Los números que se han dibujado dentro de cada cuadrado son el orden de las teclas ; que no tienen por qué coincidir con lo serigrafiado sobre ellas. El paso del número de ; orden de la tecla al valor que hay serigrafiado sobre la misma se hace con una tabla de ; conversión. ; ; ZONA DE DATOS ********************************************************************** ; CBLOCK Tecl_TeclaOrden ; Orden de la tecla a chequear. ENDC Tecl_UltimaTecla EQU d'15' ; Valor de orden de la última tecla utilizada. ; Subrutina "Teclado_LeeHex" ************************************************************ ; ; Cada tecla tiene asignado un número de orden que es contabilizado en la variable ; Tecl_TeclaOrden. Para convertir a su valor según el tipo de teclado en concreto se ; utiliza una tabla de conversión. ; A continuación se expone la relación entre el número de orden de la tecla y los ; valores correspondientes para el teclado hexadecimal más utilizado. ; ; ORDEN DE TECLA: TECLADO HEX. UTILIZADO: ; 0 1 2 3 1 2 3 F ; 4 5 6 7 4 5 6 E ; 8 9 10 11 7 8 9 D ; 12 13 14 15 A 0 B C ;



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; Así, en este ejemplo, la tecla "7" ocupa el orden 8, la tecla "F" ocupa el orden 3 y la ; tecla "9" el orden 10. ; Si cambia el teclado también hay cambiar de tabla de conversión. ; ; Entrada: En (W) el orden de la tecla pulsada. ; Salida: En (W) el valor hexadecimal para este teclado concreto. ; Teclado_LeeHex call Teclado_LeeOrdenTecla ; Lee el Orden de la tecla pulsada. btfss STATUS,C ; ¿Pulsa alguna tecla?, ¿C=1? goto Tecl_FinLeeHex ; No, por tanto sale. call Tecl_ConvierteOrdenEnHex ; Lo convierte en su valor real mediante tabla. bsf STATUS,C ; Vuelve a posicionar el Carry, porque la Tecl_FinLeeHex ; instrucción "addwf PCL,F" lo pone a "0". return ; Tecl_ConvierteOrdenEnHex ; Según el teclado utilizado resulta: addwf PCL,F DT 1h,2h,3h,0Fh ; Primera fila del teclado. DT 4h,5h,6h,0Eh ; Segunda fila del teclado DT 7h,8h,9h,0Dh ; Tercera fila del teclado. DT 0Ah,0h,0Bh,0Ch ; Cuarta fila del teclado. Teclado_FinTablaHex ; ; Esta tabla se sitúa al principio de la librería con el propósito de que no supere la ; posición 0FFh de memoria ROM de programa. De todas formas, en caso que así fuera ; visualizaría el siguiente mensaje de error en el proceso de ensamblado: ; IF (Teclado_FinTablaHex > 0xFF) ERROR "Atención: La tabla ha superado el tamaño de la página de los" MESSG "primeros 256 bytes de memoria ROM. NO funcionará correctamente." ENDIF ; Subrutina "Teclado_Inicializa" -------------------------------------------------------- ; ; Esta subrutina configura las líneas del Puerto B según la conexión del teclado realizada ; y comprueba que no hay pulsada tecla alguna al principio. Teclado_Inicializa bsf STATUS,RP0 ; Configura las líneas del puerto: movlw b'11110000' ; <RB7:RB4> entradas, <RB3:RB0> salidas movwf PORTB bcf OPTION_REG,NOT_RBPU ; Habilita resistencia de Pull-Up del Puerto B.

bcf STATUS,RP0 ; Acceso al banco 0.



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; call Teclado_EsperaDejePulsar ; return ; ; Subrutina "Teclado_EsperaDejePulsar" -------------------------------------------------- ; ; Permanece en esta subrutina mientras siga pulsada la tecla. ; Teclado_Comprobacion EQU b'11110000' Teclado_EsperaDejePulsar: movlw Teclado_Comprobacion ; Pone a cero las cuatro líneas de salida del movwf PORTB ; Puerto B. Teclado_SigueEsperando call Retardo_20ms ; Espera a que se estabilicen los niveles de tensión. movf PORTB,W ; Lee el Puerto B. sublw Teclado_Comprobacion ; Si es lo mismo que escribió es que ya no pulsa btfss STATUS,Z ; tecla alguna. goto Teclado_SigueEsperando return ; ; Subrutina "Teclado_LeeOrdenTecla" ----------------------------------------------------- ; ; Lee el teclado, obteniendo el orden de la tecla pulsada. ; ; Salida: En (W) el número de orden de la tecla pulsada. Además Carry se pone a "1" si ; se pulsa una tecla ó a "0" si no se pulsa tecla alguna. ; Teclado_LeeOrdenTecla: clrf Tecl_TeclaOrden ; Todavía no ha empezado a chequear el teclado. movlw b'11111110' ; Va a chequear primera fila. Tecl_ChequeaFila ; (Ver esquema de conexión). movwf PORTB ; Activa la fila correspondiente. call Retardo_1ms Tecl_Columna1 btfss PORTB,4 ; Chequea la 1ª columna buscando un cero. goto Tecl_GuardaValor ; Sí, es cero y por tanto guarda su valor y sale. incf Tecl_TeclaOrden,F ; Va a chequear la siguiente tecla. Tecl_Columna2 ; Repite proceso para las siguientes btfss PORTB,5 ; columnas. goto Tecl_GuardaValor incf Tecl_TeclaOrden,F Tecl_Columna3 btfss PORTB,6 goto Tecl_GuardaValor incf Tecl_TeclaOrden,F

Tecl_Columna4



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btfss PORTB,7 goto Tecl_GuardaValor incf Tecl_TeclaOrden,F ; ; Comprueba si ha chequeado la última tecla, en cuyo caso sale. Para ello testea si ; el contenido del registro Tecl_TeclaOrden es igual al número de teclas del teclado. ; Tecl_TerminaColumnas movlw Tecl_UltimaTecla subwf Tecl_TeclaOrden,W ; (W) = (Tecl_TeclaOrden)-Tecl_UltimaTecla. btfsc STATUS,C ; ¿C=0?, ¿(W) negativo?, ¿(Tecl_TeclaOrden)<15? goto Tecl_NoPulsada ; No, se ha llegado al final del chequeo. bsf STATUS,C ; Sí. Va a chequear la siguiente fila. rlf PORTB,W ; Apunta a la siguiente fila. goto Tecl_ChequeaFila Tecl_NoPulsada bcf STATUS,C ; Posiciona C=0, indicando que no ha pulsado goto Tecl_FinTecladoLee ; tecla alguna y sale. Tecl_GuardaValor movf Tecl_TeclaOrden,W ; El orden de la tecla pulsada en (W) y sale. bsf STATUS,C ; Como hay tecla tecla pulsada, pone C=1. Tecl_FinTecladoLee return

Estas subrutinas permiten realizar las tareas básicas de control de un módulo LCD de 2

líneas por 16 caracteres, compatible con el modelo LM016L.

;**************************** Librería "LCD_4BIT.INC" ******************************* ; ; El visualizador LCD está conectado al Puerto B del PIC mediante un bus de 4 bits. Las ; conexiones son: ; - Las 4 líneas superiores del módulo LCD, pines <DB7:DB4> se conectan a las 4 ; líneas superiores del Puerto B del PIC, pines <RB7:RB4>. ; - Pin RS del LCD a la línea RA0 del PIC. ; - Pin R/W del LCD a la línea RA1 del PIC, o a masa. ; - Pin Enable del LCD a la línea RA2 del PIC. ; ; Se utilizan llamadas a subrutinas de retardo de tiempo localizadas en la librería ; RETARDOS.INC. ; ; ZONA DE DATOS ********************************************************************* CBLOCK LCD_Dato LCD_GuardaDato LCD_GuardaTRISB LCD_Auxiliar1 LCD_Auxiliar2 ENDC



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LCD_CaracteresPorLinea EQU .16 ; Número de caracteres por línea de la pantalla. #DEFINE LCD_PinRS PORTA,0 #DEFINE LCD_PinRW PORTA,1 #DEFINE LCD_PinEnable PORTA,2 #DEFINE LCD_BusDatos PORTB ; Subrutina "LCD_Inicializa" ------------------------------------------------------------ ; ; Inicialización del módulo LCD: Configura funciones del LCD, produce reset por software, ; borra memoria y enciende pantalla. El fabricante especifica que para garantizar la ; configuración inicial hay que hacerla como sigue: ; LCD_Inicializa bsf STATUS,RP0 ; Configura las líneas conectadas al pines RS, bcf LCD_PinRS ; R/W y E. bcf LCD_PinEnable bcf LCD_PinRW bcf STATUS,RP0 bcf LCD_PinRW ; En caso de que esté conectado le indica ; Que se va a escribir en el LCD. bcf LCD_PinEnable ; Impide funcionamiento del LCD poniendo E=0. bcf LCD_PinRS ; Activa el Modo Comando poniendo RS=0. call Retardo_20ms movlw b'00110000' call LCD_EscribeLCD ; Escribe el dato en el LCD. call Retardo_5ms movlw b'00110000' call LCD_EscribeLCD call Retardo_200micros movlw b'00110000' call LCD_EscribeLCD call Retardo_20micros ; Este retardo es necesario para simular en PROTEUS. movlw b'00100000' ; Interface de 4 bits. call LCD_EscribeLCD call Retardo_20micros ; Este retardo es necesario para simular en PROTEUS. ; Ahora configura el resto de los parámetros: call LCD_2Lineas4Bits5x7 ; LCD de 2 líneas y caracteres de 5x7 puntos. call LCD_Borra ; Pantalla encendida y limpia. Cursor al principio call LCD_CursorOFF ; de la línea 1. Cursor apagado. call LCD_CursorIncr ; Cursor en modo incrementar. return



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; Subrutina "LCD_EscribeLCD" ----------------------------------------------------------- ; ; Envía el dato del registro de trabajo W al bus de dato y produce un pequeño pulso en el pin ; Enable del LCD. Para no alterar el contenido de las líneas de la parte baja del Puerto B que ; no son utilizadas para el LCD (pines RB3:RB0), primero se lee estas líneas y después se ; vuelve a enviar este dato sin cambiarlo. LCD_EscribeLCD andlw b'11110000' ; Se queda con el nibble alto del dato que es el movwf LCD_Dato ; que hay que enviar y lo guarda. movf LCD_BusDatos,W ; Lee la información actual de la parte baja andlw b'00001111' ; del Puerto B, que no se debe alterar. iorwf LCD_Dato,F ; Enviará la parte alta del dato de entrada ; y en la parte baja lo que había antes. bsf STATUS,RP0 ; Acceso al Banco 1. movf TRISB,W ; Guarda la configuración que tenía antes TRISB. movwf LCD_GuardaTRISB movlw b'00001111' ; Las 4 líneas inferiores del Puerto B se dejan andwf PORTB,F ; como estaban y las 4 superiores como salida. bcf STATUS,RP0 ; Acceso al Banco 0. ; movf LCD_Dato,W ; Recupera el dato a enviar. movwf LCD_BusDatos ; Envía el dato al módulo LCD. bsf LCD_PinEnable ; Permite funcionamiento del LCD mediante un pequeño bcf LCD_PinEnable ; pulso y termina impidiendo el funcionamiento del LCD. bsf STATUS,RP0 ; Acceso al Banco 1. Restaura el antiguo valor en movf LCD_GuardaTRISB,W ; la configuración del Puerto B. movwf TRISB bcf STATUS,RP0 ; Acceso al Banco 0. return ; Subrutinas variadas para el control del módulo LCD ----------------------------------------- ; ;Los comandos que pueden ser ejecutados son: ; LCD_CursorIncr ; Cursor en modo incrementar. movlw b'00000110' goto LCD_EnviaComando LCD_Linea1 ; Cursor al principio de la Línea 1. movlw b'10000000' ; Dirección 00h de la DDRAM



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goto LCD_EnviaComando LCD_Linea2 ; Cursor al principio de la Línea 2. movlw b'11000000' ; Dirección 40h de la DDRAM goto LCD_EnviaComando LCD_Linea3 ; Cursor al principio de la Línea 3 movlw b'10010100' ; Dirección 14h de la DDRAM goto LCD_EnviaComando LCD_Linea4 ; Cursor al principio de la Línea 4 movlw b'11010100' ; Dirección 54h de la DDRAM goto LCD_EnviaComando LCD_PosicionLinea1 ; Cursor a posición de la Línea 1, a partir de la iorlw b'10000000' ; dirección 00h de la DDRAM más el valor del goto LCD_EnviaComando ; registro W. LCD_PosicionLinea2 ; Cursor a posición de la Línea 2, a partir de la iorlw b'11000000' ; dirección 40h de la DDRAM más el valor del goto LCD_EnviaComando ; registro W. LCD_OFF ; Pantalla apagada. movlw b'00001000' goto LCD_EnviaComando LCD_CursorON ; Pantalla encendida y cursor encendido. movlw b'00001110' goto LCD_EnviaComando LCD_CursorOFF ; Pantalla encendida y cursor apagado. movlw b'00001100' goto LCD_EnviaComando LCD_Borra ; Borra toda la pantalla, memoria DDRAM y pone el movlw b'00000001' ; cursor a principio de la línea 1. goto LCD_EnviaComando LCD_2Lineas4Bits5x7 ; Define la pantalla de 2 líneas, con caracteres movlw b'00101000' ; de 5x7 puntos y conexión al PIC mediante bus de ; goto LCD_EnviaComando ; 4 bits. ; Subrutinas "LCD_EnviaComando" y "LCD_Caracter" ------------------------------------ ; ; "LCD_EnviaComando". Escribe un comando en el registro del módulo LCD. La palabra de ; comando ha sido entregada a través del registro W. Trabaja en Modo Comando. ; "LCD_Caracter". Escribe en la memoria DDRAM del LCD el carácter ASCII introducido a ; a través del registro W. Trabaja en Modo Dato. ; LCD_EnviaComando bcf LCD_PinRS ; Activa el Modo Comando, poniendo RS=0. goto LCD_Envia LCD_Caracter bsf LCD_PinRS ; Activa el "Modo Dato", poniendo RS=1. call LCD_CodigoCGROM ; Obtiene el código para correcta



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visualización. LCD_Envia movwf LCD_GuardaDato ; Guarda el dato a enviar. call LCD_EscribeLCD ; Primero envía el nibble alto. swapf LCD_GuardaDato,W ; Ahora envía el nibble bajo. Para ello pasa el ; nibble bajo del dato a enviar a parte alta del byte. call LCD_EscribeLCD ; Se envía al visualizador LCD. btfss LCD_PinRS ; Debe garantizar una correcta escritura manteniendo call Retardo_2ms ; 2 ms en modo comando y 50 µs en modo cáracter. call Retardo_50micros return ; Subrutina "LCD_CodigoCGROM" ----------------------------------------------------------- ; ; A partir del carácter ASCII número 127 los códigos de los caracteres definidos en la ; tabla CGROM del LM016L no coinciden con los códigos ASCII. Así por ejemplo, el código ; ASCII de la "Ñ" en la tabla CGRAM del LM016L es EEh. ; ; Esta subrutina convierte los códigos ASCII de la "Ñ", "º" y otros, a códigos CGROM para que ; que puedan ser visualizado en el módulo LM016L. ; ; Entrada: En (W) el código ASCII del carácter que se desea visualizar. ; Salida: En (W) el código definido en la tabla CGROM. LCD_CodigoCGROM movwf LCD_Dato ; Guarda el valor del carácter y comprueba si es LCD_EnheMinuscula ; un carácter especial. sublw 'ñ' ; ¿Es la "ñ"? btfss STATUS,Z goto LCD_EnheMayuscula ; No es "ñ". movlw b'11101110' ; Código CGROM de la "ñ". movwf LCD_Dato goto LCD_FinCGROM LCD_EnheMayuscula movf LCD_Dato,W ; Recupera el código ASCII de entrada. sublw 'Ñ' ; ¿Es la "Ñ"? btfss STATUS,Z goto LCD_Grado ; No es "Ñ". movlw b'11101110' ; Código CGROM de la "ñ". (No hay símbolo para movwf LCD_Dato ; la "Ñ" mayúscula en la CGROM). goto LCD_FinCGROM LCD_Grado movf LCD_Dato,W ; Recupera el código ASCII de entrada.



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sublw 'º' ; ¿Es el símbolo "º"? btfss STATUS,Z goto LCD_FinCGROM ; No es "º". movlw b'11011111' ; Código CGROM del símbolo "º". movwf LCD_Dato LCD_FinCGROM movf LCD_Dato,W ; En (W) el código buscado. return ; Subrutina "LCD_DosEspaciosBlancos" y "LCD_LineaBlanco" -------------------------------- ; ; Visualiza espacios en blanco. LCD_LineaEnBlanco movlw LCD_CaracteresPorLinea goto LCD_EnviaBlancos LCD_UnEspacioBlanco movlw .1 goto LCD_EnviaBlancos LCD_DosEspaciosBlancos movlw .2 goto LCD_EnviaBlancos LCD_TresEspaciosBlancos movlw .3 LCD_EnviaBlancos movwf LCD_Auxiliar1 ; (LCD_Auxiliar1) se utiliza como contador. LCD_EnviaOtroBlanco movlw ' ' ; Esto es un espacio en blanco. call LCD_Caracter ; Visualiza tanto espacios en blanco como se decfsz LCD_Auxiliar1,F ; haya cargado en (LCD_Auxiliar1). goto LCD_EnviaOtroBlanco return ; Subrutinas "LCD_ByteCompleto" y "LCD_Byte" -------------------------------------------- ; ; Subrutina "LCD_ByteCompleto", visualiza el byte que almacena el registro W en el ; lugar actual de la pantalla. Por ejemplo, si (W)=b'10101110' visualiza "AE". ; ; Subrutina "LCD_Byte" igual que la anterior, pero en caso de que el nibble alto sea cero ; visualiza en su lugar un espacio en blanco. Por ejemplo si (W)=b'10101110' visualiza "AE" ; y si (W)=b'00001110', visualiza " E" (un espacio blanco delante). ; ; Utilizan la subrutina "LCD_Nibble" que se analiza más adelante. ; LCD_Byte movwf LCD_Auxiliar2 ; Guarda el valor de entrada. andlw b'11110000' ; Analiza si el nibble alto es cero. btfss STATUS,Z ; Si es cero lo apaga. goto LCD_VisualizaAlto ; No es cero y lo visualiza.



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movlw ' ' ; Visualiza un espacio en blanco. call LCD_Caracter goto LCD_VisualizaBajo LCD_ByteCompleto movwf LCD_Auxiliar2 ; Guarda el valor de entrada. LCD_VisualizaAlto swapf LCD_Auxiliar2,W ; Pone el nibble alto en la parte baja. call LCD_Nibble ; Lo visualiza. LCD_VisualizaBajo movf LCD_Auxiliar2,W ; Repite el proceso con el nibble bajo. ; call LCD_Nibble ; Lo visualiza. ; return ; Subrutina "LCD_Nibble" ---------------------------------------------------------------- ; ; Visualiza en el lugar actual de la pantalla, el valor hexadecimal que almacena en el nibble ; bajo del registro W. El nibble alto de W no es tenido en cuenta. Ejemplos: ; - Si (W)=b'01010110', se visualizará "6". ; - Si (W)=b'10101110', se visualizará "E". ; LCD_Nibble andlw b'00001111' ; Se queda con la parte baja. movwf LCD_Auxiliar1 ; Lo guarda. sublw 0x09 ; Comprueba si hay que representarlo con letra. btfss STATUS,C goto LCD_EnviaByteLetra movf LCD_Auxiliar1,W addlw '0' ; El número se pasa a carácter ASCII sumándole goto LCD_FinVisualizaDigito ; el ASCII del cero y lo visualiza. LCD_EnviaByteLetra movf LCD_Auxiliar1,W addlw 'A'-0x0A ; Sí, por tanto, se le suma el ASCII de la 'A'. LCD_FinVisualizaDigito goto LCD_Caracter ; Y visualiza el carácter. Se hace con un "goto" ; para no sobrecargar la pila.

Librería de subrutinas para el manejo de mensajes a visualizar en un visualizador LCD.

;**************************** Librería "LCD_MENS.INC" ***************************** ; CBLOCK LCD_ApuntaCaracter ; Indica la posición del carácter a visualizar ; respecto del comienzo de todos los mensajes, ; (posición de la etiqueta "Mensajes"). LCD_ValorCaracter ; Código ASCII del carácter a



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ENDC ; visualizar. ; Los mensajes tienen que estar situados dentro de las 256 primeras posiciones de la ; memoria de programa, es decir, no pueden superar la dirección 0FFh. ; Subrutina "LCD_Mensaje" --------------------------------------------------------------- ; ; Visualiza por pantalla el mensaje apuntado por el registro W. ; ; Los mensajes deben localizarse dentro de una zona encabezada por la etiqueta "Mensajes" y que ; tenga la siguiente estructura: ; ; Mensajes ; ¡Etiqueta obligatoria! ; addwf PCL,F ; Mensaje0 ; Posición inicial del mensaje. ; DT ".. ..", 0x00 ; Mensaje terminado en 0x00. ; Mensaje1 ; ... ; ... ; FinMensajes ; ; La llamada a esta subrutina se realizará siguiendo este ejemplo: ; ; movlw Mensaje0 ; Carga la posición del mensaje. ; call LCD_Mensaje ; Visualiza el mensaje. ; LCD_Mensaje movwf LCD_ApuntaCaracter ; Posición del primer carácter del mensaje. movlw Mensajes ; Halla la posición relativa del primer carácter subwf LCD_ApuntaCaracter,F ; del mensaje respecto de etiqueta "Mensajes". decf LCD_ApuntaCaracter,F ; Compensa la posición que ocupa "addwf PCL,F". LCD_VisualizaOtroCaracter movf LCD_ApuntaCaracter,W call Mensajes ; Obtiene el código ASCII del carácter apuntado. movwf LCD_ValorCaracter ; Guarda el valor de carácter. movf LCD_ValorCaracter,F ; Lo único que hace es posicionar flag Z. En caso btfsc STATUS,Z ; que sea "0x00", que es código indicador final goto LCD_FinMensaje ; de mensaje, sale fuera. LCD_NoUltimoCaracter call LCD_Caracter ; Visualiza el carácter ASCII leído. incf LCD_ApuntaCaracter,F ; Apunta a la posición del siguiente carácter goto LCD_VisualizaOtroCaracter ; dentro del mensaje. LCD_FinMensaje return ; Vuelve al programa principal.



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; Subrutina "LCD_MensajeMovimiento" ----------------------------------------------------- ; ; Visualiza un mensaje de mayor longitud que los 16 caracteres que pueden representarse ; en una línea, por tanto se desplaza a través de la pantalla. ; ; En el mensaje debe dejarse 16 espacios en blanco, al principio y al final para ; conseguir que el desplazamiento del mensaje sea lo más legible posible. ; CBLOCK LCD_CursorPosicion ; Contabiliza la posición del cursor dentro de la ENDC ; pantalla LCD LCD_MensajeMovimiento movwf LCD_ApuntaCaracter ; Posición del primer carácter del mensaje. movlw Mensajes ; Halla la posición relativa del primer carácter subwf LCD_ApuntaCaracter,F ; del mensaje respecto de la etiqueta "Mensajes". decf LCD_ApuntaCaracter,F ; Compensa la posición que ocupa "addwf PCL,F". LCD_PrimeraPosicion clrf LCD_CursorPosicion ; El cursor en la posición 0 de la línea. call LCD_Borra ; Se sitúa en la primera posición de la línea 1 y LCD_VisualizaCaracter ; borra la pantalla. movlw LCD_CaracteresPorLinea ; ¿Ha llegado a final de línea? subwf LCD_CursorPosicion,W btfss STATUS,Z goto LCD_NoEsFinalLinea LCD_EsFinalLinea call Retardo_200ms ; Lo mantiene visualizado durante este tiempo. call Retardo_200ms movlw LCD_CaracteresPorLinea-1 ; Apunta a la posición del segundo carácter visualizado subwf LCD_ApuntaCaracter,F ; en pantalla, que será el primero en la siguiente goto LCD_PrimeraPosicion ; visualización de línea, para producir el efecto LCD_NoEsFinalLinea ; de desplazamiento hacia la izquierda. movf LCD_ApuntaCaracter,W call Mensajes ; Obtiene el ASCII del carácter apuntado. movwf LCD_ValorCaracter ; Guarda el valor de carácter. movf LCD_ValorCaracter,F ; Lo único que hace es posicionar flag Z. En caso btfsc STATUS,Z ; que sea "0x00", que es código indicador final goto LCD_FinMovimiento ; de mensaje, sale fuera.



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LCD_NoUltimoCaracter2 call LCD_Caracter ; Visualiza el carácter ASCII leído. incf LCD_CursorPosicion,F ; Contabiliza el incremento de posición del ; cursor en la pantalla. incf LCD_ApuntaCaracter,F ; Apunta a la siguiente posición por visualizar. goto LCD_VisualizaCaracter ; Vuelve a visualizar el siguiente carácter LCD_FinMovimiento ; de la línea. return ; Vuelve al programa principal.

Librería con múltiples subrutinas de retardos, desde 4 microsegundos hasta 20 segundos. ;**************************** Librería "RETARDOS.INC" ****************************** ; Además se pueden implementar otras subrutinas muy fácilmente. ; ; Se han calculado para un sistema microcontrolador con un PIC trabajando con un cristal ; de cuarzo a 4 MHz. Como cada ciclo máquina son 4 ciclos de reloj, resulta que cada ; ciclo máquina tarda 4 x 1/4MHz = 1 µs. ; ; En los comentarios, "cm" significa "ciclos máquina". ; ; ZONA DE DATOS ********************************************************************* CBLOCK R_ContA ; Contadores para los retardos. R_ContB R_ContC ENDC ; ; RETARDOS de 4 hasta 10 microsegundos --------------------------------------------------- ; A continuación retardos pequeños teniendo en cuenta que para una frecuencia de 4 MHZ, ; la llamada a subrutina "call" tarda 2 ciclos máquina, el retorno de subrutina ; "return" toma otros 2 ciclos máquina y cada instrucción "nop" tarda 1 ciclo máquina. ; Retardo_10micros ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. nop ; Aporta 1 ciclo máquina. nop ; Aporta 1 ciclo máquina. nop ; Aporta 1 ciclo máquina. nop ; Aporta 1 ciclo máquina. nop ; Aporta 1 ciclo máquina. Retardo_5micros ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. nop ; Aporta 1 ciclo máquina. Retardo_4micros ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. return ; El salto del retorno aporta 2 ciclos máquina. ; RETARDOS de 20 hasta 500 microsegundos ------------------------------------------------ ; Retardo_500micros ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. nop ; Aporta 1 ciclo máquina. movlw d'164' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "K". goto RetardoMicros ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_200micros ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina.



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nop ; Aporta 1 ciclo máquina. movlw d'64' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "K". goto RetardoMicros ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_100micros ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'31' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "K". goto RetardoMicros ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_50micros ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. nop ; Aporta 1 ciclo máquina. movlw d'14' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "K". goto RetardoMicros ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_20micros ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'5' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "K". ; El próximo bloque "RetardoMicros" tarda: ; 1 + (K-1) + 2 + (K-1)x2 + 2 = (2 + 3K) ciclos máquina. RetardoMicros movwf R_ContA ; Aporta 1 ciclo máquina. Rmicros_Bucle decfsz R_ContA,F ; (K-1)x1 cm (cuando no salta) + 2 cm (al saltar). goto Rmicros_Bucle ; Aporta (K-1)x2 ciclos máquina. return ; El salto del retorno aporta 2 ciclos máquina. ;En total estas subrutinas tardan: ; - Retardo_500micros: 2 + 1 + 1 + 2 + (2 + 3K) = 500 cm = 500 µs. (para K=164 y 4 MHz). ; - Retardo_200micros: 2 + 1 + 1 + 2 + (2 + 3K) = 200 cm = 200 µs. (para K= 64 y 4 MHz). ; - Retardo_100micros: 2 + 1 + 2 + (2 + 3K) = 100 cm = 100 µs. (para K= 31 y 4 MHz). ; - Retardo_50micros : 2 + 1 + 1 + 2 + (2 + 3K) = 50 cm = 50 µs. (para K= 14 y 4 MHz). ; - Retardo_20micros : 2 + 1 + (2 + 3K) = 20 cm = 20 µs. (para K= 5 y 4 MHz). ; RETARDOS de 1 ms hasta 200 ms. -------------------------------------------------------- ; Retardo_200ms ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'200' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "M". goto Retardos_ms ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_100ms ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'100' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "M". goto Retardos_ms ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_50ms ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'50' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "M". goto Retardos_ms ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_20ms ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'20' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "M". goto Retardos_ms ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_10ms ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'10' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "M". goto Retardos_ms ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_5ms ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'5' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "M".



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goto Retardos_ms ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_2ms ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'2' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "M". goto Retardos_ms ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_1ms ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'1' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "M". ; El próximo bloque "Retardos_ms" tarda: ; 1 + M + M + KxM + (K-1)xM + Mx2 + (K-1)Mx2 + (M-1) + 2 + (M-1)x2 + 2 = ; = (2 + 4M + 4KM) ciclos máquina. Para K=249 y M=1 supone 1002 ciclos máquina ; que a 4 MHz son 1002 µs = 1 ms. Retardos_ms movwf R_ContB ; Aporta 1 ciclo máquina. R1ms_BucleExterno movlw d'249' ; Aporta Mx1 ciclos máquina. Este es el valor de "K". movwf R_ContA ; Aporta Mx1 ciclos máquina. R1ms_BucleInterno nop ; Aporta KxMx1 ciclos máquina. decfsz R_ContA,F ; (K-1)xMx1 cm (cuando no salta) + Mx2 cm (al saltar). goto R1ms_BucleInterno ; Aporta (K-1)xMx2 ciclos máquina. decfsz R_ContB,F ; (M-1)x1 cm (cuando no salta) + 2 cm (al saltar). goto R1ms_BucleExterno ; Aporta (M-1)x2 ciclos máquina. return ; El salto del retorno aporta 2 ciclos máquina. ;En total estas subrutinas tardan: ; - Retardo_200ms: 2 + 1 + 2 + (2 + 4M + 4KM) = 200007 cm = 200 ms. (M=200 y K=249). ; - Retardo_100ms: 2 + 1 + 2 + (2 + 4M + 4KM) = 100007 cm = 100 ms. (M=100 y K=249). ; - Retardo_50ms : 2 + 1 + 2 + (2 + 4M + 4KM) = 50007 cm = 50 ms. (M= 50 y K=249). ; - Retardo_20ms : 2 + 1 + 2 + (2 + 4M + 4KM) = 20007 cm = 20 ms. (M= 20 y K=249). ; - Retardo_10ms : 2 + 1 + 2 + (2 + 4M + 4KM) = 10007 cm = 10 ms. (M= 10 y K=249). ; - Retardo_5ms : 2 + 1 + 2 + (2 + 4M + 4KM) = 5007 cm = 5 ms. (M= 5 y K=249). ; - Retardo_2ms : 2 + 1 + 2 + (2 + 4M + 4KM) = 2007 cm = 2 ms. (M= 2 y K=249). ; - Retardo_1ms : 2 + 1 + (2 + 4M + 4KM) = 1005 cm = 1 ms. (M= 1 y K=249). ; ; RETARDOS de 0.5 hasta 20 segundos --------------------------------------------------- ; Retardo_20s ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'200' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "N". goto Retardo_1Decima ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_10s ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'100' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "N". goto Retardo_1Decima ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_5s ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'50' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "N". goto Retardo_1Decima ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_2s ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina.



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movlw d'20' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "N". goto Retardo_1Decima ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_1s ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'10' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "N". goto Retardo_1Decima ; Aporta 2 ciclos máquina. Retardo_500ms ; La llamada "call" aporta 2 ciclos máquina. movlw d'5' ; Aporta 1 ciclo máquina. Este es el valor de "N". ; ; El próximo bloque "Retardo_1Decima" tarda: ; 1 + N + N + MxN + MxN + KxMxN + (K-1)xMxN + MxNx2 + (K-1)xMxNx2 + ; + (M-1)xN + Nx2 + (M-1)xNx2 + (N-1) + 2 + (N-1)x2 + 2 = ; = (2 + 4M + 4MN + 4KM) ciclos máquina. Para K=249, M=100 y N=1 supone 100011 ; ciclos máquina que a 4 MHz son 100011 µs = 100 ms = 0,1 s = 1 décima de segundo. Retardo_1Decima movwf R_ContC ; Aporta 1 ciclo máquina. R1Decima_BucleExterno2 movlw d'100' ; Aporta Nx1 ciclos máquina. Este es el valor de "M". movwf R_ContB ; Aporta Nx1 ciclos máquina. R1Decima_BucleExterno movlw d'249' ; Aporta MxNx1 ciclos máquina. Este es el valor de "K". movwf R_ContA ; Aporta MxNx1 ciclos máquina. R1Decima_BucleInterno nop ; Aporta KxMxNx1 ciclos máquina. decfsz R_ContA,F ; (K-1)xMxNx1 cm (si no salta) + MxNx2 cm (al saltar). goto R1Decima_BucleInterno ; Aporta (K-1)xMxNx2 ciclos máquina. decfsz R_ContB,F ; (M-1)xNx1 cm (cuando no salta) + Nx2 cm (al saltar). goto R1Decima_BucleExterno ; Aporta (M-1)xNx2 ciclos máquina. decfsz R_ContC,F ; (N-1)x1 cm (cuando no salta) + 2 cm (al saltar). goto R1Decima_BucleExterno2 ; Aporta (N-1)x2 ciclos máquina. return ; El salto del retorno aporta 2 ciclos máquina. ; ;En total estas subrutinas tardan: ; - Retardo_20s: 2 + 1 + 2 + (2 + 4N + 4MN + 4KMN) = 20000807 cm = 20 s. ; (N=200, M=100 y K=249). ; - Retardo_10s: 2 + 1 + 2 + (2 + 4N + 4MN + 4KMN) = 10000407 cm = 10 s. ; (N=100, M=100 y K=249). ; - Retardo_5s: 2 + 1 + 2 + (2 + 4N + 4MN + 4KMN) = 5000207 cm = 5 s. ; (N= 50, M=100 y K=249). ; - Retardo_2s: 2 + 1 + 2 + (2 + 4N + 4MN + 4KMN) = 2000087 cm = 2 s. ; (N= 20, M=100 y K=249). ; - Retardo_1s: 2 + 1 + 2 + (2 + 4N + 4MN + 4KMN) = 1000047 cm = 1 s. ; (N= 10, M=100 y K=249). ; - Retardo_500ms: 2 + 1 + (2 + 4N + 4MN + 4KMN) = 500025 cm = 0,5 s. ; (N= 5, M=100 y K=249).



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Anexo 2: Programación del Control de Acceso para PLC Allen Bradley, observar diagrama de escalera, fig. 3.5 - página 55.



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Anexo 3: Programación del Control de Iluminación para PLC Allen Bradley, observar diagrama de escalera, fig. 3.14 - página 65.



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Anexo 4: En este anexo se muestra la programación de escalera para el PLC de los diagramas de control del Control Hidráulico, Riego Automatizado e Hidrosanitario.

Programación del Control Hidráulico para PLC Allen Bradley, observar diagrama de escalera, fig. 3.22 - página 74.



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Programación del Control del Sistema de Riego para PLC Allen Bradley, observar diagrama de escalera, fig. 3.26 - página 78.



Página 125

Programación del Control Hidrosanitario para PLC Allen Bradley, observar diagrama de escalera, fig. 3.29 - página 81.



Página 126

Anexo 5: Programación del Control de Detección contra Incendios para PLC Allen Bradley, observar diagrama de escalera, fig. 3.35 - página 86.



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Anexo 6: Programación del Control de Vigilancia Perimetral para PLC Allen Bradley, observar diagrama de escalera, fig. 3.40 - página 90.

Automatización de una Casa Inteligente con PLC’s

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