Hola controleros y controleras, en el día de hoy vamos a tomar un horno eléctrico, vamos a sensar su temperatura con una termocupla tipo K y un microcontrolador PIC, haremos una adquisición de datos a través de MATLAB comunicando inhalámbricamente el PIC con el computador por Radiofrecuencia usando los modulos XBEE y por último haremos la identificación del sistema para obtener la función de transferencia del horno eléctrico.

Antes de comenzar con la explicación detallada y antes de mostrarte los códigos Gratuitos, te invito a que veas el 👉 curso de microcontroladores PIC Gratuito del sitio web.

Proceso: Horno Eléctrico

Antes que nada, vamos a entender que el proceso que vamos a tratar aquí, será un horno eléctrico, de esos convencionales que podremos encontrar en casa.

25. Monitoreo de Temperatura en un Horno Eléctrico

Este POST es la Segunda parte de la entrada pasada, donde EXPLICAMOS el funcionamiento del HORNO, junto con su circuito de POTENCIA y junto con la lectura, comunicación y graficación de la temperatura en el computador.

Por eso, para que puedas ENTENDER este post, será necesário que leas el post anterior, te dejo el link a continuación.

Mira como 👉 Monitorear la temperatura de un Horno usando un PIC.

Esquema del Circuito de Adquisición de Datos

A continuación te muestro el esquema del circuito que vamos a usar para tomar los datos del horno, que es exactamente el mismo circuito de la entrada anterior. NOTA: El circuito es meramente ilustrativo en Proteus, la simulación de este circuito no es funcional en proteus.

Adquisición de Datos

La adquisición de datos del horno se hará a traves de Matlab, tomando los datos de temperatura sensados por el microcontrolador PIC cada 1 segundo.

Los datos obtenidos de este proceso, junto con el código de adquisición de datos estarán disponibles al final de este post.

La respuesta obtenida en lazo abierto, del sistema, despues de hacer un estímulo con un escalón de 110C, fue la siguiente.

Datos de temperatura del horno

Como podemos observar, el sistema presenta un comportamiento parecido a un sistema de primer orden con retardo. Adicionalmente dado que la temperatura dió por encima del escalón podemos intuir que la ganancia estática del sistema es mayor que 1, por lo tanto es un sistema amplificador.

Tratamiento de los datos del Horno

Una vez tenemos la dinámica del horno en datos, procedemos a hacer un recorte de los datos, para tomar únicamente los datos que están dentro del escalón del 110 y adicionalmente haremos una traslación de los datos hacia el origen, para trabajar en algo que se conoce como la variable desvio.

El código para hacer este tratamiento, también está disponible al final de este post.

Datos de temperatura del Horno recortados y transladados

Identificación el Sistema

Para obtener la función de transferencia del sistema, utilizaremos el toolboz de System Identification del MATLAB

Primero importamos los datos transladados y recortados, que se obtienen despues de ejecutar el código.

Luego procedemos a realizar la estimación del proceso a través de una función de transferencia. Para este caso se optó por obtener una función de transferencia de primer orden con retardo (1 polo y delay). Se dá estimar y se obtienen los parametros mostrados en el paso 4 de la siguiente figura.

Según la estimación del proceso, nuestra función de transferencia para el horno es:

G(s)=\dfrac{2.3553}{370s+1}e^{-30s}

Códigos de Implementación

A continuación te dejo todos los códigos para que puedas reproduzir esta práctica. Sabes que para acceder a ellos, solo basta con compartir la información de este post, para que más personas tengan conocimiento de esta información.

Código del PIC C Compiler

Para descargar la librería del MAX6675 deberás hacerlo desde el post anterior: 👉 Termopar tipo K con PIC

Código en MATLAB

Si lo deseas puedes descargar la lista de datos que se obtuvo en ente proceso. CLICK AQUI PARA DESCARGAR

Para poder ver estos datos, debes digitar en MATLAB:

plot(tiempo,escalon,tiempo,salida)

Código del Tratamiento de Datos

Código de la Interfaz Gráfica para Adquisición de Datos

Perfecto Controleros y Controleras, con esto llegamos al final de nuestra páctica del día de hoy.

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Espero que esten muy bien y nos vemos en la próxima.

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Adquisición de Datos e Identificación de un Horno con PIC
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Adquisición de Datos e Identificación de un Horno con PIC
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Tomar datos con un microcontrolador PIC de una variable (temperatura) enviarlos al computador para procesar los datos y posteriormente hacer una estimación de su función de transferencia (identificación de sistemas) ese es el objetivo de esta práctica y se muestra paso a paso. DALE CLICK
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