Curso de Instrumentación XVI Simposio Peruano de Energía Solar Curso de Instrumentación Mg. Juan Ernesto palo

Sistemas de Instrumentación Comunicación RS232 RS485 GPIB I2C CAN USB Hardware Sensores Transductores Data Loger PC Software Sistema de explotación Software de Comunicación Sistema Operativo

Data Loger Entradas Analógicas Resolución 1mV ADC 10-12 -16 BIT Bipolar -5 , +5 (v) -12, +12(v) Entradas digitales Frecuencia Periodo Pulso Estado Menoría de Datos EEPROM Flahs RAM Puerto de comunicación RS232 RS486 USB Protocolo de comunicación digital BUS CAN I2C

Estación de Monitoreo

Monitoreo y Control

Micro Instrumentos de Monitoreo

Características Funcionales Error: la diferencia entre el valor medido por el instrumento y el valor real. Error de Compensación offset Error de linealidad Error de linealidad diferencial Ganancia Estabilidad 10ppm/ºC Precisión: el grado con el cual la variable medida es mesurable. Respuesta: rapidez con la cual el instrumento puede detectar un cambio en la intensidad de la señal que esta midiendo. Repetitividad: indica la capacidad del instrumento de repetir una secuencia de datos que poseen valores en forma alternante pero igual. Resolución: el más pequeño cambio que puede ser medido y que es detectable por el instrumento. Confiabilidad: la probabilidad que el instrumento trabajará a sus límites definidos.

Resistance humidity sensor (HR25K5) Applications: Measurement meter, control system, printers, humidifiers, air conditioners, automobiles, meteorological systems, VCR  and more. Specifications: Operation range 30 to 90 %RH Voltage 10 vcc máx. Standard resistance 25K at 25°C to 85°C Accuracy +/- 5%RH at 25°C, 60%RH Hysteresis <2 %RH Linearity 3%RH max. changing from 40%RH to 80%RH Temperature range 0°C to +60°C Storage 90 %RH, -20°C to +85°C Resistance table ( KΩ ): 30%RH 40%RH 50%RH 60%RH 70%RH 80%RH 90%RH 2°C 8300 970 170 32 10.4 3.2 1.9 25°C 7500 770 123 25 8.4 3.5 30°C 5700 625 60 20 6 2.4 1.5 Fuente: SCM International, Inc.

Fuente: SCM International, Inc. Humidity Sensor ( 1 to 99% RH ) HSCAP Applications: Measurement meter, control system, printers, humidifiers, air conditioners, automobiles, VCR  and more. Features: Fast response and linear humidity sensor Low cost Capacitive   Specifications: Response:                         Operation range 1 to 99 %RH Voltage <12 vcc Operation frequency 1 to 20Khz Typical capacitance 122pf +/-5%  at 33%RH Capacitance change 2.5pf / 10%RH Histeresys <2 %RH Temperature dependence -0.4pf at 10°C Linearity +/- 1%RH ( 10 to 90 %RH ) Temperature range -20°C at +60°C Storage condition 1 a 99 %RH, -10°C a +50°C Fuente: SCM International, Inc.

Transductor de Humedad HC5V5C2 Applications: Measurement meter, control system, printers, humidifiers, air conditioners, automobiles, meteorological systems, VCR  and more. Features: Fast response and linear Output voltage linear response for relative humidity   Specifications: Operation range 0 to 100 %RH Voltage 5 vcc +/-5% Output 0.8 to 3.9 v at 25°C Typical current 0.38 mA max. <0.5 mA Precision =< 4%RH to 25°C, 30 to 80%RH, voltage 5v Operation temperature range -40°C to +80°C Storage -55°C to +125°C Response time 15s Stability 1%RH per year Output voltage Temperature: 25°C, voltage 5v. Linear response from 0.8 to 3.9v for 0 Fuente: SCM International, Inc.

Sensor de presión de aire / atmosférica PA300 Características del sensor de presión: Solid State Reliability Presión absoluta Drive de tensión o corriente constante Entrada  3VDC a 25C.   Min Típico Máximo Unidades Tensión de excitación 3 10 V Corriente de excitación 1.5 mA Offset -25 +25 mV Rango FS 15 psi 66 87 108 Rango de  Coeficiente de temp. -0.1 +0.1 %FS/°C Offset de Coeficiente de temp. Linealidad -0.3 +0.3 %F.S Impedancia del puente 2.6 3.1 3.6 KΩ Sobrecarga de presión 2 × Pressure Rated.F.S. Temperatura de operación -40 125 °C PIN PINOUT 1 Vs 2 Out+ 3 Vs+ 4 Out-   Condiciones de uso y acceso a SCMStore.com SCM International, Inc. licencia al usuario a utilizar esta aplicación por el termino de una sesión, exclusivamente bajo los siguientes términos y condiciones: (c) 2009, SCM International, Inc. All right reserved. Todos los derechos reservados.

Solid State Reliability Presión absoluta Sensor de Presión MDP150 Características Solid State Reliability Presión absoluta Drive de tensión o corriente constante Entrada  3VDC a 25C.   Min Típico Máximo Unidades Tensión de excitación 3 10 V Corriente de excitación 1.5 mA Offset -25 +25 mV Rango FS 15 psi 66 87 108 Rango de  Coeficiente de temp. -0.1 +0.1 %FS/°C Offset de Coeficiente de temp. Linealidad -0.3 +0.3 %F.S Impedancia del puente 2.6 3.1 3.6 KΩ Sobrecarga de presión 2 × Temperatura de operación -40 125 °C Aplicaciones Altímetros Estaciones ambientales Control neumático

Reed switches KSK-1A35 Fuente : MEDER Electronic

SENSOR DE GAS MONOXIDO DE CARBONO (CO) SCM134 Características de sensibilidad. Símbolo Descripción Parámetro Comentario Rs Resistencia del sensor 2 KΩ - 20 KΩ (100 ppm monóxido de carbón) Rangos de detección: 20 – 1000 ppm de Monóxido de Carbón α (300/100 ppm) Pendiente de la concentración ≤ 0.5 Condiciones estándar de detección Temp. 20 °C ± 2 °C, Vc. 5V ± 0.1 Humedad 65% ± 5% Vh. 5V ± 0.1 Tiempo de precalentamiento No menos de 48 Horas

SENSOR DE POLUCIÓN EN AIRE SCM135 Características de sensibilidad Símbolo Descripción Parámetro Comentarios Rs Resistencia del sensor 1K a 10K (1000 ppm Alcohol) Adecuado para 3000ppm LPG y Propano Rango de deteccion: 1% a 10% smoke   0.3 a 20% CO2 α (3000/1000) Isobutano Pendiente de la concentración ≤ 0.6 Condiciones standard de detección Temp. 20 °C ± 2 °C, Vc. 5V ± 0.1 Humedad 65% ± 5% Vh. 5V ± 0.1 Tiempo de precalentamiento Más de 24 hours

Temperatura TIPOS DE SENSORES DE TEMPERATURA Sensores La Medición de temperatura es uno de los parámetros mas importantes en los procesos de control, la medición de temperatura con preedición es complicado especialmente porque en muchos de los sistemas en energías renovables los errores de medición deben están por debajo de los 0.5 ºC TIPOS DE SENSORES DE TEMPERATURA Sensores Rango de temperatura ºC Costo Robustez Termocupla -270 2600 Bajo Muy alta RDT -200 600 Medio Alta Thermitor -50 200 Media Circuito Integrado -40 125 Baja

Sensor de Temperatura DS1820 Características

Sensor de Temperatura LM35 Características

TERMOCUPLAS Tipo Material + Material - C. Seebeck uV/ºC Rango ºC K Ni + 10%Cr Ni+2%Al+2%Mn+1%Si 42 -180 + 1350 J Fe Cu+43%Ni 54 -180 +750 N Ni + 10%Cr+15%Si Ni+4.5%Si+0.1%Mg 30 -270 +130 T Cu 46 -250 +400 E Ni+10%Cr 68 -40 +900 R Pt+10%Rh Pt 8 -50 +1700 B Pt+30%Rh Pt+6%Rh 1 100 +1750

CALIBRACIÓN DE TERMOCUPLAS Coeficientes Tipo K O ºC a 500ºC Tipo J OºC a 760ºC 0.0 2.508355 x 10 -2 1.978425 x 10 -2 7.860106 x 10 -8 -2.001204 x 10 -7 -2.503131 x 10 -10 1.036969 x 10-11 8.315270 x 10 -14 -2.549687 x 10 -16 - 1.228034 x 10-17 3.585153 x 10-21 9.804036 x 10 -22 -5.344285 x 10 -26 -4.413030 x 10 -26 5.099890 x 10 -31 1.057734 x 10 -30 - -1.052755 x 10 -35 Error +/-0.05 ºC

Aproximación Lineal Tipo Coeficiente Seebeck K 40.46 J 51.71 T 40.69 E 60.93 B 0,05 S 6.02 R 5.93

COMPENSACIÓN DE UNIÓN FRÍA V3=V4

Circuito Practico CI LT1025 VS = s (T1 – T2).

Medición de Flujo Rango de Medición: 0,025-0,5 l/min ...1-25 l/min. Agua Conexión: G 1/2 AG o Conector de manguera Material: Polipropileno Max. Presión: 10 bar max. Temperaturaa: 70 °C Linearidad: ± 1% Impulsos de Salida, Divisor de Frecuencia, Salida Analógica, Contacto, Digital-/Punto de Indicación

colector en circuito abierto

Control Automático

Circuitos Integrados mas Usados Microcontroladores PIC16F877A

Microcontrolador PIC18F455

Microcontrolador PIC12F629/675

ADC 12 BIT MCP3202

Memoria Flash AT45DB161D The AT45DB161D is a 2.5-volt or 2.7-volt Serial-interface sequential access Flash Máxima Frecuencia de reloj 66 MHz. Capacidad de 16 Mega bits

Memoria EEPROM 24LC512

Amplificadores Operacionales LM358 Alimentación simple OP07 Ultra bajo offset AD620 De instrumentación TL072 Alta impedancia de entrada TL084 4 amplificadores OP.

Otros Circuitos Integrados MAX 2232 RS232 LT1073 DC - DC MAX6675 Termo culpas tipo K MAX485 RS485 CP2102 Serial USB PCF8563PN CAM

LEY EXPONENCIAL DE HELLMANN

La velocidad media del viento

ENERGÍA ÚTIL DEL VIENTO

REPRESENTACIÓN ESTADÍSTICA DEL VIENTO La función de densidad de probabilidad La función de distribución es

Momentos de la distribución de Weibul La velocidad media del viento es el primer momento de la función de densidad

Calculo de K y C función de distribución de Weibul

Ejemplo de Cálculo Numérico F(V) Probabilidad % V Velocidad m/s 0.0616 2 0.2387 4 0.3639 6 0.3124 8 0.1658 10 0.0560 12 0.0121 14 0.0017 16 0.0001 18 0.0000 20

Factor de Forma y Escala

Distribución de Weibul f(v) V m/s

Potencia Promedio Anual