Control automático de irrigación

PROYECTO FINAL DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS ANALÓGICOS

TÍTULO
Control Automático de Irrigación

OBJETIVO
Armar un circuito que controle automáticamente el apagado y encendido de un sistema de irrigación (bomba de agua, válvula, aspersor, etc.).

PLANTEAMIENTO
Se tomó como medida de control la resistencia del suelo (tierra), la cual es inversamente proporcional a la humedad presente enella.
Haciendo uso de un divisor de voltaje, se podrás obtener diferentes voltajes para los diferentes valores de resistencia del suelo, en especial los casos extremos, que irán a un comparador de dos niveles (Opam 741), el cual estará conectado a un conmutador (transistor NPN), que servirá para activar un Relé que funcionará como interruptor para la bomba de agua.
Finalmente, se obtendrá uncircuito que active una bomba de agua de acuerdo a la humedad de ella. Cuando la tierra se encuentre seca el circuito activará la bomba, y cuando la tierra se humedezca lo suficiente el circuito automáticamente desactivará la bomba.

FUNDAMENTO TEÓRICO
Ahora definiremos algunos conceptos, describiremos brevemente los circuitos integrados a usar, así como una descripción concisa de cada parte delcircuito armado para este caso.
Divisor de voltaje
Esta pequeña configuración, como se muestra en la figura, nos permite obtener dos voltajes diferentes que dependen de las resistencias conectadas en serie.
Como se observa:
[pic]
además existe una corriente i que circula por el circuito:
[pic]
Despejamos V2 y reemplazamos V1, tenemos:
[pic]
Donde:
V = Voltaje fuente (cte)
R1 =Resistencia suelo
R2 = Resistencia fija dada (cte)
V2 = Voltaje que irá al comparador

Entonces como se observa tendremos un voltaje variable dependiente de la resistencia proveniente del suelo.

Comparador a dos niveles
Un circuito comparador es aquel que detecta cuándo se ha alcanzado (o superado) un determinado valor de tensión (o de corriente). En el caso del circuito comparador dedos niveles se tiene dos voltajes de transición, uno durante el incremento del voltaje de entrada y otro durante la disminución del voltaje de entrada. Estos voltajes de transición indican los puntos donde el voltaje de salida del comparador varía entre +Vcc y –Vcc.
En nuestro caso usaremos un OPAM 741 como comparador y la disposición siguiente:

Ahora obtendremos las expresiones que nospermiten hallar los voltajes de transición en el circuito comparador de dos niveles.
[pic]
[pic]
[pic][pic]
[pic]
[pic]……………………(Fórmula 1)


Donde: VR = Voltaje de referencia
VT = Voltaje de transición


Circuito Conmutador con transistor
[pic]
El transistor presenta tres zonas de trabajo: corte, activa y saturación, las cualespresentan las siguientes características:
| |Corte |Activa |Saturación |
|IB |= 0 |Variable |Variable |
|IC |( 0 |Variable|Máxima |
|VCE |(Vcc |Variable |( 0 |
|VRC |( 0 |Variable |(Vcc |

Cuando el transistor trabaja en la zona de corte y de saturación se dice que trabaja en conmutación,es decir, como un interruptor.
Como se muestra en la figura, trabajaremos con un transistor NPN (2N2222). El voltaje de la base vendrá dado por el voltaje de salida del comparador, es decir ±Vcc.

Relé
El Relé es un dispositivo sencillo que es utilizado como interruptor de cualquier aparato que opere a un voltaje superior al cual trabaja el circuito. El relé trabaja con un voltaje dado...