Ventilador de corriente continua controlado por temperatura mediante un microcontrolador 8051

Hoy en día, la humanidad está avanzando hacia las nuevas tecnologías sustituyendo las operaciones manuales por dispositivos controlados automáticamente. Una de las necesidades básicas de la gente cuando hace calor es un ventilador de refrigeración. Pero la velocidad del ventilador puede controlarse manualmente mediante un interruptor manual, es decir, un regulador del ventilador o un atenuador. Girando el regulador, se puede modificar la velocidad del ventilador. Se puede observar en algunos lugares como cuando la temperatura es alta durante la mañana aunque la temperatura baja radicalmente por la noche. Los usuarios no comprenden la diferencia de temperatura. Así que para superar la velocidad del ventilador aquí hay una solución para variar según la temperatura. Este concepto es especialmente aplicable en zonas donde la temperatura cambia radicalmente durante el día y la noche. Este proyecto convertirá el ventilador manual en ventiladores automáticos. Los ventiladores automáticos cambiarán su velocidad según la temperatura de la habitación. En este artículo se explica el diagrama de bloques de un ventilador con control de temperatura, el funcionamiento de cada bloque y sus propiedades.


Índice de Contenido
  1. Ventilador de CC con control de temperatura mediante microcontrolador
    1. Ventilador de corriente continua con control de temperatura

Ventilador de CC con control de temperatura mediante microcontrolador

El sistema propuesto de ventilador controlado por temperatura mediante un microcontrolador se utiliza para controlar la velocidad del ventilador en función de la temperatura y especificar la temperatura en la pantalla. Los componentes necesarios son: microcontrolador, sensor de temperatura, motor, pantalla de siete segmentos, ADC, fuente de alimentación y amplificador operacional.

Ventilador de CC con control de temperatura

El diagrama de bloques del ventilador con control de temperatura mediante un microcontrolador se muestra en la figura anterior. El diagrama de bloques incluye la fuente de alimentación, el circuito RST, el microcontrolador 8051, el sensor de temperatura LM35, el ADC de 8 bits, el controlador de motor L293D, el motor de corriente continua, la pantalla de 7 segmentos y los interruptores i/p.

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Sensor de temperatura

El sensor de temperatura utilizado en el sistema propuesto es el LM35. El o/p de este sensor de temperatura es linealmente proporcional a la escala Celsius. Este CI no necesita ninguna calibración externa para dar precisiones. La función principal del sensor de temperatura en el sistema propuesto es detectar la temperatura del entorno externo de un ventilador.

Sensor de temperatura
Sensor de temperatura

microcontrolador 8051 (AT89C51)

El microcontrolador de 8 bits AT89C51 pertenece a la familia 8051. Consta de 128 bytes de RAM, 16 bits de direcciones, temporizador/contador de 16 bits, 6 interrupciones ROM- 4k bytes. La función principal del microcontrolador en el sistema propuesto es analizar la temperatura detectada por el sensor de temperatura. En función de la temperatura, el microcontrolador debe cambiar la velocidad del ventilador.

Microcontrolador AT89C51
Microcontrolador AT89C51

ADC (0808)

Es necesario interconectar un ADC (convertidor analógico-digital) con los microcontroladores 8051 para permitir el i/p analógico para el procesamiento de datos. Aquí se utiliza el puerto de E/S en serie para hacer el flujo de datos entre los controladores y también otros dispositivos. Aquí se ha utilizado un CI ADC0808 de 8 bits en paralelo. Funciona con +5V y tiene una resolución de 8 bits. Este ADC convierte la señal analógica de entrada en una señal digital equivalente utilizando la tensión de referencia.

ADC0808
ADC0808

Pantalla de siete segmentos

Un visualizador de 7 segmentos es un tipo de visualizador electrónico utilizado para mostrar los números decimales. Las aplicaciones de estos visualizadores incluyen principalmente contadores electrónicos, relojes digitales y diversos dispositivos electrónicos para mostrar la información en forma de números. Pero estos visualizadores utilizan el código hexadecimal para mostrar el código alfanumérico.

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pantalla de 7 segmentos
pantalla de 7 segmentos

Ventilador de corriente continua con control de temperatura

Todos los módulos utilizados en el diagrama de bloques anterior están integrados. La velocidad del ventilador se puede controlar mediante la variación de la temperatura. El concepto básico de este proyecto es obtener la temperatura, mostrar la temperatura, y el cambio de temperatura se refleja como variación de la velocidad del ventilador. Aquí el sensor de temperatura utilizado en el proyecto es el LM35 y el o/p de este sensor se da al convertidor analógico-digital. El funcionamiento completo se permite o no puede ser decidido por las interrupciones externas.

Diagrama de bloques del ventilador de CC controlado por temperatura
Diagrama de bloque del ventilador de CC con control de temperatura

El sensor de temperatura LM35 se interconecta con el pin analógico del microcontrolador 8051 porque el sensor de temperatura transforma la temperatura en tensión. En este caso, el sensor de temperatura debe interconectarse correctamente con el microcontrolador para obtener la lectura correcta. La velocidad del ventilador puede ser decidida por la temperatura examinada por el microcontrolador.

El microcontrolador controla el ventilador de corriente continua mediante el control de motor IC L293D. Este IC L293D es un controlador de motor de doble puente H que se utiliza para controlar la velocidad y la dirección del motor de CC. Además, ofrece aislamiento entre el microcontrolador y el motor. La velocidad del motor se puede controlar mediante la técnica de modulación de anchura de pulso (PWM).

El sistema propuesto también está provisto de un interruptor automático o manual que da la opción a los usuarios de controlar la velocidad del ventilador. Cuando se pulsa el botón, la velocidad se puede controlar manualmente, lo que significa que el usuario puede controlar la velocidad del ventilador manualmente. También se puede conectar un LED en RC1 para demostrar el estado del interruptor automático o manual. Si el diodo luminoso parpadea, significa que el control del ventilador es manual.

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Así que, finalmente, podemos concluir que cuando se da la alimentación a todo el circuito, el microcontrolador lee la temperatura circundante del ventilador. El valor analógico de la temperatura lo da el sensor y se aplica al pin ADC del microcontrolador. El valor analógico es cambiado por el digital por el microcontrolador internamente. Si la temperatura es superior al valor umbral, el microcontrolador envía una señal al controlador para que encienda el motor. Así, el ventilador empieza a girar.

Propiedades del ventilador con control de temperatura

Las propiedades de un ventilador con control de temperatura son principalmente las siguientes

  • Cuando la temperatura supera los 35 ᵒ C, el ventilador debe funcionar a la máxima velocidad.
  • Cuando la temperatura desciende por debajo de 15 ᵒ C, el ventilador debe funcionar a velocidad mínima.
  • La velocidad del ventilador debe cambiarse según los rangos de temperatura de 15 ᵒ C a 35 ᵒC,
  • El interruptor auto-manual debería estar incorporado, lo que daría al usuario la libertad de controlar la velocidad del ventilador en manual o en automático.

Las aplicaciones del ventilador con control de temperatura son aquellas en las que hay que controlar el consumo de energía, como empresas, institutos, organizaciones, electrodomésticos, en ordenadores para refrigerar el procesador. Además, este proyecto puede mejorarse mediante la interconexión con aparatos de aire acondicionado.

Así pues, esto es todo sobre el ventilador con control de temperatura utilizando un microcontrolador. Esperamos que hayas entendido mejor este concepto. Además, si tienes alguna duda sobre este concepto o sobre los proyectos basados en microcontroladores, por favor, danos tu opinión comentando en la sección de comentarios de abajo. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la función de la pantalla de 7 segmentos?

Créditos de las fotos:

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