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Análisis de comparación de sistemas de llenado de garrafones de agua domestica en la ciudad de Mexicali, B.C., México

Resumen: Este trabajo de investigación, explica la evaluación de un circuito obtenido de la pagina de Internet de para ser aplicado en el llenado de garrafones, así como los materiales usados para realizarlo. También se explica con detalle como están conectadas las partes de dicho circuito, así como otros puntos importantes para llevarlo a cabo. Este sistema electrónico, nos es posible usarlo para diferentes actividades, en este caso se aplicara el circuito para un sistema de llenado de garrafones, utilizando dispositivos eléctricos y otros materiales necesarios para su elaboración.

Publicación enviada por M.C. Gustavo López Badilla y Otros Autores




 


Introducción 
Este trabajo de investigación, explica la evaluación de un circuito obtenido de la pagina de Internet de para ser aplicado en el llenado de garrafones, así como los materiales usados para realizarlo. También se explica con detalle como están conectadas las partes de dicho circuito, así como otros puntos importantes para llevarlo a cabo. Este sistema electrónico, nos es posible usarlo para diferentes actividades, en este caso se aplicara el circuito para un sistema de llenado de garrafones, utilizando dispositivos eléctricos y otros materiales necesarios para su elaboración.

Sistema de suministro de agua domestica en garrafones 
El sistema Osmolator, ayuda es capaz de bombear agua desde un depósito de reserva. Desgraciadamente el osmolator cuesta bastante dinero. Este sencillo diseño, junto con un recipiente de reserva y una bomba de agua hará la misma función por menos dinero. El circuito esta diseñado para ser muy seguro y es sumamente sencillo en su construcción y ajuste. Usa componentes estándar fáciles de localizar y con muchos equivalentes. Si deseas mayor seguridad contra fallos se pueden construir dos y ponerlos a funcionar en paralelo.

Diagrama electrónico y materiales

Lista de materiales
· R1 = 470K, 0.25W
· R2 = 180 Ohmios, 0.25W
· R3 = 47 Ohmios, 0.5W
· P1 = Potenciómetro lineal de 100K, 0.25W
· C1, C2, C3, C4 = Cerámico 2.2 nanofaradios, 25V
· C5 = Cerámico 100 pF, 250V
· D1, D2 = Diodo 1N4148
· TRI1 = Triac Q6004L3. Añadirle disipadores.
· IC1 (N1 y N2) = Integrado MC14093B (Solo se necesita un integrado). 
· IC2 = Optoacoplador MOC3022
· B1, B2 = Bomba de agua.
· SENSOR = Sensor de dos electrodos.
· Fuente de alimentación entre 5V y 9V en continua. Te servira un transformador de los que alimentan aparatos a pilas.

Instalación
En primer lugar se debe construir el circuito. Dada su sencillez se puede emplear una placa preperforada y no se necesitara hacer un circuito impreso. Se necesitara una sonda inalterable a los ácidos, bases y sales que además no desprenda ninguna sustancia química; se puede construir una con estas especificaciones. Coloca la sonda en el garrafón de manera que las puntas no toquen la superficie del agua cuando se alcance el nivel mínimo. Por último se necesitara un reciente donde pondrás el agua de reserva. El recipiente debe ser cerrado, pero no hermético. Dentro del recipiente se coloca una bomba de agua, de poco caudal (cuanto menos mejor). Eso si, la bomba ha de ser capaz de elevar el agua hasta el garrafón.

Teoría de operación
En este apartado vamos a explicar el principio de funcionamiento de este circuito. Es una explicación técnica y no es necesario conocerla para poder realizar el montaje con éxito. El circuito esta basado en el integrado MC14093B. Este integrado contiene cuatro puertas lógicas NAND en tecnología CMOS, lo cual le permite funcionar en un margen de 3V a 12V. Las entradas y salidas están protegidas por diodos. Por tanto es muy tolerante en cuanto manejo, fiable y muy económico. La puerta N1 junto a C3 y R1 forman un oscilador de alta frecuencia. Esta señal de alta frecuencia se envía a la sonda a través de C1 y C2 que sirven para eliminar la componente continua. En resumen, a través de la sonda enviamos una onda de poco voltaje (entre 5V y 9V) y alta frecuencia, lo cual impide la electrólisis. 

Además un voltaje tan bajo la convierte en muy segura. El retorno de la sonda lo pasamos a través de D1 y D2 que rectifican la señal. C4 sirve como almacenamiento eliminando parte del rizado. P1 suma una componente continua para poder alcanzar el nivel de excitación de N2, permitiendo de este modo la regulación. N2 nos sirve como amplificador y estabilizador, dando a su salida una señal TTL, capaz de activar IC2. Obsérvese que la señal a la salida de N2 esta invertida, presentando +5V cuando la sonda esta fuera del agua y 0V cuando esta sumergida. La salida del N2 la enviamos al opto acoplador MOC3022. La función del opto acoplador IC2 es aislar la parte de baja tensión de la parte de media tensión. Es cuestión de seguridad. La salida del opto acoplador IC2 sirve para activar un TRIAC. Se ha escogido un TRIAC en lugar de un relee debido a que opera de forma fiable y silenciosa. Además, en caso de fallo simplemente dejaría de funcionar, no como en los relees que pueden quedarse con los contactos pegados. El Triac Q6004L3 tiene una tensión inversa de 600 V, lo que nos permite funcionar con seguridad a 110V y 220V. Su intensidad máxima es de 4 Amperios, lo que nos permitirá manejar cualquier bomba del mercado, por mucho que consuma (hasta 400W). El condensador C5 y la resistencia R3 sirven para absorber los picos de tensión que generan las bombas en el arranque y la parada. Así prolongamos la vida del TRIAC.

Sistema de innovación propuesto
Estudiantes de nivel licenciatura de UNIVER, plantel periférico presentan un sistema para substituir el Osmolator, por un aparato electrónico mas sencillo y eficiente. A continuación, se expresa en diagrama de bloques:

El sistema detector digital de nivel de agua consiste en conocer cuando se alcanza el llenado del garrafón, para con ello enviar una señal al interruptor de llenado y detener el suministro de agua. El indicador nos permite saber cuando se ha detenido la operación de llenado por medio de un foco o sirena y el almacenamiento de la información nos indica un registro de la cantidad de garrafones llenados y si existió alguna observación en el proceso.

Bibliografía.
1. Beltrán R.; Aplicación de sistemas digitales en tanques de agua; Editorial Trillas; 1999.
2. Salazar M. & Tarazón G.; Los sistemas digitales en actividades agrícolas; Editorial Oceánica; 2000.
3. Zazueta A.; Uso de sistemas electrónicos digitales para ahorro de agua; Editorial Trillas; 2000.

AUTORES
M.C. Gustavo López Badilla(1) , 
Ernesto Aguilar, Alfredo Herrera(2) y 
Vidal Pinto2.

1Investigador-Académico, Instituto Tecnológico de Mexicali (ITM), Mexicali, B,C., México.
2Estudiantes de UNIVER, plantel periférico; Mexicali, B,C., México. 11/12/06



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