Diseño, montaje y control de una plataforma educacional de levitación neumática

Autor: López Baena, Daniel, Cadenillas Martínez, Joseph
Přispěvatelé: Guzmán Solà, Ramon, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Popis: Títol alternatiu emprat a la intranet docent de l'EPSEVG: "Control de levitación por flujo de aire" El projecte actual tracta sobre el disseny i muntatge d’una maqueta destinada a la implementació de diferents controls amb caràcter educacional i/o d’investigació. La funcionalitat de la maqueta es la levitació d’una esfera de poliestirè expandit en l’interior d’un tub de metacrilat mitjançant l’acció de un o dos ventiladors, situats als extrems del tub, per posteriorment poder realitzar controls de posició i velocitat. Aquest projecte se situa en el context actual, davant la gran quantitat de maquetes educacionals destinades al disseny de controls que es troben actualment en el mercat, i las poques destinades a la levitació per flux d’aire. L’objectiu es oferir una plataforma d’aprenentatge i d’assaig completa i versàtil. Així doncs, es comença dissenyant i muntant tota la part Hardware relacionada amb els circuits i tots els elements necessaris per al funcionament de la maqueta. Posteriorment, es dissenya i imprimeixen les peces 3D que son l’estructura contenidora de tots els components electrònics, el xassís de la maqueta. Una cop finalitzat tot el muntatge i tenint la maqueta operativa, s’obté un model empíric sobre el qual es dissenyen diferents controls, utilitzant només un ventilador o utilitzant els dos. Aquests controls es programen sobre un microcontrolador i s’apliquen en la maqueta para definir la robustesa i l’estabilitat de la plataforma educacional dissenyada i muntada. A continuació, es comparen els resultats obtinguts de las simulacions amb els obtinguts sobre la maqueta ja muntada, i es conclou quins controls son els que donen millors resultats, per al sistema amb un o dos ventiladors. Para finalitzar, s’extreuen diferents conclusions sobre el projecte i es proposen futures línies de treball per continuar amb la millora i potenciar-ne el seu ús. El presente proyecto trata sobre el diseño y montaje de una maqueta destinada al desarrollo e implementación de distintos controles con carácter educacional y/o de investigación. La funcionalidad de la maqueta es la levitación de una esfera de poliestireno expandido en el interior de un tubo de metacrilato mediante la acción de uno o dos ventiladores, situados en los extremos del tubo, para posteriormente poder realizar controles de posición y velocidad con la misma. Este proyecto se sitúa en el contexto actual, ante la gran cantidad de maquetas educacionales destinadas al diseño de controles que se encuentran actualmente en el mercado, y las pocas destinadas a la levitación por flujo de aire. El objetivo es ofrecer una plataforma de aprendizaje y ensayo completa y versátil. Así pues, se empieza diseñando y montando toda la parte Hardware relacionada con la circuitería y todos los elementos necesarios para el funcionamiento de la maqueta. Posteriormente, se diseñan e imprimen las piezas 3D que son la estructura contenedora de todos los componentes electrónicos, el chasis de la maqueta. Una vez finalizado todo el montaje y teniendo la maqueta operativa, se obtiene un modelo empírico sobre el cuál se diseñan distintos controles, utilizando solamente un ventilador o utilizando ambos. Dichos controles se programan sobre un microcontrolador y se aplican en la maqueta para definir la robustez y la estabilidad de la plataforma educacional diseñada y montada. A continuación, se comparan los resultados obtenidos de las simulaciones con los obtenidos sobre la maqueta ya ensamblada, y se concluye qué controles son los que dan mejores resultados, para el sistema con uno o dos ventiladores. Para finalizar, se extraen diferentes conclusiones sobre el proyecto y se proponen futuras líneas de trabajo para seguir con la mejora y potenciar su utilización. This project deals with the design and assembly of a model for the development and implementation of different controls with an educational and / or research nature. The functionality of the model is the levitation of an expanded polystyrene sphere inside a methacrylate tube through the action of one or two fans, located at the ends of the tube, to later be able to carry out position and speed controls with it. This project is situated in the current context, given the large number of educational models for the design of controls that are currently on the market, and the few for levitation by air flow. The goal is to offer a comprehensive and versatile learning and testing platform. Thus, it begins by designing and assembling all the Hardware related to the circuitry and all the elements necessary for the operation of the model. Subsequently, the 3D pieces that are the container structure of all the electronic components, the chassis of the model, are designed and printed. Once all the assembly is finished and the model is operational, an empirical model is obtained on which different controls are designed, using only one fan or using both. These controls are programmed on a microcontroller and applied to the model to define the robustness and stability of the educational platform designed and assembled. Next, the results obtained from the simulations are compared with those obtained on the already assembled model, and it is concluded which controls are the ones that give the best results, for the system with one or two fans. Finally, different conclusions are drawn about the project and future lines of work are proposed to continue with the improvement and enhance its use.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: