Ventilador Controlado por Temperatura


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Integrantes

  • Franco Vanegas Johan Andres oc.ude.gobbsu.aimedaca|ocnarfaj#oc.ude.gobbsu.aimedaca|ocnarfaj
  • Sanchez Maria Paula oc.ude.gobbsu.aimedaca|zehcnaspm#oc.ude.gobbsu.aimedaca|zehcnaspm
  • Torres Marcelo Valentina oc.ude.gobbsu.aimedaca|serrotv#oc.ude.gobbsu.aimedaca|serrotv

Planteamiento del Problema

Se va a realizar un proyecto que tenga como propósito controlar las velocidades de un ventilador dependiendo de la temperatura y esto se va a llevar a cabo mediante una programación realizada en el programa “ISE”.

Objetivo General

Mostrar las diferentes velocidades que puede tomar un ventilador, a partir de la temperatura en la cual se encuentre el ambiente.

Objetivos Específicos

  • Generar a partir de la programación realizada en el programa Ise, el funcionamiento de un ventilador expuesto en ciertas temperaturas.
  • Construir un sistema que le permita al ventilador tener una mejor funcionalidad.
  • Implementar una serie de elementos que permita tener una reacción del sensor de temperatura con respecto a sus rangos en el aumento y disminución del mismo.

Materiales

  • Ventilador de pc

Es el encargado de expulsar el aire caliente al exterior.
El ventilador sirve para que el ordenador no se caliente y este pueda llegar a dañarse.

  • ADC0804

El ADC0804 es un convertidor de señal analógica a digital de 8 bits. Este ADC0804 cuenta con un solo canal de entrada analógica con una salida digital de ocho bits que puede mostra 256 valores de medidas diferentes. El tamaño de paso se ajusta mediante el establecimiento de la tensión de referencia en pin9 la entrada de referencia de voltaje puede ser ajustado para permitir que codificar cualquiera rango de tensión analógica más pequeña para la totalidad de 8 bits de resolución.

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  • LM35

El circuito integrado LM35 es un sensor de temperatura de precisión, cuya tensión de salida es linealmente proporcional a la temperatura en grados Celsius (centígrados). El LM35 tiene por lo tanto una ventaja sobre los sensores de temperatura lineales calibrados en grados Kelvin, ya que el usuario no está obligado a restar un voltaje constante a su salida a obtener el resultado en centígrados.

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  • PWM

(Modulación por ancho de pulsos)Es una técnica para obtener resultados análogos con medios digitales. Control digital se utiliza para crear una onda cuadrada, una señal cambia entre encendido y apagado. Este patrón de encendido y apagado puede simular tensiones en el medio completo en (5 voltios) y desactivación (0 Volts) cambiando la parte de las veces la señal pasa en comparación con el tiempo que la señal pasa fuera.

  • Moc (optoacoplador)

Un Moc es un optoacoplador, dentro de su encapsulado tiene un led infrarrojo y un fototransistor, la finalidad de esto es aislar el circuito de control del de carga

  • Capacitor cerámica

Un capacitor cerámico es un capacitor que usa la cerámica como material dieléctrico.

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  • Capacitor electrolítico

El capacitor electrolítico es un elemento polarizado, por lo que sus terminales no pueden ser invertidas. Generalmente el signo de polaridad viene indicado en el cuerpo del capacitor.

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  • Potenciómetro

Los potenciómetros se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de voltaje

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Alcances y limitaciones

  • Generar que el ventilador gire a diferentes rangos de temperatura los cuales están predeterminados como:
  1. 0°-30° c
  2. 30°-70° c
  3. 70°-100° c
  • La limitación principal está en la falta de experiencia en el diseño del circuito, dado a que el modelo del mismo se tiene que construir con ciertas especificaciones lo cual tiene una gran dificultad.

Presupuesto

  • Materiales
  1. Ventilador de pc: $8.000
  2. ADC0804: $10.400
  3. LM35: $10.000
  4. MOC3020: $1.000
  • Presupuesto total
  1. $34.400

Mano de obra

Se destino un estimado de 48 horas de trabajo en el proyecto, con un costo al público de $600.000 pesos (programación en fpga y materiales ya nombrados con su debido circuito)

Cronograma de Gantt

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Diagrama

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Diagrama Conexión fpga y protoboard

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RTL Código Desarrollado

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Código Desarrollado

  • Descripción: Este es el módulo de ancho de pulso en el cual se programo una serie de rangos que nos sirven para generar las diferentes velocidades del motor(ventilador).
module pwm(sel,clk,pwm);
     input clk;
     input[1:0] sel;
 reg [12:0] contador1=0;
 reg [6:0] contador2=0;
 reg clk2;
 output reg pwm;

always @(posedge clk )begin
contador1=contador1+1;
clk2=contador1[12];

end

always @(posedge clk2 )begin

if(sel==0)
pwm=0;

else if(sel==3)
pwm=1;

else if(sel==2)begin
if(contador2<=70) begin
contador2=contador2+1;
pwm=0;
end

else if (contador2<=100) begin
contador2=contador2+1;
pwm=1;
end

else begin
contador2=0;
pwm=0;
end
end

else if(sel==1)begin
if(contador2<=30) begin
contador2=contador2+1;
pwm=0;
end

else if (contador2<=100) begin
contador2=contador2+1;
pwm=1;
end

else begin
contador2=0;
pwm=0;
end
end
end

endmodule
  • Descripción: Este es el módulo de Estados en el cual se programo una serie de rangos que nos sirven para generar las diferentes velocidades del motor(ventilador).
module Estados(sel,temp);
input [7:0] temp;
output reg [1:0] sel;

always @(temp) begin
    if (temp <64) sel=0;
    else if ((temp >=64)&(temp <128)) sel=2;
    else if ((temp >=128)&(temp <192)) sel=1;
    else sel=3;
end
endmodule
  • Descripción: Este es el módulo llamado Top en el cual se conecta los demás modulos desarrolados
module top(temp,clk,pwm);
input clk;
input [7:0] temp;
output pwm;

wire [1:0] w_sel;

    Estados estados(.temp(temp),.sel(w_sel));

    pwm sal(.clk(clk),.sel(w_sel),.pwm(pwm));

endmodule

Simulacion frecuencia del pwm en el osciloscopio

IMG_20151022_133205.jpg
IMG_20151022_133153.jpg

Prototipo en protoboard

logica+II+montaje+1.png

Conclusiones

1. La claridad en la simulación del pwm fue de vital importancia para el éxito de nuestro proyecto debido a que el contenido principal se encontraba en ese modulo
2. Nuestra fuente de prueba fue la tarjeta “Nexys2”, dado a que allí se puso mostrar cual fue el comportamiento del sistema realizado y ver claramente su funcionamiento.
3. Se puso establecer que fue necesario implementar varios rangos de temperatura en algunos de los módulos, para ver claramente en la simulación como era el proceso
4. El buen funcionamiento del sistema dependió de cada uno de los módulos implementados en la práctica, obteniendo así el resultado esperado.

Bibliografia

[1] http://www.digilentinc.com/Products/Detail.cfm?NavTop=2&NavSub=451&Prod=NEXYS2&CFID=16810845&CFTOKEN=ab96fb0c3d26e26f-3D8E2D99-5056-0201-02527F2614A139DA
[2] http://definicion.de/simulacion/#ixzz3lNeHlImh
[3] http://www.digilentinc.com/Products/Detail.cfm?NavPath=2,66,69&Prod=ADEPT&CFID=17487612&CFTOKEN=6f51b516bf3a4418-C9F39686-5056-0201-02A0FFA24BC08690
[4] http://unicrom.com/Tut_resistenciavariable.asp
[5] http://unicrom.com/Tut_capacitor-lectrolitico.asp
[6] http://micropinguino.blogspot.com.co/2012/02/convermsor-analogo-digital-adc0804.html

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