“Sistema de un control de potencia para una bomba de agua”

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA

Y ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEOS “ZACATENCO”

Entrega de proyecto final

Parte 1

“Sistema de un control de potencia para una bomba de agua”

Equipo 6

6AM6

Integrantes

índice

Introducción        3

Justificación        3

Alcance        3

Antecedentes        4

Marco Teórico        4

Desarrollo        8

Materiales        8

Hojas de especificaciones        9

Análisis de los circuitos implementados en el proyecto        12

Programa del microcontrolador arduino        12

Orden de encendido de las bombas        14

Conclusiones        16

Introducción

De acuerdo con la Organización Mundial de la salud en México en promedio una persona consume 100 litros al día para satisfacer sus necesidades tanto de consumo como de higiene.

Dentro de la Ciudad de México existe un gran problema en donde el 35% porciento del agua suministrada por el sistema Cutzamala se desperdicia por un mal mantenimiento a la infraestructura lo que representa una perdida de 21 litros por segundo y a esto se le suma un alto consumo energético de dos mil 200 millones de kilovatios hora (kWh) al año, equivalentes al tamaño de una ciudad como Puebla.

Esto representa un gran problema por lo que una manera de evitar el desperdiciar una mayor cantidad de agua es tener un sistema eficiente de bombeo de agua en las casas habitación o condominios para así evitar derrames, además de esto con un sistema eficiente se puede garantizar un suministro constante de este servicio a los habitantes.

Para el diseño e implementación es importante definir el numero de personas a las que se tendrá que suministrar el servicio y la altura a la cual estarán ubicados los depósitos de almacenamiento esto para poder hacer la elección correcta de la bomba y poder diseñar su accionamiento con ayuda de elementos electrónicos de potencia como lo son transistores y triac.

El realizar un control electrónico de las bombas nos permite tener mayor seguridad a la hora de manipular el sistema además de reducir costos y tamaño del sistema.

Justificación

En este proyecto se piensa implementar un control electrónico con un microcontrolador Arduino para un sistema de bombas de agua con contenedores o tinacos de almacenamiento de agua. Con el propósito de tener eficiencia durante el proceso de llenado de dichos contenedores, tanto en el ámbito eléctrico – electrónico como en el ahorro de agua evitando derrames de este importante líquido.

Alcance

El proyecto del control de un sistema de bombas de agua para el llenado de contenedores de almacenamiento de agua se logra al conjuntar información obtenida en clases de esta y otras unidades de aprendizaje, obteniendo como resultado un simulador – indicador a escala, que consta de indicadores luminosos de 127 vca los cuales representan las bombas y un microcontrolador Arduino siendo este, parte del sistema de control.  

Antecedentes

Marco Teórico

Arduino

Arduino es principalmente una empresa de software y hardware informático de código abierto. Arduino es una plataforma de desarrollo basada en una placa electrónica de hardware libre que incorpora un microcontrolador re-programable y una serie de pines hembra. Estos permiten establecer conexiones entre el microcontrolador y los diferentes sensores y actuadores de una manera muy sencilla. el Arduino community refiere al proyecto y la comunidad de usuarios que diseña y utiliza microcontroladores. Las placas de desarrollo se conocen como Módulos Arduino, que son de código abierto. La placa de microcontrolador simplificada viene en una variedad de placas de desarrollo

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Sensores de nivel

Los sensores de nivel son instrumentos que trabajan con un interruptor de contacto y un flotador magnético. El movimiento del flotador abre o cierra el contacto eléctrico. Con ellos, se consiguen soluciones versátiles y de bajo coste para su automatización.[pic 4]

El sensor detecta el nivel del líquido en tanques y depósitos en el punto donde esté instalado, indicando mediante una señal ON/OFF cuando se ha alcanzado el nivel de llenado, vaciado u otro definido en proyecto.

Debido a estar fijados en un punto del depósito, los sensores de nivel no son influenciados por las ondulaciones y vibraciones, asegurando una mejor fiabilidad y repetibilidad en comparación con otros tipos de detectores de nivel, tales como las antiguas boyas de nivel.

Los sensores conmutan cargas hasta 20W, que es suficiente para señalizar el nivel con una lámpara o alarma acústica, en los sistemas de control digital por ejemplo arduino o para accionar relés, PLC y contactores, en la activación/desactivación de bombas de agua, por ejemplo. Son considerados sensores de baja potencia y no se utilizan directamente para el accionamiento de bombas, que trabajan con potencia y corrientes más elevadas.

Bombas centrífugas

Una bomba centrífuga es aquella máquina, también denominada bomba rotodinámica, cuyo objetivo es convertir la energía en velocidad y posteriormente en energía a presión. Es decir, transforman la energía mecánica en energía hidráulica. De esta manera, puede mover el mayor volumen de líquido posible. Su objetivo es el de proporcionar una solución práctica a la falta de presión de un suministro de agua en aquellos lugares donde no haya una gran pendiente, ya que en tal caso se recurriría a otros sistemas. Una bomba centrífuga es por tanto un tipo de máquina a la que se denomina “receptora” o “generadora” puesto que es empleada para hacer circular o mover líquidos en contra de la presión.

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