UNIVERSIDAD ESTAL DEL SUR DE MANABÍ
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICASCARRERA DE INGENIERIA EN COMPUTACIEÓN Y REDES.
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE:
INGENIERO EN COMPUTACIÓN Y REDES.
TÍTULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:
“Automatización del sistema de control eléctrico, utilizando la tecnología arduino,
aplicado a la bomba de la piscina de la Universidad Estatal del Sur de Manabí”.
AUTOR:
Ricardo Damián Mero García.
TUTOR:
Ing. Kleber Marcillo Parrales Mg.
Jipijapa – Manabí - Ecuador
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DEDICATORIA
Dedico este trabajo principalmente a Dios todopoderoso que me dio la vida y fortaleza para poder llegar hasta este instante importante de mi formación profesional.
A mis padres que han sabido formarme con buenos sentimientos, hábitos y valores, los mismos que me han ayudado a salir adelante en toda circunstancia de mi vida.
A mi papi Benito, que a pesar de nuestra distancia física, siempre he sentido su presencia, amor y protección desde el cielo y aunque nos faltaron muchas experiencias por vivir juntos, sé que este momento hubiera sido tan especial para él como lo es para mí.
A mi mami Mariana, tías, tíos y toda la familia, que en todo momento me han brindado su apoyo de forma incondicional y a todos quienes han hecho posible que cumpla esta meta tan anhelada.
vi
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por protegerme durante todo m camino y darme fuerzas para superar obstáculos y dificultad a lo largo de mi vida.
A mis padres que con su ejemplo me ha enseñado a no desfallecer ni rendirme ante nada y siempre preservar a través de sus sabios consejos.
A mis tíos y tías, por su apoyo incondicional y por demostrarme la gran confianza que han depositado en mí y acompañarme durante todo este arduo camino y compartir conmigo alegrías y fracasos.
Al ing. Kleber Marcillo, tutor del proyecto por su valiosa guía y asesoramiento en la realización de la misma.
Gracias a todas las personas que me ayudaron directa e indirectamente a la realización del este proyecto.
vii
ÍNDICE DE CONTENIDOS
RESUMEN ... xvii
SUMMARY ... xviii
INTRODUCCIÓN ... 1
I. TÍTULO DEL PROYECTO... 2
II. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ... 3
2.1 Definición del problema ... 3
2.2 Formulación del problema ... 4
2.3 Preguntas derivadas ... 4
III. OBJETIVOS ... 5
3.1 Objetivo general ... 5
3.2 Objetivos específicos ... 5
IV. JUSTIFICACIÓN ... 6
V. MARCO TEÓRICO ... 7
5.1 Antecedentes ... 7
5.2 Bases Teóricas ... 11
5.2.1 Automatización ... 11
5.2.2 Sistema de control automático ... 12
5.2.3 Control eléctrico ... 12
5.2.3.1 Elementos de maniobras ... 12
5.2.3.1.1 Elementos de maniobra manuales ... 12
5.2.3.1.1.1 Interruptores ... 13
5.2.3.1.1.2 Pulsadores... 13
5.2.3.1.1.3 Seccionadores ... 14
5.2.3.1.2 Dispositivos de protección eléctrica ... 14
5.2.3.1.2.1 Fusibles... 15
viii
5.2.3.2.1.1 Pulsadores mando ... 15
5.2.3.2.1.2 Selectores o interruptores giratorios ... 16
5.2.3.3 Elementos auxiliares de mando ... 16
5.2.3.4 Elementos de señalización ... 16
5.2.3.5 Elementos de protección ... 17
5.2.4 Tablero de control eléctrico ... 18
5.2.5 Contactor ... 18
5.2.6 Electroimán ... 19
5.2.7 Utilización en corriente continúa ... 20
5.2.8 Bobina ... 20
5.2.9 Polos ... 21
5.2.10 Contactos auxiliares ... 21
5.2.11 Contactor ... 22
5.2.12 Relé ... 22
5.2.13 Breakers ... 24
5.2.14 Switch ... 24
5.2.15 Arduino ... 24
5.2.16 Características de Arduino... 24
5.2.17 Tecnología bluetooth ... 25
5.2.18 Bluetooth HC-05 y HC-06 ... 25
5.2.19 Arduino uno ... 26
5.2.20 Componentes del arduino ... 26
5.2.21 Pines digitales de entrada y salida ... 27
5.2.22 Conector USB ... 27
5.2.23 Microcontrolador ATmega328 ... 28
5.2.24 Software de arduino ... 28
ix
5.2.26 Módulo de relé ... 28
5.2.27 Piscina ... 29
5.2.28 Evolución histórica d las piscinas ... 29
5.2.29 Características especiales de las piscinas ... 29
5.2.30 Partes básicas de una piscina ... 30
5.2.31 Bomba centrífuga ... 32
5.2.32 Filtración y tipos de filtros ... 32
5.2.33 Filtros de cartucho ... 33
5.2.34 Filtros de diatomeas ... 33
5.2.35 Filtros de arena ... 33
5.2.36 Equipo de bombeo ... 34
5.2.37 Instalaciones típicas ... 34
5.2.38 Bomba para piscinas ... 34
5.2.39 App Inventor ... 35
5.2.40 App Inventor2 ... 35
5.2.41 Requisitos para utilizar AI2 ... 36
5.2.42 App Inventor Designer ... 36
5.2.43 App Inventor Blocks Editor ... 5.2.44 Características y Fortalezas ... 37
5.2.45 Debilidades ... 37
5.2.46 Requisitos para comenzar el desarrollo ... 37
5.3. Marco Conceptual ... 38
VI. HIPÓTESIS ... 41
VII. VARIABLES ... 41
7.1. Variable Independiente ... 41
7.2. Variable Dependiente ... 41
x
8.1 Tipo de Investigación ... 42
8.2 Métodos ... 42
8.3 Población ... 43
8.4 Muestras ... 43
8.5 Técnicas ... 44
8.6 Recursos ... 45
8.6.1 Recursos humanos ... 45
8.6.2 Recursos materiales ... 45
IX. PRESUPUESTO ... 46
X. ANÁLISIS Y TABULACIÓN ... 47
10.1 Resultados de la investigación ... 47
XI. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES ... 57
11.1. Conclusiones: ... 57
11.2. Recomendaciones: ... 57
11.2.1. En lo referente al proyecto de investigación se recomienda que:... 57
11.2.2. En cuanto a la Universidad Estatal del Sur de Manabí se recomienda que: 57 XII. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ... 58
XIII. BIBLIOGRAFÍA ... 60
XIV. PROPUESTA ... 68
14.1 TÍTULO DE LA PROPUESTA ... 68
14.2 JUSTIFICACIÓN ... 68
14.3 OBJETIVOS ... 69
14.3.1 Objetivo general ... 69
14.3.2 Objetivos específicos ... 69
14.4 FACTIBILIDAD DE SU APLICACIÓN ... 70
xi
14.4.2 Factibilidad técnica ... 70
14.4.3 Factibilidad operativa ... 70
14.4.4 Factibilidad económica ... 71
14.5 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ... 72
14.6 IMPLEMENTACIÓN ... 73
14.6.1. Lista de materiales a utilizar en la implementación ... 73
14.6.2. Diagrama del proyecto por fases ... 74
14.6.3. Descripción del diagrama según sus fases. ... 75
14.6.3.1 Etapa 1: Realizar el circuito de control automático electrónico ... 75
14.6.3.2 Etapa 2: Instalar el circuito automático de potencia del motor ... 86
14.6.3.3 Etapa 3: Diseñar la aplicación móvil ... 91
14.6.3.4 Etapa 4: Implementación del sistema de control ... 97
14.7. RESULTADOS ... 102
xii
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1 Elementos de maniobras ... 12
Ilustración 2 Pulsadores ... 14
Ilustración 3 Diagrama del contactor ... 19
Ilustración 4 Tipos de relé ... 23
Ilustración 5 Modulo Bluetooth ... 25
Ilustración 6 Frontal y reverso de la placa Arduino ... 26
Ilustración 7 Elementos de la placa Arduino Uno ... 27
Ilustración 8 Partes de la bomba centrifuga ... 32
Ilustración 9 Diagrama del proyecto por fases... 74
Ilustración 10 Circuito de conexión arduino ... 78
Ilustración 11 Conexión de cables del Arduino ... 79
Ilustración 12 Conexión de cables del circuito ... 79
Ilustración 13 Software Arduino ... 80
Ilustración 14 Descarga del software ... 80
Ilustración 15 Instalación del programa ... 81
Ilustración 16 Dispositivos requeridos del software ... 81
Ilustración 17 Finalización de la instalación ... 82
Ilustración 18 Interface del programa ... 82
Ilustración 19 Reconocimiento del dispositivo ... 83
Ilustración 20 Programación del arduino ... 83
Ilustración 21 Compilación de la programación ... 84
Ilustración 22 Subida de la programación a la placa ... 84
Ilustración 23 Contactor Metzenauer & Jung DSL26-11E ... 86
Ilustración 24 Relé de sobrecarga Metzenauer & Jung... 87
Ilustración 25 Breakers Merlin Gerin ... 88
Ilustración 26 Pulsador JKN ... 89
Ilustración 27 Diagrama del circuito de potencia ... 89
Ilustración 28 Conexión según el diagrama ... 90
Ilustración 29 Protección del circuito de potencia ... 90
Ilustración 30 Diseño de la aplicación ... 91
Ilustración 31 Llamada a bluetooth client ... 92
xiii
Ilustración 33 Configuración para salir de la aplicación... 92
Ilustración 34 Configuración botón encender ... 93
Ilustración 35 Configuración del botón apagado ... 93
Ilustración 36 Descarga de la aplicación a nuestro ordenador ... 94
Ilustración 37 Compilación de la aplicación ... 94
Ilustración 38 Instalación de paquetes ... 94
Ilustración 39 Bloqueo de seguridad de la aplicación ... 95
Ilustración 40 Aplicación instalada ... 95
Ilustración 41 Conexión del bluetooth ... 96
Ilustración 42 Aplicación lista para ser utilizada ... 96
Ilustración 43 Orificios ... 97
Ilustración 44 Asegurar la caja... 98
Ilustración 45 Caja instalada ... 98
Ilustración 46 Instalación de la segunda caja ... 99
Ilustración 47 Segunda caja instalada ... 99
Ilustración 48 Cableado al sistema de potencia ... 100
Ilustración 49 Orificios para canaletas ... 100
Ilustración 50 Colocación de canaletas ... 101
Ilustración 51 Conexión de la bomba al sistema ... 101
Ilustración 52 Primera parte de la entrevista realizad a la persona encargada de la piscina ... 103
Ilustración 53 Segunda parte de la entrevista realizad a la persona encargada de la piscina ... 104
Ilustración 51 Primera parte de la entrevista realizad al docente de educación física de la Universidad ... 105
Ilustración 55 Segunda parte de la entrevista realizad al docente de educación física de la Universidad ... 106
Ilustración 56 Primera parte de la encuesta realizad a los estudiantes de la carrera de Ingeniería en Computación y Redes ... 107
Ilustración 57 Segunda parte de la encuesta realizad a los estudiantes de la carrera de Ingeniería en Computación y Redes ... 108
Ilustración 58 Encuesta realizada a los estudiantes ... 109
xiv
Ilustración 60 Encuesta realizada a los estudiantes ... 110
Ilustración 61 Encuesta realizada a los estudiantes ... 110
Ilustración 62 Entrevista realizada al docente de cultura física ... 111
Ilustración 63 Entrevista realizada a la persona encargada de la piscina... 111
Ilustración 64 Tutorías recibidas por parte del docente ... 112
Ilustración 65 Tutorías recibidas por parte del docente ... 112
Ilustración 66 Soldando parte del circuito ... 113
Ilustración 67 Uniendo el circuito ... 113
Ilustración 68 Última revisión del proyecto ... 114
Ilustración 69 Probando la automatización ... 114
Ilustración 70 Acondicionado el espacio donde va a estar ubicada la automatización115 Ilustración 71 Antes de la automatización ... 115
Ilustración 72 Después de la automatización ... 116
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Presupuesto ... 46
Tabla 2 ¿Conoce usted sobre los componentes electrónicos de la tecnología arduino? 47 Tabla 3 Automatización del sistema de bombeo mejorará el servicio en la piscina ... 48
Tabla 4 Adecuación del mantenimiento y la función del sistema de bombeo ... 49
Tabla 5 ¿Diseño del sistema de control eléctrico de la piscina? ... 50
Tabla 6 Disminución del trabajo de las personas de mantenimiento de la piscina... 51
Tabla 7 Disminución de costos en el mantenimiento de la piscina ... 52
Tabla 8 ¿Es necesario la implementación del sistema de control eléctrico, utilizando la tecnología arduino?... 53
Tabla 9 Cronograma ... 58
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ÍNDICE DE GRÁFICOS
xvii
RESUMEN
El presente documento se realiza para mostrar una forma diferente de cómo puede ser mejorado el sistema de control en una piscina aplicando conocimientos de automatización basado en Arduino, mediante la participación de profesores, estudiantes y el operador del sistema se logró identificar la necesidad presentada la misma que ha sido tomada durante el desarrollo de este proyecto para conseguir plasmar en la bomba de agua de la piscina de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, un sistema de automatización basado en Arduino.
Durante el desarrollo del proyecto se plantearon objetivos direccionados a lograr la implementación del objetivo principal que es automatizar la bomba de agua de la piscina, conceptualizando las ideas buscando participación social, guiando el proyecto mediante epígrafes de diferentes libros para para poder solventar de una manera teórica la propuesta planteada.
Culmina con la implementación tecnológica de la idea principal plasmada en el inicio del proceso de investigación, dando como resultado la automatización del sistema de control eléctrico mejorando el servicio que brinda la piscina a las personas que la utilizan, la propuesta tiene como tema: “Implementación de la automatización del
sistema de control eléctrico, utilizando la tecnología Arduino, aplicada a la bomba de la piscina de la Universidad Estatal del Sur de Manabí.”
xviii
SUMMARY
The present document is made to show a different way of how the control system in a pool can be improved by applying knowledge of Arduino-based automation, through the participation of teachers, students and system operator was able to identify the A necessity present in the project. It has been taken during the development of this project to get the Arduino-based automation system to be installed in the pool water pump of the State University of Southern Manabí.
During the development of the project, objectives were set to achieve implementation of the main objective of automating the pool water pump, conceptualizing ideas that seek social participation, guiding the project through the plans of different books for the solvent power of A theoretical way The proposed proposal.
It culminates with the technological implementation of the main idea embodied in the beginning of the research process, resulting in the automation of the control system, improving the service provided by the pool to the people who use it. The proposal has as its theme: "Implementation From the automation of the electrical control system, using the Arduino technology, applied to the swimming pool pump of the state university of the south of Manabí.
1
INTRODUCCIÓN
El presente proyecto de investigación se realizará en la piscina que está ubicada en el complejo de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, la cual está al servicio de estudiantes, personal docente y administrativo de la entidad de educación superior.
A nivel mundial las piscinas están siendo controladas mediante la sistematización del circuito eléctrico de la bomba para su óptimo funcionamiento.
El proyecto de investigación, consiste en la implementación del sistema de control eléctrico de la bomba de la piscina de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, la misma que se fundamenta en el control del encendido y apagado de la bomba utilizando la tecnología Arduino, la cual es muy importante debido a que su creación ha sido útil en diferentes procesos de automatización.
La automatización de los diferentes sistemas de control electrónico han sido de gran impacto para el desarrollo de nuestra sociedad ya que han permitido: mejorar tareas humanas repetitivas, tediosas o peligrosas, trabajar con tolerancia mucho menor, disminuir costos de producción en mano de obra e insumos y mejorar la seguridad de operación de las máquinas y procesos.
La tecnología ha sido un pilar fundamental para el desarrollo social y económico debido a los constantes descubrimientos, su uso ha provocado grandes avances en las diferentes áreas de conocimiento desarrollando múltiples beneficios que van desde la realización de una tarea hasta la emisión de un mensaje.
El objetivo general es Automatizar el sistema de control eléctrico, utilizando la tecnología Arduino, aplicada a la bomba de la piscina de la Universidad Estatal del Sur de Manabí.
2
I. TÍTULO DEL PROYECTO
“Automatización del sistema de control eléctrico, utilizando la tecnología arduino,
3
II. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
2.1Definición del problema
El control eléctrico de manera manual del sistema de bombeo para el mantenimiento del agua de la piscina de la Universidad Estatal del Sur de Manabí. (UNESUM), ha provocado que el trabajo que se realiza, sea inseguro aumentando la demanda de recursos tanto económicos, humanos, además generando que la vida útil del equipo se encuentre minimizada y el servicio que se brinda sea deficiente debido al mal estado de determinados equipos eléctricos.
Los materiales que conforman el actual sistema, no cumplen la función específica debido al deterioro de determinados componentes eléctricos, por el tiempo prolongado de uso, por lo tanto es necesaria la automatización programada para realizar un buen mantenimiento de la piscina.
Además los docentes del área de educación física no pueden hacer uso de las piscinas debido a la falta de un mantenimiento adecuado, porque no tiene un sistema de control automático desencadenando así contaminación y un deficiente servicio.
El mantenimiento demandaba de mayor tiempo de trabajo de una persona capacitada para poder realizar el respectivo manejo de esa área específica, provocando mayores problemas, es por ello la necesidad de utilizar esta nueva tecnología para facilitar el mantenimiento de la piscina.
4
2.2Formulación del problema
¿De qué manera los usuarios se beneficiarán con la automatización del sistema de control eléctrico de la piscina de la Universidad Estatal del Sur de Manabí?
2.3Preguntas derivadas
¿De qué forma influye la aplicación de los componentes electrónicos
actualizados en la automatización del sistema de bombeo de agua de la piscina? ¿De qué manera contribuye la automatización del sistema de control de la
bomba de agua mediante la utilización de tecnología Arduino?
¿De qué manera se beneficiará a la Universidad Estatal del Sur de Manabí con la
utilización de la tecnología arduino en la automatización del sistema de control eléctrico de la bomba del agua de la piscina?
5
III. OBJETIVOS
3.1Objetivo general
Automatizar el sistema de control eléctrico, utilizando la tecnología Arduino, aplicada a la bomba de la piscina de la Universidad Estatal del Sur de Manabí.
3.2Objetivos específicos
Analizar los componentes electrónicos para el sistema de control automático de
la piscina.
Diseñar el sistema eléctrico de potencia para el control de la bomba.
Elaborar el programa para el sistema de control automático para la bomba de la
6
IV. JUSTIFICACIÓN
La implementación de un sistema automatizado permitirá, que la mayoría de las funciones del equipo, sean realizadas bajo la seguridad que brinda la tecnología Arduino, permitiendo de esta manera optimizar el recurso, dándole una duración más prolongada al sistema eléctrico y al dispositivo que funciona con la bomba de agua de la piscina de la Universidad Estatal del Sur de Manabí.
El análisis de los componentes del sistema de control eléctrico permitirá conocer las características técnicas. Con la sistematización se podrá prolongar el tiempo de vida útil de los equipos y su respectiva diferencia con algún otro sistema, lo que conlleva a realizar una elección eficiente, eficaz y durable optimizando el talento humano.
El diseño dará las directrices necesarias para el buen funcionamiento del sistema automatizado de bombeo de las piscinas de la Universidad Estatal del Sur de Manabí.
La aplicación de este sistema, automatizará el trabajo de limpieza del agua de la piscina, mejorará el servicio para los estudiantes y docentes de la carrera, siendo manejada tan solo por una persona mediante un sistema totalmente automatizado.
Este sistema va a ser controlado también mediante un dispositivo móvil, el mismo que será activado mediante una aplicación Android, mediante un teléfono previo a la instalación del programa en el mismo.
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V. MARCO TEÓRICO
5.1Antecedentes
Según (Ayala, 2013) la implementación de un sistema de control de posición con plataforma Arduino, esta enlazado mecánicamente con un eje transversal al servomotor donde obedecerá las tareas enviadas por Arduino y comparadas con el sensor de posición, en el cual el alerón se moverá y formará el ángulo que se ordene, mediante una interfaz gráfica de Labview el usuario ingresará un valor en grados y escogerá el eje con respecto a las x, positivo o negativo para que se posicione el alerón.
(Ojeda, 2012) Plantea que el sistema de control eléctrico es implementado por razones de seguridad, en diferentes áreas porque en caso de que se presente un fallo en uno de sus componentes es posible continuar trabajando obteniendo como resultado una mayor disponibilidad del sistema. Por la distancia existente entre los diferentes elementos de control la comunicación inalámbrica realizada por diferentes enlaces, resulta ser un medio de transmisión efectivo para transferir información desde el tablero remoto al tablero de control central.
(Prima, 2017) Define que el sistema automático de llenado del tanque de agua Controlado con base ArduinoTM, se diseña aplicando un sensor ultrasónico, un interruptor automático, un sensor de flujo de agua, un microcontrolador ArduinoTM y una máquina de bombeo para cambiar automáticamente el llenado de agua. Aplicando un sensor ultrasónico, un transmisor ultrasónico se monta en la parte superior del tanque y transmite un pulso ultrasónico hacia abajo en el tanque. Este impulso que se desplaza a la velocidad del sonido será reflejado de nuevo al transmisor desde la superficie del líquido. La medición de retardo de tiempo entre las señales transmitida y recibida permite al dispositivo calcular la distancia a la superficie. El transmisor está programado para determinar automáticamente el nivel del líquido y cambiar la máquina de bombeo. La dinámica del flujo de agua y el nivel de líquido durante el llenado y el drenaje del tanque de agua será reportada.
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nuestra cotidianidad: desde la nevera hasta el sistema de control de combustión electrónica de los automóviles y así como en nuestro propio cuerpo: control de la temperatura corporal, presión arterial, equilibrio su aplicación requiere de varias tecnologías como la informática, la eléctrica, la electrónica y las comunicaciones; también exige buena fundamentación matemática y conocimientos del proceso a controlar.
(Delgado, 2013) Define que para los años de 1920 a 1930 comenzó, la aparición de los dispositivos electrónicos aplicados a las piscinas. En 1923 se inventó el rectificador de selenio. Posteriormente en 1925 se desarrolló un rectificador de óxido de cobre, pero no fue hasta 1928 que Albert W. Hull de la compañía General Electric inventara el tiratrón y el rectificador de vapor de mercurio controlado (ignitrón). Esto permitía regular la corriente continua que producían los rectificadores, y sustituyendo algunos sistemas de Ward Leonard por convertidores estáticos.
(Ayala, 2013) Manifiesta que el sistema Arduino es una plataforma de hardware de código abierto, basado en una sencilla placa de circuito impreso que contiene un micro controlador de la marca “ATMEL”, que cuenta con entradas y salidas, analógicas y digitales, en un entorno de desarrollo que está basado en el lenguaje de programación processing. El dispositivo conecta el mundo físico con el mundo virtual, o el mundo analógico con el digital controlando, sensores, alarmas, sistemas de luces, motores, sistemas de comunicaciones y actuadores físicos.
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(Barbe, 2013) Afirma que al utilizar en una práctica de laboratorio de Simulink el Arduino como hardware de bajo costo. Una Shell debe, ser desarrollada para adaptar las señales de Arduino a la planta real, esto consiste en un motor de CC. Con Arduino Arquitectura y con el hardware abierto una tarjeta barata de la adquisición de datos se ha construido. Varias pruebas se realizan para validar el sistema completo y se ha mejorado un estudio de frecuencia para conocer Las posibilidades de la arquitectura propuesta en el control de otras nuevas plantas.
(Sobota., 2013) Define que el Arduino se utiliza para la interacción con el mundo físico a través de sus entradas y salidas. El REX control System permite a los estudiantes desarrollar y verificar los algoritmos de control en Simulink y luego ejecutarlo en tiempo real con unos pocos clics del ratón. Sin embargo, el sistema de Control REX está ningún medio depende de Simulink, es totalmente funcional incluso si la licencia de Simulink no está disponible. La plataforma más allá de los puentes de la brecha entre los mundos virtual y físico, ya que está firmemente conectados a los portales PIDlab.com y Contlab.eu, lo que la convierte en una opción ideal para el control educación.
(Ishikaw, 2010). Manifiesta que siendo Arduino un hardware pronominal de código abierto cuya arquitectura, implementación y otros recursos necesarios sean accesibles, mientras que Processing es su contraparte de software que apoya el rápido desarrollo de controlador / interfaz sin mucha experiencia. Demostramos su ventaja con un sistema cinemático no holonómico en las piscinas llamado el robot serpiente tridente y un robot sub-accionado Sistema mecánico llamado robot de uniciclo invertido.
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mientras que la interacción con el Internet se la llevará a cabo a través de una aplicación de Android.
(Contino, 2014) asegura que el desarrollo de un proyecto de TI creada para permitir la comunicación entre ellos un cambio de agua del sistema de gestión y control en una piscina y un dispositivo móvil, se ha utilizado un Arduino Mega 2560 equipado con un módulo Ethernet, mientras que, en lo que concierne al dispositivo móvil, se eligió un dispositivo equipado con el sistema operativo Android, la comunicación entre estos dos actores es a través de un servidor escrito en Java que se ejecuta en la misma red local que tiene la placa Arduino. El proyecto se puede insertar como parte de la Internet de los objetos, donde cada objeto se caracteriza por la capacidad de conectarse a la información de Internet y el intercambio con cada otro objeto puede crear una red.
(Garcia, 2013) Afirma que el artículo presenta el desarrollo de un sistema de control basado en Android y Tecnologías Bluetooth, este sistema fue desarrollado originalmente para reemplazar a UNIBOT (Desarrollar soluciones en sistemas autónomos y tecnologías robóticas de UNISUL - Universidad de Santa Catarina) dispositivo de control, previamente realizado por un cableado Joystick a través de otra solución basada en la frecuencia de radio para alcanzar este objetivo se utilizó la tecnología Bluetooth y la plataforma de prototipos Arduino, desde el primer prototipo se desarrolló una nueva aplicación para su uso en la automatización de un garaje puerta electrónica en ambos prototipos se desarrolló un teléfono con sistema operativo android.
11 5.2Bases Teóricas
5.2.1 Automatización
Automatización es el uso de máquinas o mecanismos diseñados para seguir secuencias y patrones determinados que responden a instrucciones predeterminadas para sustituir el esfuerzo físico y mental humano en tareas manuales, toma de decisiones o simples rutinas de observación. Utilizando sistemas o elementos computarizados para controlar procesos industriales y/o maquinarias, lo cual el trabajo de los operarios o en algunos casos lo sustituye. En palabras sencillas, es un sistema que permite la ejecución de acciones y tareas sin intervención manual humana.
Este sistema involucra muchos equipos, metodologías, procesos, comunicación y la unión de muchos otros elementos para lograr los siguientes objetivos:
Mejorar la calidad de procesos y productos. Reducir tiempos de producción.
Agiliza procesos.
Reducir costos de producción.
Realizar tareas que requieran alta precisión. Incrementar seguridad.
Consta de dos partes principales:
Mando: esta parte es la encargada de monitorear, controlar, ordenar, analizar y
decidir todas las operaciones que se perciben y que se realizan. Está principalmente liderado por autómatas programables como lo son los PLC y los Relés Inteligentes.
Operación: se refiere a la parte que actúa directamente sobre las máquinas y
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5.2.2 Sistema de control automático
Un sistema de control automático es una interconexión de elementos que forman una configuración denominada sistema, de tal manera que el arreglo resultante es capaz de controlarse por sí mismo. (Gaviño, 2012)
5.2.3 Control eléctrico
Un sistema de control eléctrico es un conjunto de elementos eléctricos o electrónicos que accionan contactos, todos interconectados eléctricamente a través de conductores, con el propósito de establecer una función de control sobre un equipo o conjunto de equipos. La función de control consiste en permitir o cerrar el paso de energía eléctrica al equipo o parte de este. Siendo un dispositivo o grupo de dispositivos que sirve para gobernar, de alguna manera predeterminada, la energía eléctrica suministrada a los aparatos a los cuales está conectado. (Ordoñez, 2012)
5.2.3.1Elementos de maniobras
Los elementos de control o de maniobra son dispositivos que nos permiten abrir o cerrar el circuito cuando lo necesitamos. Estos son algunos ejemplos: (Bua, 2014)
Ilustración 1 Elementos de maniobras Fuente: (Bua, 2014)
5.2.3.1.1 Elementos de maniobra manuales
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cerrar circuitos. El poder de corte se refiere a la capacidad que posee el aparato para interrumpir una corriente o para conectar una carga. La capacidad de corte se expresa por lo general en amperios o Kilo-amperios. (Alexander, 2014)
5.2.3.1.1.1Interruptores
Los interruptores eléctricos, son dispositivos que sirven para desviar u obstaculizar el flujo de corriente eléctrica. Van desde un simple interruptor que apaga o enciende un foco, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controladas por ordenadores. Los materiales empleados para su fabricación dependen de la vida útil del interruptor. Para la mayoría de los interruptores domésticos se emplea una aleación de latón o aluminio para resistir la corrosión. Cuando se requiere una pérdida mínima se utiliza cobre puro debido a su alto factor de conductividad eléctrica. Para interruptores donde se requiera la máxima confiabilidad se utilizan contactos de cobre pero se aplica un baño con un metal más resistente al óxido como el estaño. (Parra, 2013)
5.2.3.1.1.2Pulsadores
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Ilustración 2 Pulsadores Fuente: (Maocho, 2013)
5.2.3.1.1.3Seccionadores
Son componentes de automatización poderosas, que comprenden un mecanismo de swicheo y control integrado, y a la vez la funcionalidad de las comunicaciones en un sólo paquete. El seccionador automático bajo carga usualmente viene con aislamiento de gas para montaje en postes, y están disponibles en modelos manuales y automáticos. El modelo automático puede ser configurado como un seccionador controlado a distancia o como un seccionalizador. Estos seccionadores automáticos poseen las mismas características de los seccionadores bajo carga y seccionalizadores tradicionales más los beneficios de un diseño actualizado, optimizado para la automatización, el control remoto y el monitoreo. (Restrepo, 2013)
5.2.3.1.1.4Elementos de maniobras automáticos
Son dispositivos diseñados para abrir y/o cerrar circuitos en función de las magnitudes que alcanzan ciertas variables físicas tales como: corriente, voltaje, frecuencia, temperatura, presión, espacio, tiempo, etcétera. Los más importantes son los interruptores automáticos o disyuntores; que son aparatos de conexión - desconexión de circuitos; capaces de establecer, soportar e interrumpir corrientes bajo condiciones normales del circuito, así como establecer, soportar durante un tiempo determinado e interrumpir corrientes de cortocircuito. (Ordonez, 2012)
5.2.3.1.2 Dispositivos de protección eléctrica
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tomando las medidas que se requieran para aislar los elementos en falla del sistema eléctrico. (Eras, 2016)
5.2.3.1.2.1Fusibles
Son conductores calibrados para permitir el paso de una determinada magnitud de corriente, de manera tal que al producirse una sobre-corriente el conductor se fundirá y desconecta la fuente de alimentación de la carga. En los circuitos de control eléctrico se usan comúnmente los fusibles como elementos de protección contra cortocircuitos y no contra sobrecargas. Los fusibles se construyen de una gran diversidad de formas: tapones, bayonetas, cartuchos, cuchillas, alambre, etcétera. (Ordoñes, 2015)
5.2.3.2Elementos de mando
Son operadores que sin necesidad de cambiar las conexiones del circuito permiten gobernar a voluntad la instalación. Son todos aquellos dispositivos que abren y cierran circuitos de muy baja potencia (circuitos de mando) y que son accionados por un operador o usuario. (Morte, 2017)
5.2.3.2.1.1Pulsadores mando
Son aparatos de maniobra con cierto poder de corte. Se diferencian de los interruptores porque cierran o abren circuitos mientras actúa sobre ellos una fuerza externa (del operador o usuario) en el mecanismo de accionamiento, el dispositivo retoma su posición de reposo una vez que cesa la fuerza aplicada. El más familiar de estos aparatos son los usados en las bocinas de automóviles y timbres residenciales. Las características eléctricas principales son similares a las reseñadas para los interruptores manuales, pueden presentar formas:
Rasantes: que impiden maniobras involuntarias. Salientes: de accionamiento más cómodo.
16 5.2.3.2.1.2Selectores o interruptores giratorios
Los selectores o interruptores giratorios son dispositivos que tienen como órgano de maniobra un eje o una varilla que puede girarse hacia una o varias posiciones indexadas con el fin de obtener un cambio del estado de los contactos. La rotación del órgano de maniobra puede ser completa o limitada en una u otra de las direcciones. Es el interruptor cuyo miembro de actuación es una barra o un eje que debe rotarse en la/las posición(es) indicada(s) para lograr un cambio en el estado del contacto Un selector eléctrico rotativo tiene la función de abrir o cerrar contactos de acuerdo a una posición seleccionada de manera manual. (Guillen, 2012)
5.2.3.3Elementos auxiliares de mando
Son aparatos accionados (abren y/o cierran contactos) por variables físicas del sistema sujeto a control, tales como: posición, tiempo, temperatura, presión, etcétera. Junto con los elementos de mando se constituyen en el centro del sistema de control y son los que permiten la automatización del mismo. Existe una gran variedad de elementos que se pueden agrupar como auxiliares de mando:
Interruptores de posición o finales de carrera. Relés de tiempo o temporizadores.
Interruptores de presión o presostatos. Interruptores de temperatura o termostatos. Detectores de proximidad.
Detectores fotoeléctricos. Programadores de levas. Interruptores de nivel. Otros detectores.
5.2.3.4Elementos de señalización
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En los controles eléctricos la señalización se realiza de dos formas básicas: señalización acústica y señalización visual. Veremos a continuación los elementos que conforman éstas dos clases de señalización.
Señalización acústica
Son dispositivos que emiten señales perceptibles por el oído del operador o usuario. Los más usados son: los timbre, zumbadores, sirenas, etc.
Señalización óptica
Son dispositivos que emiten señales perceptibles por la vista del operador o usuario. Los más usados son: los elementos visuales; los cuales emplean símbolos indicativos de las operaciones que se están realizando. (Etiquetas, marcas, etc.), Y los elementos de señalización luminosos: que emplean lámparas o pilotos de diferentes colores.
5.2.3.5Elementos de protección
Son dispositivos que tienen como finalidad proteger el equipo, la máquina, el circuito o la carga eléctrica en general, contra daños potenciales producidos por sobre-corrientes, originadas principalmente por sobrecargas.
Las principales causas de sobrecarga en un equipo eléctrico son las siguientes:
Sobrecarga en la máquina accionada por el motor eléctrico. Bajo voltaje en la red de suministro de electricidad.
Inercia elevada de la carga mecánica, lo que hace que los motores se
sobrecarguen en el momento del arranque.
Una excesiva conmutación de la máquina en un período de tiempo
breve, lo que hace que se recalienten los motores.
Pérdida de una fase de alimentación en los motores trifásicos. Calentamiento por temperaturas ambientales elevadas.
Los dispositivos de protección no actúan directamente en la maniobra de desconexión, estos desenergizan la bobina del contactor, que a su vez desconecta la máquina de la fuente de alimentación.
Los principales elementos de protección son los siguientes:
18 Relés térmicos diferenciales. Relés termo magnético. Relés electromagnéticos.
Relés electromagnéticos diferenciales. Relé de sobrecarga de estado sólido.
5.2.4 Tablero de control eléctrico
Los tableros eléctricos son equipos pertenecientes a los sistemas eléctricos y están destinados a cumplir con algunas de las siguientes funciones: medición, control, maniobra y protección. Constituyen uno de los componentes más importantes de las instalaciones eléctricas y por ende están siempre presentes en ellas, independientemente de su nivel de tensión, su tipo o tamaño. Los tableros adquieren las más variadas formas y dimensiones de acuerdo con la función específica que les toque desempeñar, como pueden ser aquellos que se emplean en los distintos tipos de inmuebles (viviendas, sanatorios, escuelas, estadios deportivos, etc.) o bien en industrias. (Farina, 2012)
Los tableros de control eléctricos son paneles donde se encuentran instrumentos para la conexión, control, maniobra, protección, medida, señalización y distribución, todos estos pequeños dispositivos que integran el tablero eléctrico permite que una instalación eléctrica funcione. (Forero, 2015)
5.2.5 Contactor
Es un mecanismo cuya misión es la de cerrar unos contactos, para permitir el paso de la corriente a través de ellos. Esto ocurre cuando la bobina del contactor recibe corriente eléctrica, comportándose como electroimán y atrayendo dichos contactos.
Partes que lo componen:
Contactos principales: (1-2, 3-4, 5-6): Tienen por finalidad abrir o cerrar el
circuito de fuerza o potencia.
Contactos auxiliares (13-14): Se emplean en el circuito de control. Por lo tanto
19
Circuito electromagnético: Consta de tres partes:
El núcleo (parte fija).
La bobina: A1-A2.
La armadura (parte móvil).
Cuando se va a elegir un Contactor hay que tener en cuenta, entre otros factores, lo siguiente:
Tensión de alimentación de la bobina: Esta puede ser continua o alterna, siendo
esta última la más habitual.
Número de veces que el circuito abre y cierra: Hay que tener en cuenta el arco
eléctrico que se produce cada vez que esto ocurre y el consiguiente deterioro. Corriente que consume el motor de forma permanente (corriente de servicio). Es
conveniente el uso de catálogos de fabricantes en los que se indican las distintas características de los Contactores en función del modelo. (Ivankovich, 2016)
Ilustración 3 Diagrama del contactor Fuente: (Ivankovich, 2016)
5.2.6 Electroimán
El electroimán es el elemento motor del contactor. Sus elementos más importantes son el circuito magnético y la bobina. Se presenta bajo distintas formas en función del tipo de contactor e incluso del tipo de corriente de alimentación, alterna o continua. El circuito magnético incluye un entrehierro reducido en posición “cerrado” que evita que
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Chapas de acero al silicio unidas mediante remache o soldadura, Circuito laminado para reducir las corrientes de Foucault que se originan en toda masa metálica sometida a un flujo alterno (las corrientes de Foucault reducen el flujo útil de una corriente magnetizante determinada y calientan innecesariamente el circuito magnético), uno o dos anillos de desfase, o espiras de Frager, que generan en una parte del circuito un flujo de calado con respecto al flujo alterno principal. Con este mecanismo se evita la anulación periódica del flujo total, y por consiguiente, de la fuerza de atracción (lo que podría provocar ruidosas vibraciones). (Portela, 2013)
5.2.7 Utilización en corriente continúa
Los circuitos magnéticos laminados se pueden utilizar en corriente continua con total normalidad. En tal caso, es necesario emplear una bobina distinta a la que se utiliza con tensión alterna de igual intensidad. También es preciso intercalar una resistencia de reducción de consumo en el circuito de control de la bobina en cuanto se cierra el contactor. Circuito magnético en corriente continua En el circuito magnético de los electroimanes alimentados en corriente continua no se forman corrientes de Foucault. En determinados casos, es preferible utilizar un electroimán específico para corriente continua de acero macizo en lugar de adaptar un circuito magnético laminado de corriente alterna. (Portela, 2013)
5.2.8 Bobina
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Remanencia: un contactor remanente es un contactor que permanece
cerrado cuando las bornas de su bobina ya no están bajo tensión.
Magnético: que no conserva el magnetismo; el cobre y el latón son
metales a magnéticos (Portela, 2013)
5.2.9 Polos
La función de los polos consiste en establecer o interrumpir la corriente dentro del circuito de potencia. Están dimensionados para que pase la corriente nominal del contactor en servicio permanente sin calentamientos anómalos. Consta de una parte fija y una parte móvil. Esta última incluye unos resortes que transmiten la presión correcta a los contactos que están fabricados con una aleación de plata con una excepcional resistencia a la oxidación, mecánica y al arco;
Los contactos pueden ser de doble corte o de simple corte
Los contactos de doble corte están muy bien adaptados a todas las aplicaciones en corriente alterna (servicio intensivo, AC-3, AC-4, etc.) y permiten realizar aparatos compactos. Los contactos de simple corte suelen incluir un dispositivo Apaga chispas magnéticas.
Se recomienda utilizarlos para cortar corrientes continuas y para aplicaciones con servicio severo.
Los polos ruptores, utilizados para resolver determinados problemas de automatismo, funcionan al contrario que los polos normales: los contactos se encuentran en estado pasante cuando el electroimán de control no está bajo tensión, y no pasante cuando recibe alimentación. Polos de simple y doble corte Representación simbólica de los polos y los contactos auxiliares Conmutación todo o nada. (Portela, 2013)
5.2.10 Contactos auxiliares
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Cuando el contactor está en reposo, el contacto NA se encuentra en estado no pasante y el contacto NC en estado pasante. El estado de los contactos se invierte cuando se cierra el contactor. Los dos Contactos tienen un punto común. Los contactos temporizados NA o NC se establecen o se separan cuando ha transcurrido un tiempo determinado, después del cierre o la apertura del contactor que los activa, este tiempo se puede regular. (Portela, 2013)
5.2.11 Contactor
La palabra “control” significa cierre (establecimiento) y apertura (interrupción) de un
circuito eléctrico en carga. La función de control puede ser asegurada por disyuntores motores, arrancadores suaves o variadores de velocidad. Pero normalmente se usa un contactor para esta función, ya que permite el control de maniobras (durabilidad eléctrica) y debe cumplir con las normas IEC 60947-4-1. Estas normas estipulan que, para este material, los fabricantes deben aclarar los puntos que se describen a continuación.
Circuito de control:
Tipo de corriente de control y su frecuencia, en el caso de que se tenga
corriente alterna; es manipulado por dos botones el de paro (NC) y arranque (NA), y además debe estar protegido con cualquier sobrecarga
Tensión nominal del circuito de control (Uc) o tensión de alimentación. De
control (Us).
Circuito de potencia:
Tensión nominal de funcionamiento (Ue): usualmente mostrada por la tensión entre fases. Determina el uso de los circuitos que contribuyen a la capacidad de establecimientos e interrupción, el tipo de servicio y las características de arranque. (Portela, 2013)
5.2.12 Relé
Un relé es un interruptor que se acciona por medio de un electroimán. Es básicamente un contactor a menor escala.
23
efecto del campo magnético producido por la bobina, lo que lo convierte en un imán con una potencia proporcional a la intensidad de la corriente y al número de vueltas de la bobina.
El relé estándar convencional funciona como un interruptor. Está formado por un contacto móvil (polo) y un contacto fijo. Pero también hay relés que funcionan como un conmutador, porque disponen de un polo y dos contactos fijos.
Cuando no pasa corriente por la bobina, el polo está unido a uno de los contactos fijos. En el momento que pasa corriente por la bobina, el núcleo empuja al contacto móvil hasta que toca al otro contacto fijo, trabajando así, como un conmutador.
También existen relés de más de un polo, lo cual los hace muy interesantes para los proyectos y aplicaciones más complejas. (Ivankovich, 2016)
Es un mecanismo que sirve como elemento de protección del motor. Su misión consiste en desconectar el circuito cuando la intensidad consumida por el motor, supera durante un tiempo corto, a la permitida por este, evitando que el bobinado se queme. Esto ocurre gracias a que consta de tres láminas bimetálicas con sus correspondientes bobinas calefactoras que cuando son recorridas por una determinada intensidad, provocan el calentamiento del bimetal y la apertura del relé. La velocidad de corte no es tan rápida como en el interruptor magneto térmico. Se debe regular (tornillo 7), a la Intensidad Nominal del motor (In), para el arranque directo. (Portela, 2013)
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5.2.13 Breakers
Dispositivo mecánico de protección de circuitos y equipos eléctricos. Consiste en un contacto de accionamiento manual que se desconecta, lo cual abre el circuito en los siguientes casos:
Cortocircuito: En cualquier punto de la instalación.
Sobrecarga: Cuando la intensidad consumida en un instante, supera la intensidad
a la que está calibrada el magneto térmico.
Existen de distintos tamaños, montajes, capacidades, marcas que los hacen adaptarse a las condiciones que se requieran.(Ivankovich, 2016)
5.2.14 Switch
Un switch o conmutador es un dispositivo de interconexión utilizado para conectar equipos en red formando lo que se conoce como una red de área local (LAN) y cuyas especificaciones técnicas siguen el estándar conocido como Ethernet. (ms.Gonzales, 2013)
5.2.15 Arduino
Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. Arduino es una plataforma de hardware y software de código abierto, basada en una sencilla placa con entradas y salidas, analógicas y digitales, en un entorno de desarrollo que está basado en el lenguaje de programación Processing. Es decir, una plataforma de código abierto para prototipos electrónicos. (Amagandi, 2010)
5.2.16 Características de Arduino
25
salidas PWM, 6 entradas analógicas, un cristal de cuarzo de 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, un encabezado de ICSP y un botón de reinicio. Puede ser alimentada mediante una conexión USB o por alimentación externa. (Rea, 2016)
5.2.17 Tecnología bluetooth
Se denomina Bluetooth al protocolo de comunicaciones diseñado especialmente para dispositivos de bajo consumo, que requieren corto alcance de emisión y basados en transceptores de bajo costo. Opera mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz. Su uso es adecuado cuando puede haber dos o más dispositivos en un área reducida sin grandes necesidades de ancho de banda, tiene la ventaja de simplificar el descubrimiento y configuración de los dispositivos, ya que éstos pueden indicar a otros los servicios que ofrecen, lo que redunda en la accesibilidad de los mismos sin un control explícito de direcciones de red, permisos y otros aspectos típicos de redes tradicionales. El WiFi utiliza el mismo espectro de frecuencia que Bluetooth con una potencia de salida mayor que lleva a conexiones más sólidas. (Sánchez, 2012)
Ilustración 5 Modulo Bluetooth
Fuente: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/18228/Memoria.pdf
5.2.18 Bluetooth HC-05 y HC-06
26
a Arduino. Esto permite, por ejemplo, conectar dos módulos de bluetooth y formar una conexión punto a punto, para transmitir datos entre dos microcontroladores o dispositivos. (Geovanny, 2016)
5.2.19 Arduino uno
Es el último modelo diseñado y distribuido por la comunidad Arduino. La placa tiene un tamaño de 75x53mm. Su unidad de procesamiento consiste en un microcontrolador ATmega328. Puede ser alimentada mediante USB o alimentación externa y contiene pines tanto analógicos como digitales. (Sánchez, 2012)
Ilustración 6 Frontal y reverso de la placa Arduino
Fuente: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/18228/Memoria.pdf
5.2.20 Componentes del arduino
Los componentes del Arduino se resumen en la siguiente tabla:
Microcontrolador ATmega328
Voltaje operativo 5V
Voltaje de entrada (recomendado) 7-12V
Voltaje de entrada (limites) 6-20V
Pines digitales E/S 14 (de los cuales 6 proporcionan salida PWM)
Pines de entrada analógica 6
Corriente continua para pines E/S 40 mA
Corriente continua para pines de 3.3V 50 mA
Memoria Flash 32 KB (ATmega328) de los cuales 0.5 KB
son para el bootloader
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EEPROM 1 KB (ATmega328)
Velocidad del reloj 16 MHz
(Sánchez, 2012)
Ilustración 7 Elementos de la placa Arduino Uno
Fuente: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/18228/Memoria.pdf
5.2.21 Pines digitales de entrada y salida
En estos pines conectaremos la patilla de dato del sensor/actuador. Desde ellos podremos leer la información del sensor o activar el actuador. (Sánchez, 2012)
5.2.22 Conector USB
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5.2.23 Microcontrolador ATmega328
El microcontrolador es el elemento más importante de la placa. Es donde se instalará y ejecutará el código que se haya diseñado. Ha sido creado por la compañía Atmel, tiene un voltaje operativo de 5V, aunque se recomienda como entrada de 7-12V con un límite de 20V. Contiene 14 pines digitales de entrada y salida, 6 pines analógicos que están conectados directamente a los pines de la placa Arduino comentados anteriormente. Dispone de 32KB de memoria flash (de los cuales 512 bytes son utilizados por el bootloader). En la memoria flash se instalará el programa a ejecutar. (Sánchez, 2012)
5.2.24 Software de arduino
Software de arduino Es una plataforma que combina esto con un lenguaje de programación que sirve para controlar los distintos sensores que se encuentran conectados a la placa, por medio de instrucciones y parámetros que se establece al conectar la placa a un ordenador. Este lenguaje que opera dentro de Arduino se llama Wirirng, basado en la plataforma Processing y primordialmente en el lenguaje de programación C/C. (Geovanny, 2016)
5.2.25 Software de guía para la programación de páginas web en arduino
Esta herramienta para la edición de código HTML, CSS y JavaScript está también escrito con HTML, CSS y JavaScript por lo que al tratarse de un proyecto de código abierto aquellos usuarios con mayores conocimientos podrán crear plugins con los que personalizar el editor a sus necesidades. Bracket es una utilidad todavía en fase de desarrollo con una interfaz limpita que facilita el trabajo, permite sincronizar con el navegador para mostrar los cambios al instante y se integra con otras herramientas para desarrolladores como JSLint. (Geovanny, 2016)
5.2.26 Módulo de relé
29 5.2.27 Piscina
Una piscina es un espacio artificial creado en un terreno en el cual se abre un pozo que se cubre con concreto o con otros materiales firmes y se rellena con agua con fines recreativos. (abc, 2013)
5.2.28 Evolución histórica d las piscinas
Un dato curioso de las Piscinas, es que en un principio se utilizaba este término para nombrar los pozos para peces de distintos tipos de agua, posteriormente y con el paso de los años, con el Cristianismo se le Utilizaba para mencionar la pila bautismal. Sin embargo y si nos queremos remontar a los registros más antiguos, ya se han encontrado imágenes de receptáculos similares a los que serían en la actualidad las piscinas, en jeroglíficos dentro de las Pirámides Egipcias.
Actualmente, la palabra piscina ha adquirido su lugar en nuestro vocablo y este término es reconocido y asociado inmediatamente al relax, diversión y a la salud. No es una novedad, el hecho de que en la actualidad se ven cada día más piletas construidas debido a las ventajas con las que cuentan y los resultados satisfactorios de sus propietarios. Las piscinas más antiguas se han encontrado en Egipto y en la india. Estas datan aproximadamente de 5000 años ante de Cristo.
Conforme el tiempo transcurre, se van innovando nuevas técnicas de construcción y sistemas de calefacción, han aumentado enormemente el número de piscinas públicas, al aire libre, y cubiertas en todo el mundo. La piscina privada, que en un tiempo fue signo de excepcional privilegio, es cada vez más común. (Muralles, 2012)
5.2.29 Características especiales de las piscinas
Las características fundamentales de una piscina, son sin duda sus dimensiones, que son las que determinan su capacidad de agua y como consecuencia, el aforo del vaso, de tal manera que en los momentos de máxima concurrencia de bañistas se disponga como mínimo de 2m 2 de lámina por cada persona.
30 Recirculación
Renovación del agua Filtración
Desinfección
El agua de la piscina deberá de ser renovada por recirculación, previa filtración y desinfección de ésta, durante las 24 horas del día, para que en todo momento el agua se encuentre en las condiciones sanitarias apropiadas (Fernando, 2014)
Hay unas características comunes a todas las piscinas y otras especiales que se dan sólo en las piscinas cubiertas y que incrementarían el riesgo de que pueden suponer las actuaciones de control de plagas.
Características comunes:
Son lugares con una afluencia constante de público, hecho a tener en
cuenta para cumplir con rigor las medidas de seguridad de los tratamientos plaguicidas.
Hay un alto nivel de humedad en determinadas zonas (vestuarios,
duchas).
Se utilizan productos químicos para el tratamiento del agua y para la
limpieza y desinfección de las instalaciones que pueden ser incompatibles con los productos plaguicidas.
Características especiales de las piscinas cubiertas:
Hay un sistema de ventilación y climatización. La temperatura es elevada.
Los productos utilizados en el tratamiento del agua se evaporan en el ambiente interior (sobre todo los productos clorados), y a veces pueden alcanzar niveles elevados. (Rodríguez, 2011)
5.2.30 Partes básicas de una piscina
Vaso: cubierta de fábrica recubierta de gres, gresite, pintura o prefabricada en
31
Sumidero de fondo: desagüe situado en la parte más profunda del vaso de la
piscina, el grupo motobomba aspira directamente de la piscina por él, y también sirve para un desagüe rápido.
Rebosadero: canaleta alrededor de toda, o de parte del perímetro de la piscina, a
donde desborda el agua de la piscina y por un colector va al vaso de compensación o depósito regulador.
Vaso de compensación: almacena el agua que desborda por la canaleta del
rebosadero, recibe el agua de renovación, el grupo de bombeo desde él aspira el agua para filtrarla y devolverla a la piscina.
Skimmer: abertura de plástico, en los muros de la piscina y a la altura de la
superficie del agua, para la aspiración por ellos, se conectan varios desde el grupo de bombeo. Se colocan en la piscina frente al viento dominante.
Toma para la barredera: boquilla con tapa sumergida 15 cm bajo la superficie
del agua para conectar en ella la manguera del limpia fondos manual, que envía el agua al equipo de filtración.
Grupo de bombeo: formada por una o varias bombas, se encarga de recircular
toda el agua de la piscina en un tiempo prefijado, aspirándola del fondo, de skimmer o vaso de compensación, reuniéndola en un colector, junto con la de la barredera, la impulsa hacia los filtros y después a la piscina.
Filtro: recipiente metálico o poliéster y fibra de vidrio, lleno de material filtrante (filtrado activo), retiene las partículas flotantes en el agua. Una batería de 5 válvulas, o una válvula selectora, sirve para realizar las operaciones de filtrado, lavado y enjuague de filtro. Puede haber más de uno por piscina.
Contadores de agua: uno mide el agua que entra cada día en la piscina, otro mide
el agua que es recirculada cada día para saber si la instalación cumple los requisitos de renovación y recirculación que ordena Sanidad (piscinas públicas). Impulsión: conjunto de tuberías que se ramifican bajo el fondo de la piscina o en
sus muros, devuelven el agua a la piscina filtrada y desinfectada. También pueden servir para conducir el agua de llenado de la piscina procedente de la red de aguas local.
Desinfección: Método químico para el tratamiento y desinfección del agua.
32
5.2.31 Bomba centrífuga
Es una bomba de tipo rotativo, el funcionamiento es cuando el fluido entra al cuerpo de la bomba donde un juego de alabes la hacen girar a gran velocidad; la fuerza centrífuga expulsa el agua fuera de la bomba o hacia la siguiente etapa de la bomba.
1a Carcasa
1b Cuerpo de bomba
2 Soporte de cojinetes
3 Tapa de presión
4 Apertura del eje
5 Cierre del eje 6 eje (Castillo, 2015)
Ilustración 8 Partes de la bomba centrifuga Fuente: (Castillo, 2015)
5.2.32 Filtración y tipos de filtros
La filtración tiene como finalidad eliminar las sustancias en suspensión contenidas en el agua de baño. Para ello, se hace pasar ésta por unos filtros, generalmente de sílice, que retienen las materias en suspensión. El agua ya filtrada se introduce de nuevo en el vaso de la piscina.
Los objetivos de la filtración son:
Obtener un agua más clara y transparente. Eliminar la materia orgánica.
Retener las sustancias coloidales (dispersión de partículas o macromoléculas en
un medio continuo).
Para la filtración pueden utilizarse diversos tipos de filtros:
33 Filtros de ultrafiltración.
Filtros de cartuchos.
Para obtener agua perfectamente clara después de la filtración, conviene añadir un coagulante, antes de que el agua pase por el filtro, para agrupar las materias coloidales en suspensión, que quedarán retenidas en la parte superior del filtro, mientras que si no se utilizara ése, la materia coloidal atravesaría el filtro sin quedar retenida. Además, el empleo de coagulantes hace que se consuma menos desinfectante (cloro, en la mayoría de los casos), ya que éste se combina con las materias en suspensión que no son retenidas por el filtro y al mismo tiempo se produce una concentración menor de cloruro y se originan menos compuestos orgánicos, siempre indeseables. (Castelló, 2014)
5.2.33 Filtros de cartucho
Trabajan a presión. Según su superficie de filtración, se necesita un número mayor o menor. Los cartuchos de celulosa o de fibra sintética se limpian con agua a presión hasta que el envejecimiento exija la sustitución (Rodríguez, 2011)
5.2.34 Filtros de diatomeas
La tierra de diatomeas es un polvo blanco de elevada porosidad, que se obtiene de restos fosilizados de plantas marinas y que actúa como tamiz para retener las partículas insolubles que se encuentran en el agua de la piscina. Los filtros de diatomeas son depósitos cilíndricos o esféricos en el interior de los cuales hay soportes en forma de platos en paralelo, bujías, o placas verticales vacías, recubiertos por una tela sobre la que se depositan las diatomeas formando una capa. Cuando se pone en marcha el flujo del agua en su interior se forma la precapa de diatomeas en toda la superficie de los elementos filtrantes. En parar el bombeo, las diatomeas van al fondo del filtro y en cada puesta en marcha se repite el ciclo. Su estado de saturación se controla por la diferencia de presión entre la entrada y la salida. Cuando la velocidad de saturación es muy rápida hay que reponer la carga de diatomeas. (Rodríguez, 2011)
5.2.35 Filtros de arena
34
es evacuada por el lector microranurado por la parte de abajo. El difusor de entrada del agua debe garantizar el reparto homogéneo encima de toda la capa de arena (Rodríguez, 2011)
5.2.36 Equipo de bombeo
Para lograr que el agua circule por la tubería es necesario contar con una bomba, la cual está acoplada al filtro. Es uno de los elementos más importantes de todo sistema de circulación. Se coloca entre la tubería de succión que está conectada a las rejillas de fondo y los skimmers, y la de impulsión que está conectada a los retornos. (Muralles, 2012)
5.2.37 Instalaciones típicas
Sistema de recirculación de agua. La recirculación consiste en la recogida del agua del vaso, su tratamiento y retorno de forma rápida y continúa con el fin de eliminar la contaminación aportada por los bañistas. Una correcta recirculación evita un excesivo consumo de agua por renovación y optimiza el tratamiento de desinfección, disminuyendo el aporte de desinfectantes y procurando una distribución homogénea, evitando "zonas muertas" en los ángulos del vaso. Se llama ciclo de recirculación al tiempo que tarda el equipo de filtración en pasar el volumen de la piscina por el mismo siguiendo el ciclo indicado (Fernando, 2014)
5.2.38 Bomba para piscinas
Las bombas para piscinas son diferentes a las bombas que se emplean en otros usos, estas bombas deben tener las siguientes características:
No se requiere que el agua bombeada fluya a muy alta presión pero sí
que maneje grandes volúmenes de agua.
Su diseño y construcción debe ser tal que produzca un alto vacío
necesario para la aspiración y limpieza de la alberca.
Deben estar construidas en materiales resistentes al sol, a la corrosión y a
la acción de los químicos que se agregan al agua como lo es el cloro.
Deben tener un canasto previo a la voluta de la bomba para evitar que
