Seguidor Solar

D. Menjívar, H. Montiel, A. García, M. Agreda.Universidad Don Bosco, Calle a Plan del Pino, Km. 1 1/2, Ciudadela Don Bosco, Soyapango.

e-mail: menjivar4@hotmail.com, edu_mt@hotmail.es, foncho111@hotmail.com, murder1088@hotmail.com.

Se desea construir un dispositivo que sea capaz de orientar una plataforma en una dirección normal al sol en todo momento,siguiendo al sol de este a oeste. Se compone de un solo apoyo central; el eje de de un motor eléctrico DC.

Palabras claves: Seguidor Solar, Controlador.

We want to build a device that is capable of giving a platform in a direction normal to the sun at all times, following the sunfrom east to west. It consists of a single central support, the shaft of a DC electric motor.

Keywords: Solar Tracker, Controller

1. Introducción

El presente documento muestra de una forma aescala un seguidor solar, el cual básicamente sigue un hazde luz que bien puede moverse de izquierda a derecha oviceversa, con el proyecto presentado en este documentose busca aplicar los conocimientos obtenidos en lossistemas de control automático.

Según lo aprendido se desarrollo el proyecto en basea un controlador de tipo on-off es decir, que respecto a lasseñales de entrada el circuito puede responder de dosformas posibles, una es on (que para este caso seríaactivar el motor) y off (estaría referido a no activar elmotor), por supuesto que estos parámetros dependen de laincidencia y movimiento de luz en las LDR.

En conclusión el proyecto muestra una de las tantasaplicaciones que se le puede dar a un controlador de tipoon-off, ya que este tipo de controlador es ampliamenteusado en la industria, y precisamente el proyecto deseguidor solar puede aplicarse para controlardeterminadas maquinas con solo la incidencia de un hazde luz.

2. Descripción del Prototipo

El circuito desarrollado puedo controlar de una formamuy precisa un solo motor es decir, un seguidor vertical,esto es en un solo punto o en un solo plano para ser masexactos, y cabe mencionar que la operatividad delcircuito depende mucho del ángulo de incidencia de luz,esto es que para obtener resultados favorables debetomarse muy en cuenta dicho ángulo.

2.1 Diagrama Electrónico

Fig. 1. Diagrama electrónico general

2.2 Funcionamiento

El circuito anterior funciona de la forma siguiente,primeramente se dispone de un comparador de ventanacon el cual se puede mantener el circuito reposo, por supuesto que esto ocurrirá siempre y cuando las resistenciasfotosensibles LDR’s estén sometidas a la mismailuminación.

Bajo las condiciones descritas anteriormente, el potencialexistente en la entrada no inversora de A y en la entradainversora de B son iguales a la mitad de la tensión dealimentación, cuando cambia la posición del sol o del hazde luz que incide sobre las LDR’s R1 y R2 es diferente,para este caso la tensión de entrada del comparador deventana ya no es la mitad de la tensión de alimentaciónlogrando así que la salida proporcione tensión al motorpara que este gire a la izquierda o la derecha.

La conmutación del sentido de giro lo aseguran lostransistores en puente T1 a T4, las uniones colector-emisor están puenteadas por los diodos Di a D4 cuyafunción no es otra mas que la de eliminar cualquier picode tensión en el momento que el motor pueda encenderse.

R3 y R5, se utilizan para la alineación, se ajustan demodo que el motor no se encienda cuando las LDR’sestén sometidas a la misma intensidad de luz, por lo tanto

si en un dado caso se ilumina menos la LRD2 que laLRD1, la tensión en el nodo que esta cortocircuitado conel pin 3 y pin 6 del LM324; entonces la tensión entreambas crece por encima de la mitad de la tensión dealimentación, logrando así que la salida de A pasa a nivelalto y los transistores T1 y T4 conducen, logrando de estaforma que el motor se encienda.

Si se invierte la relación de iluminación de las 2 LDR´s,el potencial en el nodo entre ambas resistencias debe caerpor debajo de la mitad de la tensión de alimentación yserá la salida del amplificador B la que ahora este ennivel alto, ahora conducirá también T2 y T3 logrando asíla inversión en el giro del motor. La elección del motordebe tenerse bajo la condición de que la corriente detrabajo máxima no sea superior a 300mA.

2.3 Puente H con Transistores

El circuito que controla el motor se conoce como unaconfiguración H o puente H de transistores, acontinuación se hace una breve explicación de esteparticular circuito en base al siguiente diagrama.

Fig. 2. Montaje del Sistema Térmico

El Puente H formado de transistores NPN se utiliza paracambiar de giro un motor de Corriente Directa(CD), adiferencia de los relés los transistores tienen un tiempo dereacción mucho mejor por no tener partes mecánicas quehagan contacto al aplicarles una corriente eléctrica, sufuncionamiento es sencillo simplemente activamos labase de los transistores y estos dejan pasa la corriente, siaplicamos tensión en el Q1 y Q4 el motor dará el girohacia la izquierda, por el contrario al aplicar tensión enQ2 y Q3 el motor dará el giro hacia la derecha, estecircuito esta diseñado para motores de 3V a 5V.Para el proyecto se utilizo un motor de corriente directade 9V, pero cabe mencionar que el motor esta conectadoa un reductor, el cual cumple la función de reducir las

rpm del motor, como su nombre lo indica, en el cual seinstalaron ambas LDR`s.

Sin embargo, en este caso se usó un puente H integradode la serie TA7267. Puesto que en la experimentación delprototipo se observó irregularidades en la operación delpuente H formado con los transistores, se optó por incluirun puente H integrado. Este mismo se muestra másadelante con sus características principales.

2.4 Listado de Materiales.

Resistencias Valor o serie dereferencia

R1 LDRR2 LDRR3 100KR4 15KR5 10KR6 47K

TransistoresT1 = T3 Tip 50T2 = T4 Tip 42ADiodosD1-D4 1N4001

Circuito integrado

CI A y B LM324Motor 12VDC

Los elementos remarcados en amarillo, fueronsustituidos por el puente integrado TA7267BP

3. Conclusiones

Es conveniente que se usen elementoscompactos en el caso de la etapa de potencia hacia elmoto, debido a que los elementos que se presentaron enla figura 2 proporcionan cierto margen de error en elmanejo del motor.

Es posible diseñar un control adecuado para unaplanta (panel solar), con un controlador On-Off,partiendo de conocimientos de control electrónico.

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