Estación de vacío SCB

danib

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Murcia, mar menor
Muy buenas a todos, tras varios años reparando tablas a los amiguetes y las mías propias, me entró la inquietud hace un par de meses de fabricarme mis propias tablas de windsurf como hobby o entretenimiento. Nunca había usado bomba de vacío en el pasado porque no disponía de ella y para las reparaciones realizadas no era expresamente necesario, así que me puse manos a la obra empezando por conseguir un motor de frigorífico, un buen amigo me facilitó uno prácticamente nuevo de una tienda de electrodomésticos por un precio de 20€. Lo más difícil ya lo tenía, ahora solo me faltaba conseguir los componentes del cirtuito neumático, vacuómetro, racóres de conexión, antirretorno, etc. El componente más difícil de encontrar era el vacuostato, preguntando en varias empresas especializadas me locacilaron uno por un precio de 40€, algo exagerado para un funcionamiento tan simple como un tornillo que abre y cierra un circuito eléctrico. Hablándolo con un amigo y después de leer todos los temas relacionados con las bombas de vacío en este foro, me planteó el por qué no utilizar la placa arduino y un sensor de presión electrónico para así automatizar el funcionamiento de la bomba y poder controlarla de acuerdo a las necesidades. Sin conocimiento alguno de arduino y muy poco de electrónica, me puse manos a la obra en el aprendizaje y desarrollo de la aplicación y tras un més dándole al coco este es el resultado:

Principalmente se trata de una estructura de madera con forma de "u", con sus ruedas que facilitan el traslado y una rejilla perforada que permite la refrigeración del motor:



Una pantalla lcd, cuatro botones, un interruptor de encendido, una toma de corriente a 220v y otra a 12v de corriente alterna (para la conexión del arco de corte) y la conexión de la mangera de vacío con su correspondiente llave de paso.

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Internamente encontramos el motor de frigorífico anclado a la base, partiendo de este podemos ver la válvula antirretorno, una vávula de seguridad para vaciar el circuito en caso de emergencia, un depósito de vacío de 2.5l de volumen fabricado de forma casera mediante un perfil cuadrado y dos pletinas soldadas, el vacuómetro y la llave de cierre al final del circuito. A la misma vez tenemos el frasco que recoge el aceite que expulsa el motor, un compartimento para el sensor de presión, el relé que acciona el motor, la placa de arduino, una pcb casera con las conexiones, un transformador de 220v a 12v en corriente continua para alimentar el arduino y otro transformador de 220v a 12 en corriente alterna para la toma externa.

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detalle del compartimento para el sensor de presión, he utilizado el bmp180, lo he hecho de esta forma ya que así es registrable y en caso de rotura se puede cambiar fácilmente:
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Depósito de vacío:
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Unas fotos del interior:
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en esta foto se ve la placa de arduino con su conexión usb que nos permite actualizar el programa conectando la estación de vacío al ordenador:
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Paso a explicar la electrónica y su funcionamiento, pues es la clave de este artilugio. Se trata de una placa de arduino uno conectada a un circuito impreso que he fabricado de forma casera y en la que se conecta la pantalla lcd a través de sus 16 pines, así como cuatro pulsadores, un relé y un potenciometro que regula el contraste de la pantalla:

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La parte más compleja y que más tiempo me ha llevado ha sido la programación del arduino, nunca había programado ninguno y desconocía el lenguaje "c", por lo que tuve que hacer previamente unos cuantos tutoriales hasta familiarizarme un poco y así poder lanzarme a por lo que tenía en mente que inicialmente era una interfaz donde poder ver la presión actual en el circuito, un temporizador para contar el tiempo y un botón de inicio y otro para paro. Conforme iba desarrollando esta idea inicial me fueron surgiendo varias ideas nuevas e inquietudes, así que con la ayuda de ejemplos de internet y algo de intuición fuí añadiendo complejidad y funcionalidades al programa hasta el estado actual:

Pantalla 1 que muestra la presión en el circuito, la temperatura ambiente, el modo de trabajo (hay 4 preestablecidos) y el cronómetro que cuenta el tiempo de vacío para así establecer las horas que queremos que esté funcionando el sistema. El primer boton empezando por la izquierda cambia de pantalla, el segundo cambia el modo de trabajo AUTO, TIEMPO, PRESIÓN, TEMPERATURA (si vamos a laminar una tabla utilizaremos el AUTO, si vamos a sacar el agua del interior de una tabla utilizaremos cualquiera de los otros tres en función de las condiciones y necesidades) el tercero inicia el vacío y el cuarto resetea el sistema a cero a la vez que corrige la presión y la iguala a cero (dependiendo de la presión atmosférica el sensor puede marcar una presión o depresión distinta de cero, por lo que hay que corregirla).
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Pantalla 2 es donde se establecen los valores de trabajo. En primer lugar tenemos la presión de trabajo que limita el rango donde va a trabajar la bomba, justo debajo aparece el margen de la presión de trabajo (para evitar que la bomba se inicie y pare constantemente le sumamos a la presión de trabajo este valor, por lo tanto la bomba parará cuando se supere la presión de trabajo más el valor "h" y se volverá a encender cuando la presión sea inferior a la presión de trabajo menos "h" obteniendo un margen de dos veces el valor de "h"). Luego tenemos el tiempo máximo de trabajo donde estableceremos el número de horas, minutos y segundos que deseamos para el vacío y por último la temperatura máxima para el motor que estamos dispuestos a aceptar como tolerable y que en paso de superarse apagaría el motor hasta entrar dentro de un valor aceptable.
En esta pantalla el segundo botón nos permite desplazarnos de un campo a otro y el tercer y cuarto botón nos sirven para subir y bajar los valores:

[url=http://s1217.photobucket.com/user/danib2/media/bomba%20de%20vacio/20150227_235112.jpg.html]

Pantalla 3 hace la función de registro para llevar un control del proceso. Muestra la temperatura actual de motor a través de un sensor pegado a la parte inferior del mismo, los ciclos del motor "Cm" (número de veces que se enciende el motor, así podemos saber las veces que se ha tenido que iniciar el motor durante el proceso, actualmente y a falta de sellar mejor las conexiones he conseguido que aguante el margen de presión "2xh" durante unos veinte minutos, por lo que si se consigue un perfecto sellado de la bolsa estaríamos hablando de unos 3 ciclos por hora lo cuál me parece bastante aceptable). Por último y relacionado con los ciclos de motor, tenemos el contador que anota el tiempo que está el motor encendido, muy útil también, en estos momentos he conseguido que en unos 10sg la bomba vacíe todo el aire del circuito hasta alcanzar el valor de -0.3, cuando la presión baja por debajo del límite se vuelve a encender y en unos 2-3sg vuelve a alcanzar la presión deseada, esto permite que en un tiempo de una hora el motor solo trabaje unos 15-20sg ahorrando un importante consumo eléctrico y alargando la vida de este. Hay que tener en cuenta que estamos hablando solo del circuito interno, cuando conectemos la bolsa de vacío se alargará este tiempo.

[url=http://s1217.photobucket.com/user/danib2/media/bomba%20de%20vacio/20150227_235122.jpg.html]

Disculpad por el rollo [bonk] [bonk] pero me parece bastante interesante contar el funcionamiento detallado para que pueda servir de inspiración al igual que a mí me inspiraron el resto de post de esta sección (he leído todos y cada uno de los temas relacionados con la bomba de vacío, a Rafa, Neira, MN, Amaqueda, luis Alicante... y muchos más que no recuerdo, os agradezco la información y la ayuda) a la vez también me gustaría conocer sugerencias, seguro que hay cosas que no se me han ocurrido y que podrían ayudar a implementar el sistema, en estos momentos tengo excasa experiencia en el uso de este sistema.

Por cierto, hoy me llegó la última pieza y una de las más importantes, el conector a la bolsa de vacío.
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Estoy montando un video donde se explica todo lo que he contado en este tochaco, en cuanto lo tenga terminado lo subo a este post.
Muchas gracias y un saludo! [windsurfing.gif]
 
Excelente diseño/planificación y mejor ejecución. Una chulada.

Si eres igual de meticuloso con las reparaciones, van a quedar mejor que nuevas.

Si luego cuando pases a real los tiempos de encendido son mas largos para mantener la presión, a lo mejor te tienes que plantear una ventilación forzada para el compresor.

Si hubiese tenido esto en mis tiempos.... Aun conservo de recuerdo en el taller una tabla retorcida como un ocho por exceso de vacío.
 
Enhorabuena, un magnifico trabajo de montaje, sobre todo el controlador electrónico. Lo mas importante es conseguir estanqueidad en las conexiones, hay veces que he conseguido mas de seis horas sin que se encienda la bomba de vacío controlado por vacuostato. Solo te recomendaría un calderin mas grande, 2,5 litros es algo insuficiente, también necesitaras un decantador para evacuar agua. [applaudit]
 
Muy currado Danib.... Enhorabuena figura y espero ver tus tablitas dentro de poco en el agua.
 
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