INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ

TALLER DE INVESTIGACIÓN II

ACTIVIDAD:

INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA DE INTERFAZ GRÁFICA PARA

MONITOREO DE VARIABLES EN EL PANEL SOLAR ET-250

ALUMNA:

GUTIERREZ SÁNCHEZ ALEXIA

SEMESTRE: 7° GRUPO: C

INGENIERIA ELECTRÓNICA

PROFESORA:

M. EN C. SUSANA MÓNICA ROMÁN NÁJERA

SALINA CRUZ, OAXACA A SEPTIEMBRE DEL 2015

ENERGÍA SOLAR

La energía solar es la energía producida por el sol y que es convertida a energía útil

por el ser humano, ya sea para calentar algo o producir electricidad (como sus

principales aplicaciones).

Cada año el sol arroja 4 mil veces más energía que la que consumimos, por lo que

su potencial es prácticamente ilimitado.

La intensidad de energía disponible en un punto determinado de la tierra depende,

del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía que puede

recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor. Actualmente es una

de las energías renovables más desarrolladas y usadas en todo el mundo.

¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano?

Esta energía renovable se usa principalmente para dos cosas, aunque no son las

únicas, primero para calentar cosas como comida o agua, conocida como energía

solar térmica, y la segunda para generar electricidad, conocida como energía solar

fotovoltaica. Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son

los calentadores de agua y las estufas solares.

Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de

lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de

transformarla energía eléctrica.

Sus usos no se limitan a los mencionados aquí, pero estas dos utilidades son las

más importantes. Otros usos de la energía solar son:

Potabilizar agua

Estufas Solares

Secado

Evaporación

Destilación

Refrigeración

Como podrás ver los usos que se le pueden dar son muy amplios, y cada día se

están descubriendo nuevas tecnologías para poder aprovecharla mejor.

(“Energía Solar - Que es, como usarla”, s/f)

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

La Energía solar fotovoltaica a una forma de obtención de energía eléctrica a través

de paneles fotovoltaicos.

Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos

semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan

saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus

extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la

obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para

alimentar pequeños dispositivos electrónicos.

A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles

fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red,

operación que es muy rentable económicamente pero que precisa todavía de

subvenciones para una mayor viabilidad. En entornos aislados, donde se requiere

poca potencia eléctrica y el acceso a la red es difícil, como estaciones

meteorológicas o repetidores de comunicaciones, se emplean las placas

fotovoltaicas como alternativa económicamente viable

(“Energía Solar Fotovoltaica”, s/f)

Software de Desarrollo de Sistemas NI LabVIEW

Desde el nacimiento de una idea hasta la comercialización de un widget, el enfoque

único de NI basado en plataforma para aplicaciones de ingeniería y ciencia, ha

impulsado el progreso en una amplia variedad de industrias. En el centro de este

enfoque está LabVIEW, un entorno de desarrollo diseñado específicamente para

acelerar la productividad de ingenieros y científicos. Con una sintaxis de

programación gráfica que facilita visualizar, crear y codificar sistemas de ingeniería,

LabVIEW es incomparable en ayudar a ingenieros a convertir sus ideas en realidad,

reducir tiempos de pruebas y ofrecer análisis de negocio basado en datos

recolectados. Desde desarrollar máquinas inteligentes hasta garantizar la calidad

de los dispositivos conectados, LabVIEW ha sido la solución predilecta para crear,

implementar y probar el Internet de las Cosas por décadas.

¿Qué es LabVIEW?

LabVIEW es su herramienta para resolver más rápido y de manera más eficiente

los problemas de hoy en día con la habilidad de evolucionar y resolver con sus retos

futuros. LabVIEW ofrece integración sin precedentes con todo el hardware de

medidas, software legado existente e IP al aprovechar las últimas tecnologías de

cómputo.

Características Principales

Su principal característica es la facilidad de uso, válido para programadores

profesionales como para personas con pocos conocimientos en programación

pueden hacer programas relativamente complejos, imposibles para ellos de hacer

con lenguajes tradicionales. También es muy rápido hacer programas con

LabVIEW® y cualquier programador, por experimentado que sea, puede

beneficiarse de él. Los programas en LabVIEW® son llamados instrumentos

virtuales (VIs) Para los amantes de lo complejo, con LabVIEW® pueden crearse

programas de miles de VIs (equivalente a millones de páginas de código texto) para

aplicaciones complejas, programas de automatizaciones de decenas de miles de

puntos de entradas/salidas, proyectos para combinar nuevos VIs con VIs ya

creados, etc. Incluso existen buenas prácticas de programación para optimizar el

rendimiento y la calidad de la programación. El labVIEW® 7.0 introduce un nuevo

tipo de subVI llamado VIs Expreso (Express VIS). Estos son VIs interactivos que

tienen una configuración de caja de diálogo que permite al usuario personalizar la

funcionalidad del VI Expreso. El VIs estándard son VIs modulares y personalizables

mediante cableado y funciones que son elementos fundamentales de operación de

LabVIEW®.

Presenta facilidades para el manejo de:

Interfaces de comunicaciones:

o Puerto serie

o Puerto paralelo

o GPIB

o PXI

o VXI

o TCP/IP, UDP, DataSocket

o Irda

o Bluetooth

o USB

o OPC...

Capacidad de interactuar con otros lenguajes y aplicaciones:

o DLL: librerías de funciones

o .NET

o ActiveX

o Multisim

o Matlab/Simulink

o AutoCAD, SolidWorks, etc

Herramientas gráficas y textuales para el procesado digital de señales.

Visualización y manejo de gráficas con datos dinámicos.

Adquisición y tratamiento de imágenes.

Control de movimiento (combinado incluso con todo lo anterior).

Tiempo Real estrictamente hablando.

Programación de FPGAs para control o validación.

Sincronización entre dispositivos.

Interfaz de Desarrollo Intuitiva

Visualizar los datos adquiridos es un requerimiento fundamental para cualquier

sistema de pruebas, medidas o control. Con el software de desarrollo de sistemas

NI LabVIEW, usted puede desarrollar interfaces de usuario rápidamente para

visualización de datos y entrada de comandos del operador. Aprenda cómo crear

una interfaz de usuario gráfica personalizada para añadir valor a cualquier

aplicación de medida y control.

Información general

Software de diseño de sistemas NI LabVIEW contiene una colección completa de

los controles de arrastrar y soltar y los indicadores para que pueda crear rápida y

fácilmente interfaces de usuario para su aplicación y visualizar con eficacia los

resultados sin tener que integrar componentes de terceros o construir vistas desde

cero. El enfoque de arrastrar y soltar rápido no viene a expensas de la flexibilidad.

Los usuarios avanzados pueden personalizar los controles integrados a través del

editor de control y programación de controlar los elementos de interfaz de usuario

para crear experiencias de usuario altamente personalizadas.

(“NI LabVIEW Data Visualization and User Interface Design - National Instruments”,

s/f)

INTERFAZ GRÁFICA DE USUARIO (GUI)

En los sistemas informáticos, la relación humano-computadora se realiza por medio

de la interfaz, que se podría definir como mediador. Cuando existen dos sistemas

cualesquiera que se deben comunicar entre ellos la interfaz será el mecanismo, el

entorno o la herramienta que hará posible dicha comunicación.

Podríamos definir básicamente dos tipos de interfaces:

La interfaz física: un ratón y un teclado que sirven para introducir y manipular

datos en nuestro ordenador.

La interfaz virtual o interfaz gráfica (GUI) que permite, mediante iconos

(cursor + objetos gráficos metafóricos), interactuar con los elementos gráficos

convirtiendo al ser humano en usuario de la aplicación.

Estas dos mediaciones son relaciones del tipo entrada de datos (input). Al igual que

tenemos una entrada, necesitamos algo que facilite la salida de datos (output), para

esto tenemos, por ejemplo, la pantalla de la computadora, donde se visualizan estas

interfaces gráficas, o la impresora, donde se imprimen los datos.

En definitiva GUI es una interfaz de usuario en la que una persona interactúa con la

información digital a través de un entorno gráfico de simulación. Este sistema de

interactuación con los datos se denomina WYSIWYG (What you see is what you

get, ‘lo que ves es lo que obtienes’), y en él, los objetos, iconos (representación

visual) de la interfaz gráfica, se comportan como metáforas de la acción y las tareas

que el usuario debe realizar (tirar documento = papelera). Estas relaciones también

se denominan interfaces objetos-acción (object-action-interface, OAI).

(“Interfaz gráfica de usuario (GUI)”, s/f)

¿QUÉ ES ADQUISICIÓN DE DATOS?

La adquisición de datos (DAQ) es el proceso de medir con una PC un fenómeno

eléctrico o físico como voltaje, corriente, temperatura, presión o sonido. Un sistema

DAQ consiste de sensores, hardware de medidas DAQ y una PC con software

programable. Comparados con los sistemas de medidas tradicionales, los sistemas

DAQ basados en PC aprovechan la potencia del procesamiento, la productividad,

la visualización y las habilidades de conectividad de las PCs estándares en la

industria proporcionando una solución de medidas más potente, flexible y rentable.

¿Qué es un Dispositivo DAQ?

El hardware DAQ actúa como la interfaz entre una PC y señales del mundo exterior.

Funciona principalmente como un dispositivo que digitaliza señales analógicas

entrantes para que una PC pueda interpretarlas. Los tres componentes clave de un

dispositivo DAQ usado para medir una señal son el circuito de acondicionamiento

de señales, convertidor analógico-digital (ADC) y un bus de PC. Varios dispositivos

DAQ incluyen otras funciones para automatizar sistemas de medidas y procesos.

Por ejemplo, los convertidores digitales-analógicos (DACs) envían señales

analógicas, las líneas de E/S digital reciben y envían señales digitales y los

contadores/temporizadores cuentan y generan pulsos digitales.

Componentes Clave de Medidas para un Dispositivo DAQ

Acondicionamiento de Señales

Las señales de los sensores o del mundo exterior pueden ser ruidosas o demasiado

peligrosas para medirse directamente. El circuito de acondicionamiento de señales

manipula una señal de tal forma que es apropiado para entrada a un ADC. Este

circuito puede incluir amplificación, atenuación, filtrado y aislamiento. Algunos

Imagen 1.- Partes de un sistema DAQ

dispositivos DAQ incluyen acondicionamiento de señales integrado diseñado para

medir tipos específicos de sensores.

Convertidor Analógico Digital (ADC)

Las señales analógicas de los sensores deben ser convertidas en digitales antes de

ser manipuladas por el equipo digital como una PC. Un ADC es un chip que

proporciona una representación digital de una señal analógica en un instante de

tiempo. En la práctica, las señales analógicas varían continuamente con el tiempo

y un ADC realiza "muestras" periódicas de la señal a una razón predefinida. Estas

muestras son transferidas a una PC a través de un bus, donde la señal original es

reconstruida desde las muestras en software.

Bus de la PC

Los dispositivos DAQ se conectan a una PC a través de una ranura o puerto. El bus

de la PC sirve como la interfaz de comunicación entre el dispositivo DAQ y la PC

para pasar instrucciones y datos medidos. Los dispositivos DAQ se ofrecen en los

buses de PC más comunes, incluyendo USB, PCI, PCI Express y Ethernet.

Recientemente, los dispositivos DAQ han llegado a estar disponibles para 802.11

Wi-Fi para comunicación inalámbrica. Hay varios tipos de buses y cada uno de ellos

ofrece diferentes ventajas para diferentes tipos de aplicaciones.

¿Cuál es la Función de la PC en un Sistema DAQ?

Una PC con software programable controla la operación del dispositivo DAQ y es

usada para procesar, visualizar y almacenar datos de medida. Diferentes tipos de

PCs son usadas en diferentes tipos de aplicaciones. Una PC de escritorio se puede

utilizar en un laboratorio por su poder de procesamiento, una laptop se puede utilizar

por su portabilidad o una PC industrial se puede utilizar en una planta de producción

por su robustez.

¿Cuáles son los Diferentes Componentes de Software en un Sistema DAQ?

Software Controlador

El software controlador ofrece al software de aplicación la habilidad de interactuar

con un dispositivo DAQ. Simplifica la comunicación con el dispositivo DAQ al

abstraer comandos de hardware de bajo nivel y programación a nivel de registro.

Generalmente, el software controlador DAQ expone una interfaz de programación

de aplicaciones (API) que es usada en un entorno de programación para construir

software de aplicación.

Software de Aplicación

El software de aplicación facilita la interacción entre la PC y el usuario para adquirir,

analizar y presentar datos de medidas. Puede ser una aplicación pre-construida con

funcionalidad predefinida o un entorno de programación para construir aplicaciones

con funcionalidad personalizada. Las aplicaciones personalizadas generalmente

son usadas para automatizar múltiples funciones de un dispositivo DAQ, realizar

algoritmos de procesamiento de señales y mostrar interfaces de usuario

personalizadas.

¿Qué es un Sensor?

La medida de un fenómeno físico, como la temperatura de una habitación, la

intensidad de una fuente de luz o la fuerza aplicada a un objeto, comienza con un

sensor. Un sensor, también llamado un transductor, convierte un fenómeno físico

en una señal eléctrica que se puede medir. Dependiendo del tipo de sensor, su

salida eléctrica puede ser un voltaje, corriente, resistencia u otro atributo eléctrico

que varía con el tiempo. Algunos sensores pueden requerir componentes

adicionales y circuitos para producir correctamente una señal que puede ser leída

con precisión y con toda seguridad por un dispositivo DAQ.

(“¿Qué es Adquisición de Datos? - National Instruments”, s/f)

FUENTES CONSULTADAS

Energía Solar Fotovoltaica. (s/f). Recuperado el 24 de septiembre de

2015, a partir de

http://www.gstriatum.com/energiasolar/articulosenergia/14_fotov

oltaica_energia.html

Energía Solar - Que es, como usarla. (s/f). Recuperado el 24 de

septiembre de 2015, a partir de

http://www.gstriatum.com/energiasolar/

Interfaz gráfica de usuario (GUI). (s/f). Recuperado el 24 de

septiembre de 2015, a partir de

http://www.fundeu.es/escribireninternet/interfaz-grafica-de-

usuario-gui/

NI LabVIEW Data Visualization and User Interface Design - National

Instruments. (s/f). Recuperado el 24 de septiembre de 2015, a

partir de http://www.ni.com/white-paper/14557/en/

¿Qué es Adquisición de Datos? - National Instruments. (s/f).

Recuperado el 24 de septiembre de 2015, a partir de

http://www.ni.com/data-acquisition/what-is/esa/

ANEXOS

a) Citas con el programa Zotero

b) Vista estándar

c) Bibliografía realizada con Zotero