Control PID con Arduino y Matriz de LED 8×8

En este proyecto vamos a utilizar el Arduino para demostrar el control con PID. Para el ejemplo vamos a utilizar una fotoresistencia la cual medirá la intensidad de luz (Process Variable – PV) y la vamos a controlar por medio de una Matriz de LED 8×8 (Output – OP). Le agregamos un potenciómetro al proyecto para poder modificar el Setpoint – SP y poder evaluar el desempeño de nuestro control PID. En este tutorial mostramos el circuito de conexión y anexamos los código de ejemplo.

La matriz de LED nos permite de una manera muy visual representar la variable de salida OP del control PID y por medio del IDE Arduino podemos visualizar las gráficas de las variables en tiempo real.

Componentes

  • Arduino UNO
  • Matriz de LED 8×8 con controlador
  • Fotoresistencia
  • Potenciómetro
  • Resistencia 470 Ohms
  • Capacitor 2200 uF
  • Protoboard
  • Jumpers
  • Base sujetadora impresa en 3D para Matriz y Fotoresistencia
Listado de componentes

Instalar Software Arduino

El primer paso es instalar el software y los drivers en tu PC. Te invitamos a ver el siguiente video para hacerlo. Después puedes pasar al armado del circuito.

Circuito

Una vez instalado el software puedes pasar al armado del circuito.

Esquemático Control de PID con Arduino
Circuito Control de PID con Arduino. Recuerda que la terminal negativa del capacitor (indicada con una franja blanca y el símbolo de – ) debe ir a GND.

Código

Proporcionamos 3 programas.

  • Matrix_Escalon.ino – Lo utilizamos para realizar la prueba escalón con la que podemos determinar el comportamiento de nuestra planta.
  • Matrix_PID.ino – Con este programa podemos ahora sí realizar el control con PID. En el código podemos modificar las variables de kp, ki, kd y observar los resultados en las gráficas. El Setpoint se puede ajustar por medio del potenciómetro.
  • Matrix_PID_Criterio.ino – Este programa es idéntico al anterior, pero ahora en lugar de ajustar el Setpoint con el potenciómetro, éste se determina en código por medio de las variables sp_inicial y sp_final. El programa comienza con el Setpoint = sp_inicial y después de 1000ms cambia a sp_final.

Funcionamiento

Una vez armado el circuito y descargado el código podemos proceder a ver el video que muestra cómo correr los programas y cómo configurar nuestro controlador PID.

Conclusión

Este proyecto es una manera sencilla de demostrar el Control con PID con Arduino. Aunque tiene sus limitantes funciona como base para explicar los conceptos básicos del Control con PID.

Esperamos que el tutorial haya sido de tu utilidad si tienes dudas o comentarios nos puedes contactar en la sección de comentarios aquí abajo.

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Saludos!!