Control de Luz con PID

A continuación te proporciono una guía de ejemplo que incluye un posible código de Arduino para implementar el PID, junto con una descripción de cómo puedes realizar las conexiones físicas en tu circuito. Nota: Estos son ejemplos conceptuales; asegúrate de revisar las hojas de datos y tomar todas las precauciones de seguridad (especialmente al trabajar con AC) antes de construir el circuito.

Ejemplo de Código Arduino para Control PID

Cpp


#include <PID_v1.h>

// Definición de pines
const int LDRPin = A0;       // Pin de entrada analógica para el divisor del LDR
const int optoPin = 9;       // Salida digital/pwm hacia el optoacoplador [MOC3021]

// Variables para el PID
double Setpoint, Input, Output;
// Parámetros del PID (ajusta Kp, Ki y Kd según tu sistema)
double Kp = 2.0, Ki = 5.0, Kd = 1.0;

// Inicializa el controlador PID
PID myPID(&Input, &Output, &Setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(optoPin, OUTPUT);
  
  // Valor deseado (Setpoint) de la señal LDR (lo puedes ajustar según la intensidad necesaria)
  Setpoint = 500;  // Ejemplo: un valor intermedio de 0-1023
  myPID.SetMode(AUTOMATIC);
}

void loop() {
  // Lee el valor del LDR a través del divisor resistivo
  Input = analogRead(LDRPin);
  
  // Calcula la salida PID
  myPID.Compute();
  
  // La salida del PID se utiliza para generar una señal PWM que controle el optoacoplador.
  // Esta señal PWM (0-255) regulando el disparo del triac mediante el optoacoplador.
  analogWrite(optoPin, (int)Output);
  
  // Envía datos por serial para monitoreo
  Serial.print("Valor LDR: ");
  Serial.print(Input);
  Serial.print(" | Salida PID: ");
  Serial.println(Output);
  
  delay(100);  // Ajusta la demora según la respuesta deseada
}

Conexiones Físicas del Circuito
La siguiente tabla resume una posible implementación de cableado para el proyecto:

Table


Nodo / ComponenteConexión / Descripción
LDR y Divisor Resistivo- Conecta el LDR entre 5V y el punto de nodo. - Conecta una resistencia (por ejemplo, 10kΩ, valor estándar; ajústalo si es necesario) entre el nodo y GND. - Conecta el nodo (divisor) a A0 del Arduino Uno.
Arduino Uno- El pin A0 recibe la señal del divisor del LDR. - El pin de salida digital D9 (PWM) se conecta, con un resistor limitador (por ejemplo, 220Ω) al LED interno del MOC3021.
Optoacoplador [MOC3021]- La entrada de LED se controla desde el Arduino (a través del resistor limitador). - La salida del MOC3021 se conecta al circuito de disparo del triac, siguiendo las recomendaciones de la hoja de datos (incluyendo componentes de snubber si es requerido).
Triac [BT136]- Conecta la entrada de disparo (gate) a la salida del MOC3021. - El BT136 se integra en serie con la bombilla incandescente y la fuente de AC, asegurando el aislamiento y el cumplimiento de las normas de seguridad.
Bombilla Incandescente- Conecta la bombilla en la línea de AC controlada por el triac, respetando la correcta conexión a fase y neutro, y utilizando todos los elementos de protección necesarios.

Advertencias y Consideraciones
  • Seguridad en AC: Al trabajar con corriente alterna, es vital que tomes todas las precauciones de seguridad. Utiliza aislamiento adecuado y, de ser posible, consulta con un experto en instalaciones eléctricas.
  • Verificación de Componentes: Revisa las hojas de datos del MOC3021 y del BT136 para confirmar las restricciones eléctricas y recomendaciones de conexión (por ejemplo, resistencias limitadoras, snubber networks, etc.).
  • Ajuste del PID: Los parámetros Kp=2.0,Ki=5.0,Kd=1.0{\Large K_p = 2.0,\, K_i = 5.0,\, K_d = 1.0} son de ejemplo; se deben ajustar experimentalmente para lograr un control óptimo según la dinámica real de la bombilla y el sensor.

Esta guía cubre tanto el ejemplo de código de Arduino como una descripción general de las conexiones físicas. Si necesitas orientación adicional sobre alguno de estos puntos o ajustes en el código, ¡por favor indícalo!
List passive components.
Connect schematic components.


  • Generic Inductor
    A generic fixed inductor suitable for rapid circuit topology development. The footprint automatically adapts based on the selected package, supporting standard SMD sizes (e.g., 0402, 0603, 0805) as well as well-known inductor packages such as SDR1806, PA4320, SRN6028, and SRR1260. Standard inductor values: 1.0 nH, 10 nH, 100 nH, 1.0 µH, 10 µH, 100 µH, 1.0 mH 1.2 nH, 12 nH, 120 nH, 1.2 µH, 12 µH, 120 µH, 1.2 mH 1.5 nH, 15 nH, 150 nH, 1.5 µH, 15 µH, 150 µH, 1.5 mH 1.8 nH, 18 nH, 180 nH, 1.8 µH, 18 µH, 180 µH, 1.8 mH 2.2 nH, 22 nH, 220 nH, 2.2 µH, 22 µH, 220 µH, 2.2 mH 2.7 nH, 27 nH, 270 nH, 2.7 µH, 27 µH, 270 µH, 2.7 mH 3.3 nH, 33 nH, 330 nH, 3.3 µH, 33 µH, 330 µH, 3.3 mH 3.9 nH, 39 nH, 390 nH, 3.9 µH, 39 µH, 390 µH, 3.9 mH 4.7 nH, 47 nH, 470 nH, 4.7 µH, 47 µH, 470 µH, 4.7 mH 5.6 nH, 56 nH, 560 nH, 5.6 µH, 56 µH, 560 µH, 5.6 mH 6.8 nH, 68 nH, 680 nH, 6.8 µH, 68 µH, 680 µH, 6.8 mH 8.2 nH, 82 nH, 820 nH, 8.2 µH, 82 µH, 820 µH, 8.2 mH #generics #CommonPartsLibrary
  • Generic Capacitor
    A generic fixed capacitor ideal for rapid circuit topology development. You can choose between polarized and non-polarized types, its symbol and the footprint will automatically adapt based on your selection. Supported options include standard SMD sizes for ceramic capacitors (e.g., 0402, 0603, 0805), SMD sizes for aluminum electrolytic capacitors, and through-hole footprints for polarized capacitors. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard capacitor values: 1.0pF, 10pF, 100pF, 1000pF, 0.01uF, 0.1uF, 1.0uF, 10uF, 100uF, 1000uF, 10000uF 1.1pF, 11pF, 110pF, 1100pF 1.2pF, 12pF, 120pF, 1200pF 1.3pF, 13pF, 130pF, 1300pF 1.5pF, 15pF, 150pF, 1500pF, 0.015uF, 0.15uF, 1.5uF, 15uF, 150uF, 1500uF 1.6pF, 16pF, 160pF, 1600pF 1.8pF, 18pF, 180pF, 1800pF 2.0pF, 20pF, 200pF, 2000pF 2.2pF, 22pF, 220pF, 2200pF, 0.022uF, 0.22uF, 2.2uF, 22uF, 220uF, 2200uF 2.4pF, 24pF, 240pF, 2400pF 2.7pF, 27pF, 270pF, 2700pF 3.0pF, 30pF, 300pF, 3000pF 3.3pF, 33pF, 330pF, 3300pF, 0.033uF, 0.33uF, 3.3uF, 33uF, 330uF, 3300uF 3.6pF, 36pF, 360pF, 3600pF 3.9pF, 39pF, 390pF, 3900pF 4.3pF, 43pF, 430pF, 4300pF 4.7pF, 47pF, 470pF, 4700pF, 0.047uF, 0.47uF, 4.7uF, 47uF, 470uF, 4700uF 5.1pF, 51pF, 510pF, 5100pF 5.6pF, 56pF, 560pF, 5600pF 6.2pF, 62pF, 620pF, 6200pF 6.8pF, 68pF, 680pF, 6800pF, 0.068uF, 0.68uF, 6.8uF, 68uF, 680uF, 6800uF 7.5pF, 75pF, 750pF, 7500pF 8.2pF, 82pF, 820pF, 8200pF 9.1pF, 91pF, 910pF, 9100pF #generics #CommonPartsLibrary
  • Generic Resistor
    A generic fixed resistor ideal for rapid circuit topology development. Its footprint automatically adapts based on the selected package case code—supporting 0402, 0603, 0805, 1203, and many other standard SMD packages, as well as axial horizontal and vertical configurations. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard resistor values: 1.0 ohm, 10 ohm, 100 ohm, 1.0k ohm, 10k ohm, 100k ohm, 1.0M ohm 1.1 ohm, 11 ohm, 110 ohm, 1.1k ohm, 11k ohm, 110k ohm, 1.1M ohm 1.2 ohm, 12 ohm, 120 ohm, 1.2k ohm, 12k ohm, 120k ohm, 1.2M ohm 1.3 ohm, 13 ohm, 130 ohm, 1.3k ohm, 13k ohm, 130k ohm, 1.3M ohm 1.5 ohm, 15 ohm, 150 ohm, 1.5k ohm, 15k ohm, 150k ohm, 1.5M ohm 1.6 ohm, 16 ohm, 160 ohm, 1.6k ohm, 16k ohm, 160k ohm, 1.6M ohm 1.8 ohm, 18 ohm, 180 ohm, 1.8K ohm, 18k ohm, 180k ohm, 1.8M ohm 2.0 ohm, 20 ohm, 200 ohm, 2.0k ohm, 20k ohm, 200k ohm, 2.0M ohm 2.2 ohm, 22 ohm, 220 ohm, 2.2k ohm, 22k ohm, 220k ohm, 2.2M ohm 2.4 ohm, 24 ohm, 240 ohm, 2.4k ohm, 24k ohm, 240k ohm, 2.4M ohm 2.7 ohm, 27 ohm, 270 ohm, 2.7k ohm, 27k ohm, 270k ohm, 2.7M ohm 3.0 ohm, 30 ohm, 300 ohm, 3.0K ohm, 30K ohm, 300K ohm, 3.0M ohm 3.3 ohm, 33 ohm, 330 ohm, 3.3k ohm, 33k ohm, 330k ohm, 3.3M ohm 3.6 ohm, 36 ohm, 360 ohm, 3.6k ohm, 36k ohm, 360k ohm, 3.6M ohm 3.9 ohm, 39 ohm, 390 ohm, 3.9k ohm, 39k ohm, 390k ohm, 3.9M ohm 4.3 ohm, 43 ohm, 430 ohm, 4.3k ohm, 43K ohm, 430K ohm, 4.3M ohm 4.7 ohm, 47 ohm, 470 ohm, 4.7k ohm, 47k ohm, 470k ohm, 4.7M ohm 5.1 ohm, 51 ohm, 510 ohm, 5.1k ohm, 51k ohm, 510k ohm, 5.1M ohm 5.6 ohm, 56 ohm, 560 ohm, 5.6k ohm, 56k ohm, 560k ohm, 5.6M ohm 6.2 ohm, 62 ohm, 620 ohm, 6.2k ohm, 62K ohm, 620K ohm, 6.2M ohm 6.8 ohm, 68 ohm, 680 ohm, 6.8k ohm, 68k ohm, 680k ohm, 6.8M ohm 7.5 ohm, 75 ohm, 750 ohm, 7.5k ohm, 75k ohm, 750k ohm, 7.5M ohm 8.2 ohm, 82 ohm, 820 ohm, 8.2k ohm, 82k ohm, 820k ohm, 8.2M ohm 9.1 ohm, 91 ohm, 910 ohm, 9.1k ohm, 91k ohm, 910k ohm, 9.1M ohm #generics #CommonPartsLibrary
  • Ground
    A common return path for electric current. Commonly known as ground.
  • Terminal
    Terminal
    An electrical connector acting as reusable interface to a conductor and creating a point where external circuits can be connected.
  • Net Portal
    Wirelessly connects nets on schematic. Used to organize schematics and separate functional blocks. To wirelessly connect net portals, give them same designator. #portal
  • RMCF0805JT47K0
    General Purpose Thick Film Standard Power and High-Power Chip Resistor 47 kOhms ±5% 0.125W, 1/8W Chip Resistor 0805 (2012 Metric) Automotive AEC-Q200 Thick Film Features: - RMCF – standard power ratings - RMCP – high power ratings - Nickel barrier terminations standard - Power derating from 100% at 70ºC to zero at +155ºC - RoHS compliant, REACH compliant, and halogen free - AEC-Q200 compliant
  • 875105359001
    10 µF 16 V Aluminum - Polymer Capacitors Radial, Can - SMD 30mOhm 2000 Hrs @ 105°C #commonpartslibrary #capacitor #aluminumpolymer #radialcan
  • CTL1206FYW1T
    Yellow 595nm LED Indication - Discrete 1.7V 1206 (3216 Metric)
  • 1070TR
    Battery Holder (Open) Coin, 20.0mm 1 Cell SMD (SMT) Tab bate or batt #forLedBlink

Maximum Amber P.K.E. Meter

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