Cortina de Agua digital II(continuación)

Siguiendo con el desarrollo de este proyecto, la verdad que he estado realizando la parte electrónica, pero antes de nada comentar algunas consultas que me llegaron al correo acerca de este tema y que alguien mas se las plantee?

¿Como se calcula el numero de válvulas por metro lineal?

En este punto quiero dejar claro que a mayor numero de válvulas por metro lineal la CAD (cortina de agua digital) tendrá una mayor resolución al momento de mostrar las imágenes, pero así mismo su costo se elevara mucho mas por los componentes necesarios, teniendo eso en cuenta  seleccione  32 válvulas por metro lineal la hice  por dos motivos; primero por que los registro de desplazamiento 74HC595  tienen 8 salidas  y colocando 32 válvulas tendré que ubicar 4 registros EXACTAMENTE, y la segunda y la mas importante es que colocando 8 electrovalvulas  en fila (figura 1) me da una longitud de 25 cm  por tanto colocando las 32 en fila tendré 1m lineal.

Figura 1 Electrovalvulas

Bueno se que la selección del numero de válvulas parece un poco empírica y nada ingenieril, pero estas son las válvulas que mayor se adaptan tanto en características técnicas como en presupuesto general, entonces lo que me queda es adaptarme a ellas.

¿Que son las boquillas de salida para el flujo laminar?

Si dejamos que el fluido salga directamente desde la electrovalvula no se va ha tener  un flujo constante y bien definido del chorro de agua por lo tanto se hace necesario una boquilla para conseguir flujo laminar, es decir  un flujo de salida suave y continuo,  es muy importante lograr el flujo laminar por que de esto depende que nuestra fuente sea un éxito o un fracaso, ¿de que depende esto? depende de la densidad,  viscosidad y  velocidad del flujo y el diámetro del tubo, se calcula:

Viscosidad del Agua; 380 mPas

Densidad relativa de agua; 1

Diámetro de la boquilla: 5mm

Re=  (Densidad*Velocidad*diámetro) / viscosidad

Si el Flujo es Laminar    Re<2300
Si el Flujo es Turbulento    Re>2300
Como se puede observar en la formula lo mas conveniente es que “Re” sea lo mas bajo posible <2300  como todos los parámetros ya están dados lo único que podemos variar es la velocidad del fluido y como la velocidad depende directamente de la presión  ya se puede calcular la presión que necesitamos a la entrada de la boquilla para lograr un flujo laminar, este dato es muy importante para después seleccionar la bomba que dará la presión necesaria a todo el sistema, a si como el diámetro necesario  de tubería y cantidad de agua en toda el sistema CAD, tengo un vídeo al respecto cuando se utiliza la boquilla y cuando no se la utiliza y se puede notar claramente la distorsión del flujo de agua, lo publicare mas adelante.
boquilla de agua

En la imagen se puede observar la electrovalvula conectada junto a la boquilla para lograr el flujo laminar correcto, esta se debe acoplar a la salida de la electrovalvula y debe ser lo mas corta posible para evitar que cuando se corte el flujo de agua  queden pequeñas cantidades de fluido que puedan distorsionar la salidas y producir goteos indeseables. Hasta ahí estas dos inquietudes que llegaron a mi correo espero haber sido claro en la explicación, debe entenderse que detrás de esto hay un mucha mas  teoría y cálculos y experimentación que se tiene que realizar de acuerdo a cada proyecto.

 

En el post anterior mencione que realizaría la etapa de potencia con optoacopladores PC817, sin embargo eso era valido para electrovalvulas de corriente continua DC,  el inconveniente surgió cuando el proveedor no tenia en stock las 64 electrovalvulas  por esa razón se cambio a  electrovalvulas de corriente alterna 110V DC – 60Hz, 100mA, dadas  las nuevos requisitos el circuito de potencia quedo según el esquema;

MO

esta es la etapa de potencia, el triac escogido es el BTA12, la resistencia de 39 Ohm es de 1w y el condensador en 0.01 uf a 160v, el circuito lo he armado en un  protoboard  y lo he puesto a funcionar por 3 días seguidos para testear el comportamiento de los componentes, de los cuales he sacado algunas conclusiones:Prototipo1

  • La resistencia de 1/2 w no disipa lo suficiente existe un calentamiento aunque el consumo de la electro-válvula es bajo (100mA), la electro-válvula estuvo abriendo y cerrado cada 500 mili segundos.
  • El condensador de 0,1uf también calienta mucho mas que la resistencia.
  • El BTA12, tiene un leve calentamiento casi imperceptibles.
  • Cabe mencionar que la prueba la realice en el exterior con la valvula abriendo y cerrado cada medio segundo y con agua circulando por ella, esto para lograr condiciones reales de funcionamiento.

Aunque los componentes no dañaron por el calentamiento si se debe tener en cuenta que esto acorta su vida útil por tanto voy a realizar un cambio por componentes de mayor potencia de disipación, mi objetivo es garantizar una  vida útil aceptable (> 3 años) de todo el sistema.

Voy a desarrollar  desarrollar el software para el procesamiento de imágenes y comunicación con arduino, el codigo para el control de arduino  y realizar algunos retoques en el la electrónica para evitar calentamientos, en el próximo post comentare los avances.