Reporte Sistema Fluídico de Control.

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1.4 Limitación y Delimitación.

Limitaciones

La diferencia de los horarios entre los participantes del equipo junto con el tiempo de implementación del proyecto son las principales limitantes que se tiene en este proyecto, ya que este es el recurso de mayor valor en cuestión de elaboración de cualquier clase de proyectos, no puede ser ignorado, debido a que no podrá ser recuperado.

La compra de los materiales necesarios también llegó a ser una situación limitante, que lleguen a tiempo, que cumplan con lo que se requiere y principalmente el costo es de estos.

Otra de las limitantes son las fallas que se puedan ocasionar en el sistema, ya que no siempre los parámetros son exactos.

Delimitaciones

El proyecto se realiza como un prototipo para controlar el gasto de agua, una vez implementado todo el sistema se pretende que tenga un alcance mayor, se puede aplicar para controlar el gasto de agua en las tuberías de algún negocio e incluso en las escuelas.

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2. Fundamentos Teóricos

2.1 Arduino

Arduino es una plataforma de desarrollo de computación física de código abierto, basada en una placa con un sencillo microcontrolador y un entorno de desarrollo para crear programas para la placa.

Es una herramienta para hacer que los ordenadores puedan sentir y controlar el mundo físico a través de un ordenador personal, para crear objetos interactivos, leyendo datos de una gran variedad de interruptores y sensores y controlar multitud de tipos de luces, motores y otros actuadores físicos.

El lenguaje de programación de Arduino es una implementación de Wiring, una plataforma de computación física parecida, que a su vez se basa en Processing, un entorno de programación multimedia.

Consta de 14 entradas digitales configurables entrada i/o salidas que operan a 5 voltios. Cada pin puede proporcionar o recibir como máximo 40 mA. Los pines 3, 5, 6, 8, 10 y 11 pueden proporcionar una salida PWM (Pulse Width Modulation). También tiene 6 entradas analógicas que proporcionan una resolución de 10 bits. Por defecto miden de 0 voltios (masa) hasta 5 voltios, aunque es posible cambiar el nivel más alto, utilizando el pin Aref y algún código de bajo nivel.

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2.2 Bombas Hidráulicas

Una bomba hidráulica es una máquina generadora que trabaja con fluido incompresible en la que se produce una transformación de energía mecánica en hidráulica, un sistema mecánico que intercambia energía con el fluido que está contenido o que circula a través de ella.

El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud.

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Estas pueden clasificarse según el sentido de transmisión de la energía entre el fluido y la máquina, la compresibilidad del fluido o su principio de funcionamiento.

El objetivo de una bomba hidráulica es transferir energía a un líquido para permitir su transporte en una instalación. Esto conlleva normalmente un aumento de la presión a la salida de la bomba que puede relacionarse con el caudal que se esté transportando en forma de curva característica. Esta curva característica es propia de cada bomba, y depende de su forma y principio de funcionamiento, de su tamaño, de la velocidad del accionamiento, etc., y también de algunas propiedades del fluido (aunque sobre todo, de su viscosidad).

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2.3 Controlador PID

Un controlador PID es un mecanismo de control por realimentación ampliamente usado en sistemas de control industrial. Este calcula la desviación o error entre un valor medido y un valor deseado.

El algoritmo del control PID consiste de tres parámetros distintos: el proporcional, el integral, y el derivativo. El valor Proporcional depende del error actual. El Integral depende de los errores pasados y el Derivativo es una predicción de los errores futuros. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso por medio de un elemento de control como la posición de una válvula de control o la potencia suministrada a un calentador.

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Cuando no se tiene conocimiento del proceso, históricamente se ha considerado que el controlador PID es el controlador más adecuado. Ajustando estas tres variables en el algoritmo de control del PID, el controlador puede proveer una acción de control diseñado para los requerimientos del proceso en específico. La respuesta del controlador puede describirse en términos de la respuesta del control ante un error, el grado el cual el controlador sobrepasa el punto de ajuste, y el grado de oscilación del sistema. Nótese que el uso del PID para control no garantiza control óptimo del sistema o la estabilidad del mismo.

Algunas aplicaciones pueden solo requerir de uno o dos modos de los que provee este sistema de control. Un controlador PID puede ser llamado también PI, PD, P o I en la ausencia de las acciones de control respectivas. Los controladores PI son particularmente comunes, ya que la acción derivativa es muy sensible al ruido, y la ausencia del proceso integral puede evitar que se alcance al valor deseado debido a la acción de control.

2.4 LabVIEW

LabVIEW es un entorno de desarrollo integrado y diseñado específicamente para ingenieros y científicos. Nativo de LabVIEW es un lenguaje de programación gráfica (G) que utiliza un modelo de flujo de datos en lugar de líneas secuenciales de código