[en] The UPC's Department of Systems Engineering, Automation and Industrial Information in Vilanova y la Geltrú, always wanted to all their students learn to apply the theory taught in their subjects. For this reason, this project has been proposed. The main objective of this project is the implementation of a PID controller to, afterwards, make a comparison of the different sensors used. Another important objective is the development of the model, to obtain the transfer function that relates the response of the system to the input signal. It also seeks to implement a practice of this levitator to students of systems control subjects. This system consists of a 4-wire fan that acts as an actuator, being controlled by PWM. As a sensor system, 3 different distance sensors are used; an ultrasonic sensor, a laser infrared sensor and an infrared sensor. The control is an Arduino Uno board, in which a PID controller will be implemented. The plant of the system is composed of a methacrylate tube and a porexpan ball, which is the levitated object. To determine the reference, an ultrasonic sensor and a potentiometer are used. As a display system, an LCD screen and LEDs are used to indicate whether the reference has been reached or not. As a result, a PID control have been successfully implemented. In one hand, the comparison of the 3 sensors, has obtained that the ultrasound sensor and the infrared laser have a similar control. On the other hand, the infrared sensor has been a failure, because was not possible for it to follow the ball inside the tube. Moreover, the ultrasound sensor is the most suitable. For the linearization of the system, a hypothesis was made based on the fact, that the height and the air speed were independent. By means of this, it is obtained that the transfer function has an integrator. Then, in closed loop and facing a unit input, the system must act with zero error in steady state. As this does not happened, the air speed is not independent of the height. Finally, is proposed as improvements, starting the linearization from the premise of considering that air speed and height are not independent. Also, improve and redesign the physical structure of the system to make it more economical.

[es] Desde hace años, en el Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Información Industrial de la UPC en Vilanova y la Geltrú, se ha buscado que los alumnos aprendan a aplicar la teoría impartida en sus asignaturas. Por esta razón se ha propuesto este proyecto. El principal objetivo de este proyecto es la implementación de un controlador PID para, posteriormente, realizar una comparación de los diferentes sensores utilizados. Otro objetivo importante es el desarrollo del modelo, para obtener la función de transferencia que relaciona la respuesta del sistema con la señal de entrada. También se busca implementar una práctica de este sistema para los alumnos de las asignaturas de control de sistemas. Este sistema consta de un ventilador de 4 hilos que ejerce de actuador, siendo controlado por PWM. Como sistema de sensado, se utilizan 3 sensores distintos de distancia; un sensor ultrasonidos, un sensor infrarrojo y un sensor láser infrarrojo. El control del sistema se hace mediante una placa de Arduino Uno, en la cual se implementará un controlador PID. La planta del sistema está compuesta por un tubo de metacrilato y una bola de porexpan, la cual es el objeto levitado. Para determinar la consigna, se utiliza un sensor de ultrasonidos y un potenciómetro. Como sistema de visualizado, se utiliza una pantalla LCD y unos diodos LED que indican si la consigna ha sido alcanzada o no. Como resultado, se ha podido implementar correctamente un control PID. En cuanto a la comparación de los 3 sensores, se ha obtenido que, el sensor ultrasonidos y el láser infrarrojos tienen un control parecido. En cambio, el sensor infrarrojo, ha sido un fracaso, ya que le era imposible seguir la bola dentro del tubo. Se ha obtenido que el sensor de ultrasonidos es el más adecuado. Para la linealización del sistema, se hizo una hipótesis basada en que la altura y la velocidad del aire eran independientes. Mediante ésta, se obtiene que la función de transferencia tiene un integrador. Entonces, en lazo cerrado y ante una entrada unitaria, el sistema debe actuar con error nulo en estado estacionario. Como esto no ocurre, la velocidad del aire no es independiente de la altura. Finalmente, se propone como mejoras, la linealización partiendo de la premisa de tener un en cuenta que la velocidad del aire y la altura no son independientes. También se puede mejorar y rediseñar la estructura física del sistema para que ésta sea más económica.