Aplicación de un controlador PID a un motor paso a paso en un sistema embebido para la captación de energía solar.

Abstract

El proyecto propuesto aborda dos objetivos fundamentales: la implementación de un prototipo que aproveche la energía solar mediante un panel fotovoltaico, y la aplicación del control PID utilizando Simulink Matlab. El propósito de este dispositivo es captar, almacenar y utilizar la energía solar, proporcionando así una fuente sostenible de energía. El controlador PID se emplea específicamente en el motor a pasos, utilizando un sistema embebido compuesto por un microcontrolador Arduino, sensores LDR y un driver industrial para lograr la máxima eficiencia en la captación de energía solar. En la práctica 1, Implementación del Prototipo de Captación Solar, se lleva a cabo el diseño y desarrollo de un prototipo de captación solar. El objetivo principal es establecer la disposición y geometría óptimas para los paneles solares, considerando variables ambientales como la iluminación. Se proporcionan datos específicos sobre la salida del panel solar y detalles sobre la operación de la batería bajo condiciones mencionadas. La conexión del panel solar al controlador y a la batería optimiza la eficiencia del sistema, asegurando un suministro constante de energía. La configuración específica del driver DM556 garantiza las condiciones necesarias para el funcionamiento óptimo del motor paso a paso. La conexión de los sensores LDR al Arduino, con calibración individual, permite un monitoreo preciso de la intensidad lumínica en cada sección del panel solar. En la practica 2. Se muestra la respuesta del controlador PID con sintonización de ZieglerNichols, obteniendo oscilaciones iniciales seguidas de estabilización. Asimismo, la gráfica del tren de pulsos indicando la estabilización del panel solar en una posición fija. En el sistema dinámico y receptivo se tienen nuevas instrucciones del controlador PID para ajustes según sea necesario. El método de Ziegler-Nichols permite la sintonización efectiva del controlador PID para el seguimiento solar. Los parámetros del PID (Kp, Ti, Td) se ajustan para lograr una respuesta rápida y estable del sistema. La implementación exitosa del control PID mejora la precisión y eficiencia del seguimiento solar en comparación con sistemas sin control PID. El sistema demuestra dinamismo al esperar continuamente nuevas instrucciones del controlador PID sintonizado.