Controlador PID de temperatura utilizando la tarjeta de desarrollo AVR Butterfly

1
Controlador PID de temperatura utilizando la
tarjeta de desarrollo AVR Butterfly

• Andrés Lecaro
• José González

2
Diagrama de Bloques
3
Objetivos del proyecto

• Mantener la temperatura dentro de un rango
  preestablecido (set point) en una planta usando
  la tarjeta AVR Butterfly
• Mostrar la temperatura medida mediante un sensor
  externo en el LCD de la tarjeta

4
Tarjeta AVR Butterfly

• El Kit AVR Butterfly se diseñó para demostrar los
  beneficios y las características importantes de
  los microcontroladores ATMEL.
• El AVR Butterfly utiliza el microcontrolador AVR
  ATmega169V, que combina la Tecnología Flash con
  el más avanzado y versátil microcontrolador de 8
  bits disponible.

5
Tarjeta AVR Butterfly

• La parte de hardware que utilizaremos de la
  tarjeta son
• Microcontrolador ATMEGA169V
• Pantalla tipo vidrio LCD de 120 segmentos
• Joystick de cinco direcciones, incluida la
  presión en el centro.
• Acceso externo al canal 4 del ADC del ATmega169,
  para lectura de voltaje en el rango de 0 a 5 V.
• Salida de señal PWM mediante pin OC1B.

6
(No Transcript)
7
HARDWARE EXTERNO

• Además de la tarjeta AVR Butterfly vamos a
  utilizar lo siguiente
• Sensor de temperatura LM35
• La planta que en nuestro casa de demostración
  será una lámpara de 12VDC a 50W y consumirá 4.2
  Amp.

8
HARDWARE EXTERNO

• Etapa de Potencia que consta de un
• circuito que usa un MOSFET
• como switch
• Fuente de computadora que nos proveerá 5VDC cable
  color rojo y 12VDC cable color amarillo

9
Diseño de la solución
10
Diseño de la solución

• La programación constará de 5 etapas
• Programa para manejar el LCD (LCD.h)
• Programa para manejar el joystick (joystick.h)
• Programa para manejar el ADC (ADC.h)
• Programa para manejar el controlador PID (PID.h)
• Programa principal (main.h)

11
LCD.h

• Nos permitirá mostrar por pantalla los datos como
  ingresar la temperatura deseada y la temperatura
  actual de la planta
• Esta pantalla nos permite mostrar solo 6 dígitos,
  por lo tanto se mostrará la temperatura deseada y
  la temperatura actual de la siguiente forma

12
joystick.h

• Nos permitirá ingresar mediante el joystick la
  temperatura deseada. Si presionamos el pulsador
  izquierda la temperatura deseada decrementará 1
  unidad y si presionamos derecha incrementará 1
  unidad, los pulsadores arriba y abajo no serán de
  utilidad para nuestro proyecto. Para empezar a
  sensar la temperatura tendremos que presionar el
  pulsador centro.

13
ADC.h

• Esta parte del programa leerá la señal analógica
  entregada por el sensor de temperatura por el
  canal ADC4 (conector JTAG pin 1)y la convertirá a
  digital y mostrará por pantalla la temperatura
  actual de la planta.

14
PID.h

• Esta parte del programa comparará la temperatura
  deseada (set point) con la temperatura actual de
  la planta y activará una señal PWM (conector
  puerto B pin 7)que controlará la planta para que
  su temperatura se adecue al set point

15
PID.h
16
Simulación

• Para la simulación del proyecto utilizaremos el
  PROTEUS que tiene un SAMPLE del AVR Butterfly.
• Además utilizaremos como planta un componente
  llamado oven

17
Simulación
18
Simulación

• Este gráfico es de la temperatura actual de la
  planta versus el tiempo, el set point fue de 40ºC.

19
Conclusiones

• Mediante nuestro proyecto hemos logrado
  implementar de una manera sencilla un controlador
  PID de temperatura que tiene una amplia gama de
  aplicaciones, permitiendo mantener una
  temperatura adecuada para la planta a controlar.