Diseño e implementación de un sistema de control a distancia para el control y gestión de motores monofásicos, empleando tecnología LoRa

Abstract

El presente trabajo consiste en modelar e implementar un dispositivo de monitoreo y control remoto para motores monofásicos, a media distancia, con un bajo consumo de energía, que permite control y visibilidad de funcionamiento de las maquinas eléctricas. El objetivo es desarrollar un sistema de comunicación inalámbrico de medio alcance, para el monitoreo, control y gestión de los diversos parámetros de un motor monofásico de forma remota. Durante el desarrollo se utilizaron módulos electrónicos, que tienen característica para funcionar en condiciones críticas como por ejemplo ambientes con temperatura alta en instalaciones industriales; para procesamiento de datos se usa microcontrolador de 8 bits; para la transmisión de información, transceptores de RF de 915MHz, que tiene una cobertura de servicios radial de hasta un kilómetro, con obstrucciones en su línea de vista; la transferencia de datos hacia el aplicativo visual, es mediante comunicación serial. Además, se realizaron procesamiento de información para diagnosticar mantenimientos, siendo los motores un elemento principal en la productividad de muchas industrias manufactureras, con la realización de este proyecto se aporta un modelado de funciones no lineales a medios visuales cuyo objetivo es contribuir a la mejora de las plantas industriales de las unidades empresariales. El resultado obtenido con el diseño e implementación fue la transmisión recepción de información entre módulos electrónicos, toma de datos de corriente y temperatura de la maquina eléctrica que fueron transmitidos a la unidad de monitoreo y control, como lo muestra el reporte grafico con datos de 1 amperio de corriente y 25 grados de temperatura durante un periodo promedio de 10 a 15 minutos de funcionamiento del motor monofásico. Las pruebas realizadas para la comunicación con los sistemas de comunicación LoRa, fueron realizado en zona urbana, como resultado de ello podemos indicar que se tiene aproximadamente 250 metros de transmisión de datos con poco obstáculo en la línea de vista, en forma efectiva. Ya si sobrepasamos esa distancia la comunicación tiene perdidas de paquetes. La frecuencia de trabajo fue de 915Mhz. En dicha área urbana, no se tiene muchos edificios de gran altura, por lo que la transmisión fue efectiva.

The present work consists of modeling and implementing a remote monitoring and control device for single-phase motors, at medium distance, with low energy consumption, which allows control and visibility of the operation of electrical machines.The objective is to develop a medium-range wireless communication system for remote monitoring, control and management of the various parameters of a single-phase motor.During the development, electronic modules were used, which have the characteristic to function in critical conditions such as high temperature environments in industrial facilities; 8-bit microcontroller is used for data processing; for the transmission of information, 915MHz RF transceivers, which have a radio service coverage of up to one kilometer, with obstructions in their line of sight; data transfer to the visual application is through serial communication.In addition, information processing was carried out to diagnose maintenance, the engines being a main element in the productivity of many manufacturing industries, with the completion of this project a modeling of non-linear functions is provided to visual media whose objective is to contribute to the improvement of the industrial plants of the business units.The result obtained with the design and implementation was the transmission and reception of information between electronic modules, data collection of current and temperature of the electrical machine that were transmitted to the monitoring and control unit, as shown in the graphic report with data from 1 ampere current and 25 degrees of temperature during an average period of 10 to 15 minutes of operation of the single-phase motor. The tests carried out for communication with LoRa communication systems were carried out in an urban area, as a result we can indicate that there is approximately 250 meters of data transmission with little obstacle in the line of sight, effectively. If we exceed that distance, communication has packet losses. The working frequency was 915Mhz. In this urban area, there are not many high-rise buildings, so the transmission was effective.