Sistema Automático de Reposición de Agua Basado en Microcontrolador.

Introducción.

Uno de los problemas habituales de los acuarios es la evaporación de agua. Las causas de esta evaporación son bien simples, pero sus consecuencias no lo son tanto. El agua evaporada, prácticamente no arrastra otros iones, con lo que, al reducirse la cantidad de agua y mantenerse la cantidad de otros elementos, la concentración de éstos últimos aumenta, variando las condiciones del acuario. Naturalmente, la forma de compensar esta evaporación y restablecer la concentración de elementos químicos es tan simple como añadir la misma cantidad de agua pura que se ha evaporado.

La forma ideal de hacerlo sería añadir con mucha frecuencia cantidades muy pequeñas de agua, para mantener lo más estable posible la concentración de iones en el agua. Sin embargo, si la reposición de agua se hace manualmente, es muy engorroso hacerlo así. Habitualmente e

l acuariófilo consigue agua casi pura mediante un filtro de ósmosis inversa con el que va llenando un depósito, y cada cierto tiempo trasvasa agua de este depósito al acuario, pero normalmente lo hace en cantidades relativamente grandes, cada día o cada dos o tres días, algo muy alejado de lo ideal.

Además, si el acuariófilo se ausenta por unos días, la cantidad de agua evaporada puede ser importante, llegando a subir de forma peligrosa la concentración de sales y otros iones.

La solución inmediata es automatizar el sistema de reposición de agua. El método clásico para automatizar el llenado del depósito, es utilizar unos interruptores de nivel máximo y mínimo y un sistema de relés para manejar una electroválvula que deje pasar o no agua hacia los filtros osmóticos, y de éstos al depósito. La automatización del trasvase de agua desde el depósito al acuario utiliza un método similar para activar una bomba que trasiegue agua limpia del depósito al acuario.

La solución presentada en este proyecto, en cambio, se basa en el empleo de un microcontrolador que, junto con algunos componentes electrónicos más, maneja todo el sistema. Puede parecer injustificada esta solución, pero en el apartado siguiente veremos que las ventajas son importantes, y el coste prácticamente es el mismo.

Autor: José Manuel García
Web de origen: http://213.97.130.124/osmo1/Osmo1.htm

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Controladores de temperatura

Controladores de temperatura, horarios, etc para

acuarios o cualquier otra aplicación

INTRODUCCIÓN AL CONTROL Y A LA REGULACIÓN.

La aplicación más obvia de un microcontrolador es servir para controlar algo. Por ejemplo la temperatura en una caldera mediante un calefactor y un sensor, el sensor le dice al microcontrolador si la temperatura objetivo ha sido alcanzada y el microcontrolador enciende o apaga el calefactor para mantener la temperatura objetivo.

Un controlador siempre necesita tres cosas:

- Un cerebro (el microcontrolador).

- Un sensor (que es el dice si el valor de consigna u objetivo se alcanza o no).

- Un actuador (es lo que nos permite alcanzar la consigna, en el caso de un controlador de temperatura el calefactor).

Los controladores por lo tanto funcionan en un bucle, miden la variable y según el resultado de la medición decider como actuar. Por ejemplo un sistema de calefacción medirá la temperatura de una habitación, si la temperatura actual es menor que la consigna el controlador encenderá la calefacción, en caso contrario la apagará o la mantendrá apagada según como sea el estado inicial del actuador.

Este tipo de regulación es la más sencilla y se llama regulación ON/OFF, dado que lo único que hacemos es comparar el valor actual de una variable con una consigna y encendemos y apagamos según su valor actual. Existen multitud de regulaciones mucho más avanzadas como pueden ser:

1) Regulación Proporcional: Esta regulación se basa en que cuanto más lejos estamos del valor objetivo el actuador actua con más o menos potencia de forma que si estamos muy lejos el actuador funciona a un 100% y si estamos muy cerca apenas actua. Este tipo de regulación solo es posible si podemos regular la actuación del actuador, si el actuador solo se puede encender o apagar no tiene mucho sentido. Para poder emplearla debemos calcular una constante que es la que nos dice como se comporta el sistema ante actuaciones de diferentes potencias.

2) PID (regulador Proporcional Integral Diferencial): Este es el regulador más empleado en las industrias que precisan alta precisión. Este regulador tiene 3 partes, una proporcional (que actua como un regulador proporcional), una diferencial y una integral. Esto le permite ser un regulador que conoce perfectamente el comportamiento del sistema regular y es capaz de preveer como se va a comportar empleando el actuador. Este tipo de regulador permite mantener la consigna perfectamente centrada en un valor con oscilaciones prácticamente mínimas. Eso si para emplearlo debemos calcular tres coeficientes que definirán como se comportara la variable ante una actuación de diferente potencia (parte proporcional), en función del tiempo (parte integral), en función de su distancia al valor objetivo (parte diferencial). Por lo tanto si estas constantes no están bien calculadas el regulador no podrá hacer bien su trabajo oscilará, tardará tiempo en alcanzar su consigna o simplemente nunca la alcanzará volviendose inestable. Un ejemplo de este tipo de controlador puede ser regulador de velocidad de crucero de un coche moderno.

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Regulación ON/OFF: Comparada con las otras dos es una regulación muy sencilla, solo precisa de dos valores: la consigna y la histerésis. La consigna es como ya hemos dicho el valor objetivo y la histéresis es la desviación que permitimos del valor objetivo (consigna) hasta que volvemos a encender/apagar el actuador de nuevo. El fallo de este controlador es que no es nada rápido en alcanzar su consigna y tiene siempre oscilaciones del valor, además si nuestro actuador no está dimensionado adecuadamente para nuestro sistema puede generar inestabilidad. De todas formas es un controlador muy fácil de implementar suele funcionar bien para sistemas en los que no se precisa una gran precisión. Un ejemplo típico de este tipo de regulación es la calefacción de nuestras casas que suele funcionar con termostatos de este tipo.

Autor: Delectro
Web de origen: http://www.delectro.net

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