Descripción y esquemas
Mediante esta práctica se pretende medir las revoluciones por minuto (RPM) del rotor de una maqueta que simula el movimiento de un aerogenerador. Se han utilizado dos modelos para realizar las pruebas. Uno es el modelo didáctico comercial de CEBEK y el otro aerogenerador corresponde a un modelo construido por alumnos de tercero de ESO con materiales del aula taller. Hay que tener en cuenta que la maqueta no realiza la función de generación de energía mediante la fuerza de viento, como corresponde a un aerogenerador, sino que simplemente provoca el movimiento del rotor para simular el efecto del viento, suministrándose la corriente necesaria al motor eléctrico bien mediante una una placa solar o bien mediante una pila en cada caso.
Para realizar la detección de cada vuelta se utiliza un imán adherido a una de las palas que gira solidario a ella y un detector magnético, en este caso un relé Reed. Cada vez que el imán se posiciona frente al relé, debido a su campo magnético, provoca el contacto de los terminales del relé poniendo en conexión un canal de lectura digital de la tarjeta Arduino con un voltaje de 5 voltios. Esta acción hace que la tarjeta reconozca un nivel lógico alto que, mediante la un sencillo programa, realizará un conteo de vueltas y la medida de las revoluciones por minuto del rotor.
Se ubica el relé Reed sobre la parte superior y el imán se pega a una de las palas del aerogenerador, de forma que cuando pase la pala por la parte superior del aerogenerador el imán y el relé queden enfrentados de forma que el campo magnético del imán permita cerrar los contactos del relé Reed, según se aprecia en la imagen.
Las conexiones eléctricas se realizarán con el apoyo de la placa protoboard según el esquema que se adjunta. Se conecta la resistencia en configuración “pull-down”, es decir, cuando el imán está enfrentado al relé éste se cierra (ON) y conecta la entrada digital a +5 V. En ausencia de imán el relé permanece abierto (OFF) y la entrada digital quedará conectada a masa (GND) a través de la resistencia de 10KOhm.
El programa, una vez configurados el pin 2 como entrada digital y la comunicación serie para poder monitorizar la salida, realiza de forma cíclica una lectura del puerto de entrada. Mediante una sentencia condicional comprueba si el estado ha cambiado. En el caso de que el cambio sea a un nivel alto (HIGH) incrementa en una unidad la variable que cuenta las vueltas. Con la instrucción millis() se puede calcular el tiempo que trascurre en dar una vuelta completa (tiempo_una_rev), por lo que mediante un sencillo cálculo podremos conocer la velocidad del rotor en revoluciones por minuto (rpm).