Panel Solar Controlado Porluz

Facultad de Ciencias Exactas,
Físicas y Naturales

SISTEMAS DE CONTROL I



Seguidor Solar





























Integrantes:
Carrizo, Matías
Ferrer, Marcos
Lauria, Juan

Córdoba, Noviembre de 2011
Introducción
Se desea realizar un sistema capaz de moverse en la misma dirección que el sol, a través de unos sensores ubicados de talmanera que pueda realizar dicho movimiento. En el momento en el que el sol se oculta los sensores dejaran de recibir un nivel de iluminación significativo y el sistema volverá al estado inicial.

[pic]
En este esquema se muestra el funcionamiento de los sensores para determinar si el sistema debe moverse. Básicamente se coloca un separador de algún material que no permita que la luz loatraviese, este cumple la función de que si el ángulo de luz incidente es por ejemplo como el que se muestra en la figura, los sensores no detectaran el mismo nivel de iluminación y entraría en desequilibrio haciendo que el sistema se mueva hasta volver a alcanzar un equilibrio.
Teniendo en cuenta que el día tiene 24 horas, la frecuencia del sistema ha de ser 1/(24x60x60) = 1/86400 = 1.157 E -5 HzDiagrama en bloques del sistema
La siguiente fugura muestra el esquema básico de nuestro sistema, a partir del cual se realizara la adecuada modelización.
[pic]

A continuación se realiza una descripción de las diferentes partes que conforman el seguidor solar con sus respectivos cálculos de momento de inercia los cuales nos posibilitaran determinar la función de transferencia del sistemacompleto.

Soporte

Para el brazo que sostiene el panel se utilizo un tubo cilíndrico de 2,5mm de espesor, 20mm de diámetro interno y una longitud de 100mm.

Densidad del acero SAE 1045 = 7,87g/[pic]

[pic]

[pic]

Panel

[pic]
[pic]

Se aproximó el momento de inercia del panel por el de una placa plana, donde A y B son los lados del panel.

[pic]
Aplicando Steiner se le adiciona untérmino [pic], donde L=100mm es la longitud del brazo que sostiene el panel.

[pic]

[pic]

Engranajes
Se realiza la inserción de engranajes para poder controlar de mejor manera las revoluciones del motor en función del movimiento del panel.
[pic]
[pic]


Engranaje 1: 15 dientes ([pic])
F = 4
Densidad del acero SAE 1045 = 7,87g/[pic]

[pic]
A = radio externo del engranaje
B = radiointerno del engranaje

[pic]

Engranaje 2: 50 dientes ([pic])
F = 10
Densidad del acero SAE 1045 = 7,87g/[pic]

[pic]
A = radio externo del engranaje
B = radio interno del engranaje

[pic]

[pic]


[pic]

Motor

El motor elegido es de corriente continua con excitación separada, controlado en el inducido con campo fijo o de campo controlado con corriente de inducido fijo. Secontrola la velocidad del motor por medio de la tensión [pic], esta tensión es suministrada por un amplificador. Posee un diagrama en bloques como el siguiente:


[pic]

Por una cuestión de comodidad considerando a [pic] como la entrada y [pic] como la salida, podemos construir el siguiente diagrama de bloques.
[pic]
Se puede ver que la fuerza contraelectromotriz en la señal derealimentacion es proporcional a la velocidad del motor [pic], por lo tanto aumenta el amortiguamiento efectivo del sistema.

El motor es de corriente continua de contactos de grafito, es de la marca faulhaber y el modelo es 2657-012CXR, se nombran las características principales y se adjunta la hoja de datos.
[pic]

• Vcc = 12
• R = 0.72
• Km = 19.33 mn/A
• Lm = 90uHy
• Jm= 17gcm2
• B = 0.85mNs
• Kb = 2.024 mV/rpm
Utilizando este modelo y los datos sacados de la hoja de datos del motor se estableció la función de transferencia de la etapa.

[pic]

[pic]

[pic]

[pic] donde [pic]

[pic]
La figura anterior muestra cómo está ubicada cada parte del sistema.

Sensor

El sensor está formado por dos LDR, ubicados como se muestra en la...