Implementación mecatrónica del conversor reductor (Buck) y gestión a partir del protocolo bluetooth

Resumen

Los dispositivos y sistemas accionados en los procesos industriales por energía eléctrica en una o varias etapas, siempre ofrecen la oportunidad de visualizar la transformación de energía eléctrica a otro tipo de energía, considerando la posibilidad de reencontrar la electricidad y la electrónica con la presencia de convertidores de potencia. Los problemas asociados con los sistemas de regulación de voltaje, permite la innovación de soluciones que mejoren el desempeño y la eficiencia tecnológica de los dispositivos para el procesamiento e implementación de la información en aplicaciones móviles. A partir de la incorporación de las Industrias 4.0 en la mecatrónica, permite que el profesional con este énfasis aborde los procesos de forma interdisciplinar atendiendo a la transición presente en el sector productivo.

Un convertidor Buck puede aportar elementos para mejorar el diseño y la implementación del sistema de alimentación de voltaje e incrementar en un gran porcentaje la eficiencia, teniendo en cuenta que los reductores DC-DC son utilizados normalmente para los sistemas de computación y sistemas de control que manejan un bajo voltaje.  Debido a la prestación que brinda un elemento de conmutación, considerándose la aplicación del convertidor reductor implementando el monitoreo a través de una conexión remota y validar su funcionamiento a través de un prototipo.

Como estrategia de educación en ingeniería, atendiendo a la directriz del énfasis del programa de Ingenieria Mecatrónica en apropiación de las industrias 4.0, con el apoyo del grupo de investigación Mecabot, desde la mirada de la experimentación, presentan el manejo de las nuevas realidades en el sector productivo, con el análisis de varias representaciones del circuito Buck y exalta su correspondencia en el campo de formación.

En general, los convertidores conmutados son representados a través de ecuaciones diferenciales ordinarias lo cual, en teoría, permite que dada una condición inicial se conozca exactamente su evolución en el tiempo. Por muchas razones en la obtención de un modelo es normal realizar aproximaciones para simplificarlo, algunas de estas razones son que no se puede representar la dinámica exacta de los elementos del sistema a analizar, el modelo exacto resulta demasiado complicado, no es posible modelar las perturbaciones externas. Esto ocasiona que, de acuerdo con las simplificaciones que se realicen el modelo sea solamente una aproximación que representa una parte de la dinámica del sistema. Puesto que un sistema pueda ser representado de diversas maneras, la selección del modelo matemático que represente su comportamiento es un punto importante en el estudio de cualquier sistema dinámico.

En los convertidores conmutados, el uso de interruptores genera modelos discontinuos o de estructura variable, ya que el interruptor es modelado como un dispositivo que pasa de una posición a otra diferente de manera instantánea. El análisis de sistemas dinámicos discontinuos no resulta trivial; en el caso de los convertidores conmutados se fundamenta su estudio su comportamiento o su dinámica utilizando el modelo ya estandarizado, el cual permite representar a estos dispositivos como sistemas diferenciales.