Sistema de monitoreo y control digital de nivel utilizando un sistema embebido.

Abstract

Este proyecto se centra en el desarrollo de un sistema de control y monitoreo digital para un banco de medición de nivel, utilizando un sistema embebido de 32 bits basado en un microcontrolador de STMicroelectronics. El objetivo principal es lograr un control preciso del nivel de líquidos en un tanque mediante un controlador PID. Para alcanzar este objetivo, se emplearon plataformas abiertas, módulos SPI para la lectura de sensores y el control de actuadores, y software gratuito, aprovechando los recursos disponibles en la universidad. El sistema incluye la integración de un sensor de presión de 4-20 mA, cuya lectura se procesa mediante módulos analógicos SPI, y la generación de una señal de control de 0-10 V a través de PWM filtrado, dirigida a un variador de frecuencia que regula la velocidad de una bomba. También se utilizan sensores capacitivos para detectar los niveles máximo y mínimo de los tanques, garantizando un funcionamiento seguro y evitando desbordamientos o el funcionamiento en vacío de la bomba. Además, se implementa una Interfaz Hombre-Máquina (HMI) que permite al usuario monitorear el estado del sistema y ajustar parámetros clave del proceso, como el nivel del tanque y el estado de los actuadores. La HMI ofrece una visualización clara, facilitando el control y la supervisión del sistema. El proyecto validó la comunicación SPI, los módulos de adquisición de datos, y el control de la bomba mediante pruebas de campo. El controlador PID se ajustó para mejorar la estabilidad y precisión en diferentes condiciones operativas. El sistema final proporciona un control robusto y eficiente, con aplicaciones educativas y de investigación.