REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

UNIVERSITARIAUNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA

“JUAN DE JESÚS DE MONTILLA”UNIDAD DE PROYECTO DE FORMATIVO

Implementación de una Tarjeta de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración

PARTICIPANTES:LARRARTE LEVI C.I: 23.577.456

TORRES YEZZEBEL CI: 24.813.884

TUTOR ACADEMICO: Aguin Franklin TUTOR ORGANIZACIONAL: Ortiz Carlos

Acarigua, Enero, 2015

UNIDAD DE PROYECTO FORMATIVOUPF

UPF

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

UNIVERSITARIAUNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA

“JUAN DE JESÚS DE MONTILLA”UNIDAD DE PROYECTO DE FORMATIVO

Implementación de una Tarjeta de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración

PARTICIPANTES:

LARRARTE LEVI C.I: 23.577.456TORRES YEZZEBEL CI: 24.813.884

TUTOR ACADEMICO: Aguin Franklin TUTOR ORGANIZACIONAL: Ortiz Carlos

RESUMEN

El Presente Proyecto tiene por Objetivo General La Implementación de Una Tarjeta de Medición De Caudal Para Generar una respuesta a los Problemas que se presentan en el Laboratorio de Termo Sistema Refrigeración de UNIVERSIDAD POLITECNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA“JUAN DE JESUS MONTILLA con el fin de brindar una mejor compresión de los conceptos de caudal a los estudiante de la unidad curricular de termo fluido del Programa Nacional de Formación en Mantenimiento. Para la elaboración de la tarjeta de medición de Caudal fue necesario la documentación de los siguientes aspectos: Caudal, Circuitos Electrónicos de Medición para Caudal, Placa Orificio, Manómetro, Bomba de Agua Eléctrica y programación de Micro controladores.

Descriptores: Caudal, Circuitos Electrónicos de Medición para Caudal, Placa Orificio, Manómetro, Bomba de Agua Eléctrica y programación de Micro controladores.

UNIDAD DE PROYECTO

RESPONSABILID

UPFUNIDAD DE PROYECTO FORMATIVO

DEDICATORIA

Primero y antes que nada, dar Gracias a Dios, por estar conmigo en

cada paso que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber

puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y

compañía durante todo el periodo de estudio.

Agradecer hoy y siempre a mi familia por el esfuerzo realizado por

ellos. El apoyo en mis estudios, de ser así no hubiese sido posible a mis

padres y demás familiares ya que me brindan el apoyo, la alegría y me dan la

fortaleza necesaria para seguir adelante.

Un agradecimiento especial al profesor Carlos Ortiz, por la

colaboración, paciencia, apoyo y sobre todo por esa gran amistad que me

brindó y me brinda, por escucharme y aconsejarme siempre.

.

iii

AGRADECIMIENTO

Los resultados de este proyecto, están dedicados a todas aquellas

personas que, de alguna formaron parte. Nuestros sinceros agradecimientos

están dirigidos hacia Carlos Ortiz de la compañía Miguel Kovac, quien con su

ayuda desinteresada, nos brindó información relevante, próxima, pero muy

cercana a la realidad de nuestras necesidades. A la UNIVERSIDAD

POLITECNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA“JUAN DE JESUS

MONTILLA” los cuáles brindaron motivo de necesidad para realizar este

proyecto plasmado y dando como resultado de gran realce para el éxito del

proyecto. Pero, cabe de resaltar principalmente nuestros agradecimientos

están dirigidos hacia la excelentísima autoridad de nuestro director y amigo,

Carlos Ortiz, sin el cual no hubiésemos podido salir adelante.

iv

ÌNDICE GENERAL

DEDICATORIA…………………………………………………………………....

AGRADECIMIENTO………………………………………………………….…..

LISTA DE CUADROS…………………………………………………………….

LISTA DE GRÀFICOS…………………………………………………………....

RESUMEN…………………………………………………………………………

INTRODUCCIÒN…………………………………………………………………

PARTE I………………………………………………………………………….

DIAGNÒSTICO SITUACIONAL…………………………………………...

DESCRIPCIÓN DE

CONTEXTO……………………………………………………...

IDENTIFICACIÓN DE LA FAMILIA U ORGANIZACIÓN (RAZÓN

SOCIAL)………………...

CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA FAMILIAR U

ORGANIZACIONAL……………….

LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA Y DIRECCIÓN DE LA FAMILIA U

ORGANIZACIÓN…...……

HISTORIA DE VIDA DE LA FAMILIA U ORGANIZACIÓN: RESEÑA

HISTÓRICA…………

NOMBRES DE LAS ORGANIZACIONES VINCULADAS AL

PROYECTO FAMILIAR U

ORGANIZACIONAL……………………………………………………………..

PROBLEMAS, NECESIDADES O INTERESES DEL CONTEXTO

FAMILIAR U ORGANIZACIONAL.

DESCRIPCIÓN DEL DIAGNÓSTICO

SITUACIONAL……………………………………

JERARQUIZACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE LAS NECESIDADES

FAMILIARES

v

U

ORGANIZACIONALES………………………………………………………….

SELECCIÓN DEL PROBLEMA O NECESIDAD

PRIORITARIA……………………………

ALTERNATIVAS DE

SOLUCIÓN…………………………………………………...

JUSTIFICACIÓN E IMPACTO SOCIAL………………………………….

RAZONES QUE LLEVARON A REALIZAR EL

PROYECTO…………………………………..

TEÓRICAS (APORTES AL ÁREA DE CONOCIMIENTO DEL PNF)

………………………

TÉCNICAS EN EL ÁMBITO DE

ACCIÓN…………………………………………..

LEGALES…………………………………………………………………

DE PARTICIPACIÓN

COMUNITARIA……………………………………………...

DE PERTINENCIA CON EL PROYECTO-SOCIO-INTEGRADOR

CON EL PLAN DE

DESARROLLO ECONÓMICO Y SOCIAL DE LA NACIÓN 2007-

2013, CON LÍNEAS DE

INVESTIGACIÓN DEL PNF, UNIDADES CURRICULARES DE

APOYO INTERDISCIPLINARIO

(MALLA CURRICULAR) Y TRANSVERSALIDAD CON LOS EJES

DE FORMACIÓN DE LOS PNF

(EPISTEMOLÓGICO, ÉTICO-POLÍTICO, TRABAJO PRODUCTIVO,

ESTÉTICO-LÚDICO Y

SOCIOAMBIENTAL)

……………………………………………………………

vi

POBLACIÓN

BENEFICIADA………………………………………………………...

OBJETIVOS DEL PROYECTO………………………………………………

GENERAL………………………………………………………………………...

ESPECÍFICOS……………………………………………………………………

PARTE II………………………………………………………………………….

PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO……………………………………….

PLAN DE

ACCIÓN………………………………………………………………...

CRONOGRAMA DE

ACTIVIDADES…………………………………………………

PARTE III………………………………………………………………………...

RESULTADOS Y LOGROS DEL PLAN DE ACCIÒN DEL PROYECTO.

CONCLUSIONES………………………………………………………………….

RECOMENDACIONES…………………………………………………………….

PARTE IV………………………………………………………………………...

PRODUCTO O SERVICIO LOGRADO POR EL PROYECTO

EJECUTADO…………………………………………………………………..

PROCESO DE ELABORACIÓN DEL PRODUCTO TANGIBLE O

INTANGIBLE…………………

RESULTADOS…………………………………………………………………….

CONCLUSIONES………………………………………………………………….

vii

RECOMENDACIONES…………………………………………………………….

REFERENCIAS BIBLIOGRÀFICAS…………………………………………...

ANEXOS…………………………………………………………………………...

A. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

B. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

C. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX PP.

viii

LISTA DE CUADROS

1 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………......

2 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX……………………………….

3 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX………………......

4 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………….

5 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………….

6 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX………………

7 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX………………

8 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………….

ix

LISTA DE GRAFICOS

1 XXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………………....

2 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………

3 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………………

4 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX…………………………………...

5 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX……………………

x

xi

INTRODUCCIÓN

La universidad actual como ámbito del que hacer académico a través

de las diferentes áreas del conocimiento, debe distinguirse por la labor de

investigación acción y de permanente interacción socio-comunitaria, como

estrategia para cumplir con la Responsabilidad Social a la que está llamada

en el marco de la nueva y dinámica realidad socio histórica que acontece en

nuestro país, conociendo, formulando y dando soluciones mediante

conocimientos pertinentes e interdisciplinarios ante la demanda de la

sociedad para satisfacer sus necesidades o problemas prioritarios que le

permitan alcanzar una mejor calidad de vida, mayor seguridad

agroalimentaria y un desarrollo sustentable, a la par la misma ocupe un lugar

privilegiado como generadora de conocimiento apropiado y contextualizado.

Por lo tanto la institución universitaria no debe presentar debilidades

en los laboratorios y talleres, porque estas instalaciones permiten al

estudiantado de los PNF en Mantenimiento, Mecánica y Electricidad adquirir

aprendizajes significativos mediante actividades prácticas. Es por ello que se

hace necesaria la implementación de una Tarjeta de Medición de Caudal

para Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeración, para así poder

ayudar a la Universidad Politécnica Territorial del Estado Portuguesa a tener

una mejoría en su funcionamiento.

Cabe destacar, que este proyecto permitirá generar una relación

académica armónica, a través de la integración de prácticas de laboratorio,

que aportan al individuo una educación humanista, pertinente, integral,

cooperativa, participativa, de calidad y autogestionariamente. Por este

motivo, el presente trabajo de ejecución estará conformado en cuatro (4)

partes en el cual, la primera parte abarca la Descripción del Proyecto,

Diagnostico Situacional, Justificación e Impacto Social y Objetivos del

1

Proyecto. La segunda parte del proyecto está integrada por la Planificación

del mismo, la tercera parte esta condescendida por los Resultados y Logros

que se traducen en conclusiones y recomendaciones y para culminar, la

cuarta parte relata el servicio final logrado por el proyecto ejecuta

2

PARTE I

DESCRIPCION DEL PROYECTO ÁMBITO FAMILIAR U

ORGANIZACIONAL

1. DIAGNÒSTICO SITUACIONAL

1.1. Descripción del Contexto:

Identificación: Universidad Politécnica Territorial del Estado

Portuguesa.

Localización Geográfica: Estado Portuguesa, Municipio Páez,

Parroquia Acarigua y ubicado en la Avenida Circunvalación de Acarigua

diagonal a la cruz roja.

Figura 1. Ubicación de la”UPTP JJ MONTILLA”. Fuente google

mapps.

Características de la Organización:

La Universidad Politécnica Territorial Del Estado Portuguesa “Juan De

Jesús Montilla” es una de las instituciones educativas más grande del Estado

3

Portuguesa, cuenta con todos los servicios básicos: agua, luz, internet, áreas

de recreación, biblioteca, múltiples canchas deportivas:

- Dos canchas de basquetbol.

- Dos chanchas de voleibol.

- Un campo de futbol.

- Un campo de beisbol.

- Una cancha de bolas criollas.

- Una cancha de tenis.

Esta es una organización sin fines de lucros, brindan sus servicios a

toda la masa estudiantil de educación universitaria, tanto de las

comunidades adyacente como de otras comunidades lejanas del Estado,

incluso de las ciudades y Estados Vecinos. Su presupuesto depende del

Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria, actualmente

existe una población de 5500 a 6000 entre estudiantes, obrero y personal

administrativo.

Ofertas las siguientes carreras:

- TSU e Ing. Eléctrica.

- TSU e Ing. Manteniendo.

- TSU e Ing. Mecánica.

- TSU e Ing. Informática.

- TSU e Ing. Agro-Alimentaria.

- TSU e Lic. Administración de Empresas.

Historia De Vida De La Organización

Han pasado treinta y seis (36) años desde la conformación de la

histórica sociedad de amigos del tecnológico, la cual estuvo constituida por

un grupo de Portuguesitos (periodistas, docentes, empresarios, entre otros)

con visión futurista y emprendedora, quienes se dieron a la noble tarea de

4

gestionar las bases fundamentales para la creación del instituto universitario

de tecnología del estado portuguesa (IUTEP). fue así como, después de

muchas diligencias, viajes a la ciudad de caracas y reuniones de

coordinación, su labranza en tierra fértil dio finalmente frutos a partir del 2 de

mayo de 1978, cuando por resolución ministerial n° 126, se decide designar

la comisión para el estudio de la creación del iutep, conformada por el ing.

Honorio Ariza (+) como coordinador, Argenis vivas (+), francisco barrios (+),

Rafael López, Manuel escalona (+), Aníbal Santeliz y galeana de Martínez.

Por su parte, correspondió al ing. Víctor Perdomo asesorar la comisión y

coordinar la elaboración de todos los programas de asignaturas de las

especialidades aprobadas (tecnología administrativa y tecnología

agropecuaria). Nace el instituto universitario de tecnología del estado

portuguesa (IUTEP), mediante el decreto de creación n° 2859, de fecha 19

de septiembre de 1978, a tenor del artículo 10 de la ley de universidades.

Hay que distinguir también los méritos del perito agropecuario césar

Gómez alcántara, quien donó 45 has. De terreno para la edificación de la

sede principal, cuyos tres primeros módulos se inauguraron en 1984, luego

de haber funcionado en las sedes provisionales del edificio biomédico (lapso

79-81), edificio Aldebarán (lapso 1981-83), colegio san Vicente de paúl

(1980-84) y la quinta Virginia (1981-84).

Para el año 1996, mediante oficio número 5.084, se crea la ampliación

del iutep en la ciudad de Guanare y el 25 de marzo de 1999, el programa

iutep-esteller-Santa Rosalía en la población de la colonia agrícola de Turen.

En el mes de febrero del año 2012, y luego de una serie de gestiones

efectuadas por los miembros de la comisión de modernización y

transformación de esta casa de estudios, ante instancia del misterio de

5

educación superior actual ministerio del poder popular para la educación

universitaria, el comandante presidente Hugo Chávez Frías anuncia la

creación de la Universidad Politécnica Territorial Del Estado Portuguesa

“Juan De Jesús Montilla”, decreto presidencial nº 8.802, de fecha 14 de

febrero de 2012, publicado en la gaceta oficial nº 39.902, de fecha 13 de abril

de 2012. a partir de entonces, el instituto universitario de tecnología del

estado portuguesa, emblemático IUTEP, se convierte en Universidad

Politécnica Territorial Del Estado Portuguesa “Juan De Jesús Montilla”.

1.2 Problemas, Necesidades O Intereses Del Contexto Familiar U

Organizacional:

- Descripción Diagnóstico Situacional:

Mediante una entrevista realizada al docente Miguel Kovac se pudo

conocer la situación actual del taller de refrigeración y termo fluidos ubicado

en el módulo del Programa Nacional de Formación (PNF) en Mantenimiento

de la UPTP JJ Montilla sede Acarigua. Dicho taller cuenta con una placa

orificio que permite a los estudiantes de la unidad curricular Termo fluidos del

PNF en Mantenimiento comprobar los conocimientos teóricos adquiridos en

el aula de clase referente a la medición de un caudal mediante el diferencial

de presión que ejerce una placa orificio al hacer circular a través de la misma

un fluido. Sin embargo no existe un instrumento indicador y registrador que

presente de forma visual cual es el valor del caudal al momento de realizar la

referida actividad en el taller.

-Jerarquización e identificación de las necesidades

organizacionales.

En vista de las razones descritas anteriormente el profesor Miguel

Kovac plantea la necesidad de construir un instrumento que mida el caudal

6

digitalmente. Mediante este planteamiento este instrumento tendría dos usos

fundamentales, por una parte indicaría y registraría el caudal para realizar

prácticas en la unidad curricular Termo y por el otro dicho instrumento

también sería una herramienta útil en la unidad curricular Instrumentación

porque el estudiante aprendería a realizar las conexiones de este

instrumento. Además de lo anteriormente expuesto este profesor indica que

cuenta con un sensor de presión MXP el cual genera una señal de corriente

analógica que varía de acuerdo a unos límites de presión permitidos por este

sensor. Sin embargo se requieren de una serie de materiales e insumos

necesarios para realizar dicho instrumento.

- Selección del problema o necesidad prioritaria.

Para la selección del problema fue necesario definir el alcance de este

proyecto ya que su ejecución requiere de habilidades y conocimientos en

programación de micro controladores, circuitos electrónicos y conceptos

referentes al área de medición de caudal. Es por ello que se realizó una

reunión con el profesor Carlos Ortiz quien representara la figura del tutor

académico en este proyecto con la finalidad de orientar a los autores de este

trabajo de acuerdo a la problemática planteada con el fin de resolver la

necesidad del Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeración. La

jerarquización de la misma se basa en la construcción de una Tarjeta de

Medición de Caudal Para el Laboratorio de Instrumentación Industrial cuyo

circuito se muestra a continuación en la siguiente figura:

7

Figura 2. Esquema Eléctrico de la tarjeta de Medición de Caudal

Para el Laboratorio de Instrumentación Industrial. Fuente Carlos Ortiz

- Alternativas de Solución.

8

Para el montaje de la tarjeta de Medición de Caudal Para el Laboratorio de

Instrumentación Industrial se requieren un conjunto de materiales y

componentes.

A continuación se presenta en la figura 1 el circuito electrónico

diseñado para medir caudal:

Figura 2: Circuito medidor de caudal. Fuente Carlos Ortiz

2. JUSTIFICACIÒN E IMPACTO SOCIAL

2.1. RAZONES QUE LLEVARON A REALIZAR EL PROYECTO:

A- TEÓRICO (APORTES AL ÁREA DE CONOCIMIENTO DEL PNF)

9

Los circuitos electrónicos son de gran importancia debido a que son

utilizados en las distintas áreas, por esta razón es que el hombre se ha visto

en la necesidad de corregir y mejorar estos circuitos a medida que va

transcurriendo el tiempo se adquieren beneficios que contribuyen al bienestar

y desarrollo de la sociedad para los procesos industriales los circuitos

electrónicos juegan un papel muy importante puesto que, estos permiten

controlar las variables requeridas en un proceso. Por esta razón el presente

proyecto emplea conceptos de un MICROCONTROLADOR, PANTALLA

LCD16*2, AMPLIFICADOR OPERACIONAL, SENSORES PRESION

DIFERENCIAL MPX10.

B- TÉCNICO-ÁMBITO DE ACCIÓN.

La elaboración de Una Tarjeta de Medición Nivel de Caudal

permitirán los estudiantes de PNF mantenimiento realizar actividades

prácticas de una manera más didáctica debido a que estas mediciones se

apreciaran de una manera digital. Aportando conocimientos técnicos en

virtud de que se tiene la oportunidad de trabajar con piezas electrónicas.

C-LEGAL

Desde el punto de vista legal se basa a en todos los conocimientos

referido al área de instrumentación industrial.

D- PARTICIPANTE – COMUNIDAD.

La tarjeta de medición de nivel Beneficiara a los estudiantes y

profesores de los PNF Mantenimiento mecánica y electricidad que asisten en

la sede Acarigua a realizar su práctica de laboratorios.

10

2.2. POBLACION BENEFICIADA:

La comunidad estudiantil de La Universidad Politécnica Del Estado

Portuguesa PNF mantenimiento y mecánica y profesores de dicha unidad

curricular.

3. OBJETIVOS DEL PROYECTO:

• General:

Implementar Una Tarjeta De Medición De Caudal Para El

Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeración.

• Específicos:

• Diagnosticar la situación actual que se encuentra El

Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeración.

• Recabar toda la información pertinente sobre el sistema de una

tarjeta para Medir Caudal.

• Elaborar una alternativa de solución del problema.

• Analizar los costos para llevar a cabo el proyecto.

• Programar el micro controlador para que indique en la pantalla

LCD la medición de Caudal.

• Evaluar el comportamiento de la medición de la tarjeta de

caudal.

11

MARCO TEORICO

He aquí los siguientes conceptos de los materiales y herramientas a

utilizar en dicho proyecto:

CAUDAL

Es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto

(tubería, cañería, oleoducto, río, canal,...) por unidad de tiempo.

Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por

un área dada en la unidad de tiempo. Desde el punto de vista general, el

marco teórico, el aparato matemático y las leyes físicas que Newton

estableció, fueron, y siguen siendo, los ingredientes esenciales de la teoría

de los fluidos. Estos elementos fueron una aporte fundamental, aunque

indirecto, para el establecimiento final de la teoría que realizó la notable

generación que le siguió, formada por Euler, dos de los Bernoulli, D'Alambert

y Lagrange.

12

Figura 3. Caudal Fuente http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_%28fluido%29

tiempo.

PLACA ORIFICIO

La placa orificio consiste en una placa perforada ubicada en el interior de una tubería. Posee además, dos tomas de presión, una en la parte anterior y otra en la parte posterior de la placa, a las cuales se conecta un manómetro depresión diferencial.

Figura 4. Diagrama de placa orificio.Fuente:http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/

Medicion_de_Caudal.pdf.google.com

MANÓMETROEs un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos

en recipientes cerrados.

13

Figura 5. Manómetro. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro google.com

PLACA DE PRUEBAS

Es un tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí,

habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar

componentes electrónicos y cables para el armado y prototipado de circuitos

electrónicos y sistemas similares(en inglés: protoboard o breadboard)

Figura 6. Placa de pruebas

14

fuente:http://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebas.google.com

SENSOR DE PRESIÓN MPX10

En un mecanismo de inyección electrónica, es la válvula que obtiene

los datos del caudal de aire que penetra en el colector de admisión. Funciona

traduciendo los diferentes estados de presión del colector de admisión

mediante señales eléctricas que remite a la computadora electrónica.

Condicionamiento de la señal proveniente del sensor de presión

diferencial análogamente a un circuito eléctrico, donde a través de la ley de

ohm se infiere que la diferencia de potencial en las terminales de una

resistencia aumenta al incrementar el valor de ésta o el de la corriente, la

diferencia de presión censada en el neuma tacógrafo crece al aumenta el

reflujo de aire, el valor de la resistencia neumática o ambas. A continuación

en la figura 6 se presenta un sensor de presión MPX10.

15

Figura.7 Sensor MPX 10DP Fuente Freescale Semiconductor

PDFyahoo.com

AMPLIFICADOR OPERACIÓN LM324

El primer amplificador operacional fue diseñado por Bob Widlar. Le

siguió el Fairchild μA709 (1965), también de Widlar, y que constituyó un gran

éxito comercial (normalmente se presenta como circuito integrado) Es un

dispositivo electrónico que tiene dos entradas y una salida. La salida es la

diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (g) (ganancia). El a.

o. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un

ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo

de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada es infinita

también se dice que las corrientes de entrada son cero. En la siguiente figura

se presenta es esquema de un amplificador operacional.

Figura 8. Amplificador operacional Fuente yahoo.com/

MICRO CONTROLADOR

Un micro controlador es como un ordenador en pequeño que dispone

de una memoria donde se guardan los programas, una memoria para

16

almacenar datos, dispone de puertos de entrada y salida. Por supuesto, no

tienen ni teclado ni monitor, aunque podemos ver el estado de teclas

individuales o utilizar pantallas lcd o led para mostrar información.

El PIC 16f628 es un micro controlador de 8 bit, posee una arquitectura

RISC (computador con conjunto de instrucciones reducidas) avanzada así

como un juego reducido de 35 instrucciones.

El objetivo de diseñar máquinas con esta arquitectura es posibilitar la

segmentación y el paralelismo en la ejecución de instrucciones y reducir los

accesos a memoria. Las máquinas RISC protagonizan la tendencia actual de

construcción de microprocesadores.

Figura 9. Micro controlador PIC16F28 Fuente yahoo.com

PANTALLA LCD

Es una pantalla plana desarrollada por Pierre-Gilles de Gennes,

basada en el uso de una sustancia líquida atrapada entre 2 placas de vidrio,

haciendo que al aplicar una corriente eléctrica a una zona específica, esta se

vuelva opaca y contraste con la iluminación CCFL trasera lo cual permite la

17

visualización de imágenes procedentes de la computadora, por medio del

puerto de video hasta los circuitos de la pantalla LCD

Figura 10. Pantalla LCD. Fuente Proteus

II PARTE

PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO

PLAN DE ACCION

Para identificar la necesidad de mejorar el sistema de caudal ya

existente en el laboratorio de termo sistema se elaboró un plan de visitas al

El Laboratorio de Termo Sistema y Refrigeracion de la UNIVERSIDAD

POLITECNICA TERRITORIAL DE PORTUGUESA“JUAN DE JESUS

MONTILLA” entrevistando al docente Miguel Kovac. Las visitas comenzaron

a ser realizada en el mes de octubre del año 2014.

El proyecto lo realizaron Yezzebel Torres, bajo la supervisión de

Ingeniero Electrónico Carlos Ortiz y un conjunto de Docentes aportadores de

ideas y conocimientos como el Ingeniero Rafael Depujos y Miguel Kovac en

el taller de Instrumentación de la UNIVERSIDAD POLITECNICA

18

TERRITORIAL DE PORTUGUESA“JUAN DE JESUS MONTILLA”

Municipio Páez, Parroquia Acarigua y ubicado en la Avenida Circunvalación

de Acarigua diagonal a la cruz roja

A continuación se presentan los cuadrados contentivos de:

cronograma de actividades, lista de componente, lista materiales, y la lista de

equipos herramientas.

19

ACTIVIDAD

M E S M E S M E S

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Abordaje a las necesidades del laboratorio de Terno fluido.

Reunión con Profesor Miguel kavac.

Buscar tutor Académicos para lograr el objetivo requerido.

Diseño de Tarjeta De Medición De Caudal Para El Laboratorio de Termo fluido.

Selección de los componentes y materiales para realizar las compras para el Diseño de Caudal en un Protoboard

Programación del micro controlador para realizar las mediciones de Caudal de forma digital y mostrarla en una pantalla LCD.

CUADRO 1

DIAGRAMA DE ACTIVIDADES

CUADRO 1 (CONT.)

20

DIAGRAMA DE ACTIVIDADES

ACTIVIDAD

M E S M E S M E S

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Realizar las respectivas pruebas de simulacion en Proteus del circuito electronico seleccionado.

Evaluar el comportamiento del prototipo digital de Caudal Realizar pruebas necesaria para verificar el funcionamiento de la tarjeta

Cuadro 2

Lista de componentes

21

CANTIDAD CARACTERISTICAS DESCRIPCIÓN UNIDAD

1 Sensor de Presión MPX10DPK1237BC

1 Micro controlador Integrado PIC18F2520

Amplificador operacional integrado LM324

Regulador de tensión de 5V integrado LM7805

Base para integrado integrado 28 pin

Pantalla LCD 16*2 W/ BL GDM1602A

Cristal de cuarzo 4 MHZ

Condensador 1000 µF/35V

Condensador 1 µF/35V

Condensador 470 µF/35V

Resistencias 10 KΏ/0.25W

CUADRO 2 (CONT.)

Lista de componentes

22

CANTIDAD CARACTERISTICAS DESCRIPCIÓN UNIDAD

Resistencia

Diodo led rojo led rojo

Potenciómetro 5 KΏ trimer

Pulsador NA

Cargador 12 V 800 m.a

Caja de plástico para empotrar Dimensiones 7X12 cm

Cuadro 3

Lista Herramientas

23

CANTIDAD HERRAMIENTAS

31MM METROS DE SOLDADURA

1 CAUTIN 40W

1 MULTITESTER

1 DESTORNILLADOR

1 PIQUETAS

24

CUADRO 4

CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DE SENSOR MPX10

Características de funcionamiento (VS = 3,0 Vdc, TA = 25 ° C a menos que se indique lo contrario, P1> P2)

Características Símbolos Min. typ Max Unidades

Escala completa Span VFSS 20 35 50 mV

Differential Pressure Range(1)

POP - - 10 kPa

Supply Voltage VS 3.0 6.0 VDC

Supply Current IO - 6.0 - mAdc

Sensitivity ΔV/ΔΡ - 3.5 - mV/kPa

25

III PARTE

RESULTADOS Y LOGROS

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones:

El proyecto se basó en la implementación de conocimientos acerca del

software de dibujo como PROTEUS, MICROBASIC y para la creación de

circuitos y pruebas. Dicho software es de gran utilidad en el área de

electrónica. También el proyecto forma parte desarrollo de los estudiantes ya

que les permiten adquirir conocimientos acerca del mecanismo de medición

de caudal compuesto con una pantalla LCD, micro controlador, sensor y

entre otros componentes.

La finalidad de un proyecto de esta escala es la combinación de

experiencias y aprendizajes que adquirieren gran valor intelectual y crea en

el alumno una sed de creación y superación para que en un futuro puedan

preparar un proyecto de mayor calidad y su propia manufactura.

Una recomendación importante para la mejora y mayor efectividad y

de vital importancia la incorporación otros componente en el sistema interno.

También se recomienda mantener un control manual delicado ya que

en ocasiones presentan fallas en la misma, este debe ser debido a que

todo fue realizado manualmente y no es un producto de fábrica para así

obtener mayor durabilidad y un operador que cuente con los conocimientos

necesarios para la manipulación de esta artefacto.

26

Recomendaciones:

27

IV PARTE

PRODUCTO FINAL LOGRADO POR EL PROYECTO EJECUTADO

Implementación de una Tarjeta de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración

Funcionamiento del circuito.

La descripción del funcionamiento del circuito se puede realizar,

considerando los siguientes bloques de circuitos:

1.- Circuito de alimentación tensión.

Figura 11. Circuito de alimentación. Fuente Ortiz Carlos

La función de este circuito es de suministrar +5V dc regulado

tomando de un cargador de tensión de 12 V dc no regulado y está constituido

por una resistencia R12 de 2kΩ y un diodo LED, para indicar cuando el

circuito está energizado, el condensador C4 de 1000 uF para eliminar el

rizado de la tensión de entrada, un circuito integrado LM7805 para obtener la

tensión de +5V dc regulada y el condensador C3 de 1 uF para un filtrado de

rizos de tensión de alta frecuencias.

28

2.- Circuito de entrada

Figura 12. Circuito de entrada. Fuente Ortiz Carlos

Este circuito está constituido por el sensor el sensor de presión

diferencial MPX10, el cual suministra una tensión de 3.5 mV entre V2 y V1

por cada KPa de presión en la entrada, esta tensión diferencial es

amplificada en 45 por el amplificador de instrumentación, implementado con

el circuito integrado LM324 y las resistencias R2, R4, R6, R7, R5, R8, todas

ellas de valor de 22KΩ y el potenciómetro Px de 1KΩ, ajustado a un valor de

1,0690 Ω.

Si R2=R4=R6=R7=R5=R8=R=22K Ω, la salida de tensión del circuito es:

Vout = G (V2-V1)

Dónde:G: ganancia de tensiónV2-V1= tensión diferencial de entradaVout: tensión de salida

La ganancia de tensión está dada por:G = 1 + 2*R2/R3G = 1 + 2*22KΩ/1KG = 1 + 44G = 45

29

3.- Circuito de procesamiento y señalización.

Figura 12. Circuito de procesamiento y señalización. Fuente Ortiz

Carlos

Este circuito, formado por el micro controlador (uC) PIC18F2520,

como componente principal, una red formada por un cristal de cuarzo de

4MHZ y dos condensadores de 22pF que configuran el circuito oscilador

del reloj interno del uC, una resistencia R1 para alimentar el pin 1 del uC y

un circuito de pulsador mediante P2 y R9.

La tensión analógica de entrada Vin proveniente del amplificador de

instrumentación, es leída en el pin 2 del uC y convertida a un valor digital

(adc0) por el ADC de 10 bits, interno del uC. El valor de la tensión de entrada

en función de su valor digital se obtiene por medio de la siguiente expresión:

E.c (1)

Vin=Vref∗adc 01024

Dónde:Vin: tensión de entradaVref: tensión de referencia (5V)

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Adc0: valor digital de la conversión.

La tensión deferencial entre los puntos P2 y P1 del sensor de presión

está dada por la siguiente relación:

E.c (2)V2 – V1= Voff + VS*P

P=((V 2−V 1)– Voff )

VS

Dónde:V2 – V1: presión diferencial de salida del sensorVoff: tensión de offset del sensor (30.4 mv)VS: sensibilidad del sensor (3.5 mv)P: presión deferencial entre las entradas P2 y P1 del sensor

De ecuación (1) se tiene: Ec. (3)

(V 2– V 1)=VoutG

Pero la salida Vout del amplificador de instrumentación es la misma tensión de entrada (Vin) al uC, es decir Vout = Vin por tanto: Ec. (4)

(V 2– V 1 )=VinG

Sustituyendo ec. (1) en ec. (4) se tiene: Ec. (5)

(V 2– V 1)=(Vref∗adc0 /1024)

G

Sustituyendo ec. (5) en ec. (2) se tiene:

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E.c (6)

P=(Vref∗adc0 /1024 )

G–Voff= p

Vs

La ecuación anterior es la que utiliza el uC para determinar el valor de

la presión diferencia censada. Una vez conocida la presión diferencial se

pueden determinar la siguiente variable:

- Caudal

Q=K∗¿√( p/ ρ)

Q: Caudal.K: constante del sistema.ρ: densidad del líquido.P: presión diferencial en Kpa.

4.- Circuito de visualización.

Figura 13. Circuito de visualización. Fuente Ortiz Carlos

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Sensores de presión de silicio.

Los sensores de presión de la serie pieza resistiva silicio MPX10 proporcionan una muy salida de tensión precisa y lineal, directamente proporcional a la aplicada presión. Estos estándar, de bajo costo, los sensores no compensados permiso fabricantes para diseñar y añadir su propia temperatura externa compensación y acondicionamiento de señal redes. Técnicas de compensación se simplifican debido a la previsibilidad de un solo elemento de Freescale diseño del calibrador de tensión.

Características• Bajo Costo• Patentado Silicio Shear Stress Strain Gauge Diseño• Proporcional al suministro de voltaje• Diferenciales y Gauge Opciones• Durable Epoxi Unibody Elemento o termoplástico (PPS) de montaje en superficiepaquete

Ejemplos de aplicación• Aire Movimiento de Control• Sistemas de Control Ambiental• Indicadores de nivel• Detección de Fugas• Instrumentación Médica• Controles Industriales• Sistemas de control neumático• Robótica

Figura 14. Paquete esquema pequeño. Fuente Ortiz Carlos

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Figura 15. Paquete Unibody. Fuente Ortiz Carlos

Figura 16. Esquema eléctrico del sensor MPX 10DP. Fuente Ortiz Carlos

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Memoria Descriptiva:

Figura 17. Laboratorio de Termosistemas y Refrigeración. Fuente UPTP JJ Montilla.

Figura 18. Comienzo de la ejecucion de Sistema de Medicion Caudal. Fuente: Laboratorio de Instrumentacion Fuente UPTP JJ Montilla

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Figura 19.Tarjeta de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración. Fuente: Laboratorio de

Instrumentacion Fuente UPTP JJ Montilla

Figura 20.Sistema de Medición De Caudal Para el Laboratorio de Termo Sistema refrigeración. Fuente: Laboratorio de

Instrumentacion Fuente UPTP JJ Montilla

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REFERENCIAS BIBLIOGRÀFICAS

Título: Mecánica de fluidos y maquinas hidráulicas

Autor: Mataix Claudio.

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ANEXOS

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