19 - Prácticas maqueta MD542 (horno)

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Uso de los actuadores del horno

Resistencia calefactora. El interruptor enciende la resistencia a potencia máxima (control todo/nada). Si apagas el interruptor, puedes ejercer control proporcional con voltaje de 0 a 10 V a través de un triac.

Se desactiva automáticamente al alcanzar 70ºC

Modos de uso:

Ventilador. El interruptor enciende la el ventilador a potencia máxima (control todo/nada). Si apagas el interruptor, puedes ejercer control proporcional con voltaje de 0 a 15 V. El sentido de giro no es reversible.

Sensores PT100 y termopar (thermocouple) industriales

Vamos a trazar la función de transferencia de los siguientes sensores:

Este es el aspecto de las cabezas:

PT100 y termopar, ambos incorporan acondicionadores para medir a 4-20 mA cuando se alimentan a 24V
PT100 y termopar, ambos incorporan acondicionadores para medir a 4-20 mA cuando se alimentan a 24V

Realmente las medidas originales arrojan resultados en Ω y mV respectivamente, pero estos sensores incorporan acondicionador para entregar señales 4-20 mA.

Recuerda la diferencia entre sensor y acondicionador: el sensor sólo mide, mientras que el acondicionador adapta la señal a una unidad (voltios, amperios) y rango adecuados.

Las medidas en bucle de corriente (4-20 mA) soportan largas distancias y ofrecen detección de corte en el cable (0 mA indica ruptura, no existe ambigüedad con ninguna medida). Para hacer las medidas directamente necesitamos amperímetro (con fusible en buen estado):

Dada la incomodidad de medir en corriente, la falta de sensibilidad de muchos amperímetros en ese rango tan pequeño, y el coste de la electrónica de adquisición de datos, nos puede interesar convertir dicha medida a rango de voltaje 0-10 V. Para ello contamos con un convertidor 3RS1705:

Este es el aspecto de la medida usando el convertidor I/V:

Las gráficas que debes trazar son cuatro (subida y bajada en mA y V). Puedes juntarlas en dos solas para apreciar la histéresis.

Eje horizontal: temperatura (%); eje vertical: voltaje (V).

 Sensores predeterminados

Realiza las gráficas de los cuatro sensores integrados (termopar, PTC, PT100, AD590). Los sensores se pueden conectar a la vez y ver la distribución de temperaturas en el horno usando el programa Kaptoris y los módulos SAD450 y SAD451:

Procede a cablear, paciencia!

Ten en cuenta que cada sensor debe tener bien ajustadas la ganancia y el offset. Cuando lo tengas:

  1. Lanza el programa KAPTORIS.
  2. Configurar las entradas (Tipo de señal, nombre, calibre, etc.) con la opción ENTRADAS / SALIDAS.
  3. Definir los tiempos de muestreo y análisis.
  4. Con las tapas del horno puestas a éste y con el ventilador desactivado (posición EXT.) ejecutar la opción PROGRAMAR CAPTACIÓN INMEDIATA.
  5. Activar el elemento calefactor por medio de su conmutador (posición INT).
  6. Tras la captación, leer los datos mediante la opción LECTURA DATOS CAPTACIÓN. Las señales captadas se visualizan en pantalla.

    ¿La temperatura del horno es homogénea? . ¿Qué punto del horno alcanza mayor temperatura?

  7. Quitar las tapas del horno y activar el ventilador para enfriar el horno.
  8. Repetir la captación anterior desde la temperatura ambiente con el ventilador activado.
  9. ¿Se ha modificado la distribución de la temperatura?. ¿Qué captador es el más afectado?

Datasheet AD590: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD590.pdf

Bonus: LM35 / TMP36

Es el típico sensor que usan los makers en sus montajes con microcontroladores. Tiene una sensibilidad de 10mV/ºC y un rango de funcionamiento de -50 a 150ºC. Simúlalo aquí: https://www.tinkercad.com/things/cjmKUvz5KAJ

Ejemplo TMP36 conectado a calefactor
Ejemplo TMP36 conectado a calefactor

Otro ejemplo más complejo: https://www.tinkercad.com/things/c0IEpHi8oLs

Montaje más complejo con calentamiento y enfriamiento
Montaje más complejo con calentamiento y enfriamiento

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