INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR SUDAMERICANO

TECNOLOGA EN ELECTRNICA CUARTO CICLOPROYECTO INTEGRADOR

TEMA: Diseo y construccin de una maqueta de un invernado para automatizar el sistema de riego, control de humedad y temperatura mediante un microcontrolador Pic.AUTOR: Mario Jimnez

COORDINADOR: Ing. Juan C. Zaruma

Octubre - FebreroLoja

TEMA:Diseo y construccin de una maqueta de un invernado para automatizar el sistema de riego, control de humedad y temperatura mediante un microcontrolador Pic.

INTRODUCCIN.El planeta tierra ha sido creada por obra divina como afirman los religiosos, mientras que para otros como por ejemplo cientficos que se dedican a la investigacin en diferentes tipos dentro del rea del conocimiento nos dicen que fue creada por una gran explosin denomina Big Bang. Ya sea por la creacin de un Dios o por una gran explosin en el universo el planeta tierra ha sido creado y gracias a l tenemos todo lo que encontramos actualmente, pero en el transcurso de los aos la humanidad se equivocando en gran medida, tanto es el caso de que por cada nuevo invento para nuestro progreso y bienestar hemos consumido paulatinamente los recursos naturales de este bello planeta, dando lugar a deforestaciones, destruccin de la naturaleza, contaminacin en todo mbito en los diferentes tipos de ecosistemas. La agricultura es el eje fundamental del desarrollo de toda comunidad y poblacin en general, ya que nos proporciona el alimento que es el combustible que necesitamos diariamente para realizar nuestras labores. Pero muchas de las veces en la actualidad para conseguir este fin recurrimos a la utilizacin de productos qumicos que en cierta forma mejoran los cultivos agrcolas pero a su vez se comporta como un arma de doble filo porque contaminan el agua, el aire y destruyen los suelos. Volvindose la actividad agrcola ms difcil, teniendo grandes prdidas y cada vez menos rditos econmicos, a esto hay que agregarle que debido a las grandes emisiones toxicas que arrojan las industrias petroleras y la produccin de sus derivados, adems de otras industrias qumicas.Para mejorar la agricultura existen actualmente varias formas de hacerlo, de las cuales podemos mencionar las ms conocidas que utilizan tcnicas innovadoras como son; invernaderos, la hidropona y la aeropona. Los invernaderos consisten en lugares estticos, cerrados que permiten la produccin de cultivos, estn recubiertos por materiales transparentes, generalmente de vidrio o de plstico, que permiten el control de la temperatura, humedad, luz, entre otros factores ambientales necesarios para el desarrollo del cultivo.La hidropona es un mtodo utilizado para cultivar plantas usando disoluciones minerales en vez de suelo agrcola. Las races reciben una solucin nutritiva equilibrada disuelta en agua con todos los elementos qumicos esenciales para el desarrollo de las plantas, que pueden crecer en una solucin mineral nicamente, o bien en un medio inerte, como arena lavada, grava o perlita, entre muchas otras.Aeropona es el proceso de cultivar plantas en un entorno areo o de niebla sin hacer uso de suelo. Los cultivos aeropnicos difieren de los convencionales cultivos hidropnicos y crecimiento in vitro. Como se usa agua para transmitir nutrientes, a veces se habla de los aeropnicos como un tipo de hidropnico.

PROBLEMATIZACINLa agricultura ha sido practicada desde los inicios de la humanidad. Se han realizado modificaciones en los espacios agrcolas a travs del tiempo; cambios producidos en funcin de la adaptacin a los factores naturales como tambin en funcin de los sistemas econmicos y polticos.En el Ecuador la produccin agrcola crece en las reas destinadas a la produccin para la exportacin; mientras decrecen cada vez ms los terrenos cultivados para el consumo interno.Pero en los ltimos aos ha presentado una baja, esto se debe a la presencia de varios factores como: Por la negativa Ley de Reforma Agraria, ya derogada. Causas climticas, ausencia de lluvias en determinadas regiones o el exceso de stas en otras. La emigracin del campesino a las ciudades. Por la atencin a otros campos de actividad econmica, como la explotacin petrolera. Por las leyes que gravan al campesino en la tenencia de la tierra. Malas polticas de importacin y exportacin. Una estructura productiva orientada al monocultivo para la exportacin y la agroindustria, sin tomar en cuenta las potencialidades de un desarrollo independiente y las necesidades de la poblacin. Cultivos de alta demanda de agua en la costa. Erosin en los suelos de la sierra por prcticas agronmicas realizadas.Una forma de contribuir de alguna forma a la solucin de parte de los problemas presentados es realizar una investigacin que contemple los factores principales que los causan y proponer alternativas como apoyar al cultivo dentro de invernaderos y estos a su vez automatizarlos para tener un ptimo control de las necesidades que requieren los diversos cultivos que se pueden realizar; se puede automatizar el sistema de riego, el control de temperatura, ventilacin, control de plagas, etc. Esta investigacin es de suma importancia dentro del rea de aplicacin tecnolgica ya que permite mejorar y optimizar un invernadero mejorando su produccin y cultivo si afectar el medio ambiente ni contaminarlo por la utilizacin de pesticidas ni fertilizante que son usados en cultivos de gran tamao con grandes extensiones de terreno.Adems es importante ya que permite a las pequeas poblaciones cuyas comunidades son de escasos econmicos ya que se puede hacer convenios con instituciones gubernamentales e incluso con fundaciones para implementar este tipo de invernaderos automatizados, mejorando en gran parte su calidad de vida.

JUSTIFICACINCon el continuo cambiar de los tiempos cada vez es necesario e indispensable actualizar los conocimientos no solo cientficos-tecnolgicos, sino tambin estar pendientes de cada cambio, as sea del mnimo que est ocurriendo a nuestro alrededor, solo de esta manera podemos contribuir con tecnologa eficiente lista para solucionar los problemas y necesidades visibles, que se presenten con cada cambio existente en todos mbito; ya sea social, econmico, industrial; en el campo de la salud, etc.Conociendo las necesidades y problemas que se presentan en la agricultura de ciertos pueblos y ciudades, necesidades como: tener un lugar adecuado para realizar sus cultivos que cumpla con las garantas necesarias para realizar dicha labor, adems de los problemas frente al cambio climtico brusco presente en la ciudad de Loja. La construccin de una maqueta que represente la estructura adecuada de un invernadero en cual se pueda realizar cualquier tipo de cultivo es lo que se pretende exponer como parte de una solucin a los problemas que se suscitan con el cambio climtico brusco en la ciudad de Loja. Este invernadero ofrece una solucin tecnolgica ya que su manejo y vigilancia se lo lleva a cabo de forma automtica.

OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL:Disear y construir una maqueta de un invernado para automatizar el sistema de riego, control de humedad y temperatura mediante un microcontrolador Pic. OBJETIVOS ESPECFICOS: Recopilar informacin necesaria para ejecucin del proyecto integrador. Disear y construir una maqueta de un invernadero. Implementar sensores para el control de la temperatura dentro del invernadero. Implementar circuitos electrnicos para el control de iluminacin, riego automatizado. Elaborar un algoritmo de programacin para automatizar el invernadero mediante microcontroladores Pic. Realizar pruebas y mediciones correspondientes de las magnitudes fsicas y elctricas presentes en el proyecto integrador.

ANTECEDENTESPara el diseo de un invernadero es necesario conocer los factores que rigen el buen funcionamiento del mismo por lo que se tiene que realizar una investigacin con ingenieros: agrnomos, electrnicos, de sistemas para su buen funcionamiento en la automatizacin. Se debe especificar el objetivo que se persigue con el cultivo en invernadero, y hacer consideraciones de eficiencia y funcionalidad, as como su interaccin, para su perfecto aprovechamiento. Es importante determinar primeramente que tipo de cultivo se va a utilizar, debido a que depende en gran parte de los anlisis de control para que dicho cultivo se logre con eficiencia.El sistema de cultivo bajo invernadero automatizado proporciona un microclima adecuado para la produccin de cultivo de frutas, flores y hortalizas. La ventajas del sistema de invernaderos automatizados es la mayor productividad por m2, la garanta de tener una produccin de calidad, el control eficiente de plagas y enfermedades del cultivo, un mayor control de los factores ambientales, para poder producir fuera de poca, tener las condiciones ambientales para producir cultivos inicuos, tener ms oportunidad de comercializar cultivos de alta calidad en un mercado competitivo. (Alegandro rodriguez Salgado)

MARCO TERICOInvernaderoUn invernadero es una estructura que puede ser metlica o de madera cuyas paredes y techo son de vidrio o plstico translucido, es empleado para el cultivo y la conservacin de plantas delicadas, tambin es usada para forzar el crecimiento de plantas fuera de temporada. Los invernaderos estn ideados para transformar la temperatura, humedad y luz, logrando as condiciones ambientales similares a otros climas.Recomendaciones importantes a la hora de implementar un invernaderoEn sntesis, la recomendacin es la de hacer, para cada caso, un estudio previo de ambientacin climtica que permita obtener buenos resultados tanto en el campo econmico como en el aspecto ambiental y de la salud humana.El invernadero debe ser un rea protegida y controlada, establecida para evitar que la plantacin se exponga a todos los factores que pudieran perjudicar sus resultados, tales como: EXCESO DE HUMEDAD RELATIVADe no ser controlada la ventilacin desde el diseo, el rea queda muy vulnerable a que se incremente la humedad relativa y por tanto a que se desarrollen plagas y enfermedades que pondran en peligro la produccin e incrementar de modo sustantivo los costos de operacin por la aplicacin de agroqumicos para enfrentarlas. Las esporas de la mayora de los patgenos germinan a ms de 90% de humedad relativa, lo que quiere decir que si una plantacin es controlada eficientemente para que la humedad ambiente est por debajo de este porcentaje el xito est prcticamente asegurado. En sentido contrario un diseo que no considere y resuelva este aspecto o un descuido en el manejo seran supremamente costoso para el productor tanto en la reduccin de la productividad como en la calidad de los frutos y en el incremento de los costos de produccin.ALTAS O BAJAS TEMPERATURASLa temperatura es determinante en los resultados agrcolas. La fotosntesis se ve perjudicada o beneficiada segn los rangos de temperatura que se suministren al rea controlada y su aproximacin o diferencia con las temperaturas ptimas para el desarrollo adecuado de las plantas protegidas.El control de las temperaturas contribuye a aumentar la productividad, a mejorar la calidad de los frutos y a reducir los riesgos y costos derivados de la utilizacin de agroqumicos. LUZ ULTRAVIOLETALa utilizacin de plsticos con propiedades para bloquear el paso de la luz ultravioleta beneficia a las plantas porque evita que se filtre por el plstico el rango de luz UV que estresa a las plantas, que tiene efecto detrimente, y que contribuye a producir ennegrecimiento, quemazn y plagas. El plstico impide el paso de esta luz y consigue que se reflecte o se absorba.Adicionalmente, el plstico consigue que la luz que ingresa al invernadero se difunda en ciertas proporciones, beneficiando la plantacin al distribuir homogneamente la luz en el espacio protegido.Existen tambin plsticos fotoselectivos con propiedades diversas, entre ellas la limitacin germinadora de las esporas de algunos patgenos y del bloqueo para la presencia de algunas plagasVIENTOEl viento es uno de los factores ms importantes en el diseo de un invernadero.En los invernaderos inteligentes, el balance trmico es logrado por equipos que reaccionan ante sensores electrnicos y actan permanentemente en la estabilizacin de temperaturas, humedad, etc.En el caso de invernaderos sin controles electrnicos, el balance trmico se logra aprovechando ptimamente la velocidad y la direccin de los vientos. En ambientacin trmica natural, el viento ejerce el papel de motor del invernadero y contribuye eficazmente a: Balancear las temperaturas. Reducir la humedad relativa. Polinizar las plantas. Oxigenar la plantacin. La direccin del viento es determinante en funcin de varios aspectos: Proteccin de la estructura porque esta debe situarse en direccin que evite ser daada por vientos extremos. Evitar que los gases acumulados en la parte superior circulen entre las plantas. La orientacin del cultivo para la ventilacin de las plantas y su consiguiente polinizacin. Especies que se pueden producir en InvernaderoAdems de flores, en invernaderos se produce Tomate (Jitomate), Chile (Pimentn), Pepinillo (Pickles), Arveja, Pepino, Uchuva (Uvilla), Aj (Chile Picante).Con un invernadero bien diseado, bien construido y bien manejado de puede optimizar la productividad, lo cual repercute en mejor calidad de frutos, mejores rendimientos econmicos y menor impacto ambiental.PLSTICOS PARA CONSTRUIR INVERNADEROSCUALES SON LOS ADECUADOS?Es muy importante. Mejor dicho, es vital hacer una buena seleccin del plstico para lograr los resultados deseados y reducir los riesgos de la inversin, no solamente en el material, sino tambin en toda la plantacin.Los avances tecnolgicos de los ltimos aos, permiten disponer de una amplia gama de opciones de proteccin para los cultivos en diferentes tipos de pelculas plsticas. Desde el sistema que se emplea para extruir el material, hasta la fotoselectividad para evitar o reducir la presencia de patgenos, existe un amplio abanico para escoger el plstico ms adecuado al caso particular de cada plantacin.El estudio tcnico de ambientacin climtica natural incluye la seleccin de las caractersticas que deben reunir los plsticos.Los materiales requeridos en un invernadero especfico se definen por gama de variables entre las cuales podemos mencionar las siguientes: Sistema de fabricacin Monocapa Coextruidas Estabilizantes Nquel: los cuales le dan apariencia Amarillo verdoso; Halls: Los cuales tienen apariencia blanca trasparente. Duracin Resistencia al rasgado Resistencia al envejecimiento Campaas agrcolas que cumple. Tiempo de vida til del plstico. Propiedades "coestabilizantes" (resistencia a la accin de pesticidas e insecticidas). Luminosidad Transmisin global de luz visible, Difusin de luz (eliminacin o reduccin de sombras)Antiadherencia al polvo. Algunas referencias de plsticos tienen la propiedad de tener menos energa esttica que los dems.Estos plsticos cumplen la funcin de reducir la atraccin a las partculas de polvo, contribuyendo a permitir mayor luminosidad durante su vida til.Fotoselectividad. Algunos plsticos, tienen la propiedad de filtrar rangos especficos de la luz solar y evitar que a las plantas lleguen frecuencias que estimulan la germinacin de esporas de algunos patgenos. Esta caracterstica lograda por la incorporacin de algunos aditivos aporta efectivamente en la Sanidad vegetal.Bajo los mismos principios de la fotoselectividad, los productores de plsticos para invernaderos ofrecen plsticos con propiedades Antivirus y Antifidos.Antigoteo. Esta caracterstica es muy importante para evitar que las gotas que se forman en la cubierta por la condensacin, se precipiten sobre las plantas, ya que este exceso de humedad influye en la germinacin de hongos que pueden propagarse en toda la plantacin.En cada pas existen buenos proveedores de plsticos pero asesrese bien para que optimice este recurso que es clave en los resultados de su cultivo (T. P. AGRO Colombia)10 claves para construir un invernadero hidropnico.A la hora de construir y equipar un invernadero de hidropona eficiente y capaz de producir cultivos durante todo el ao, el productor debera considerar los aspectos que mostramos a continuacin. Estas 10 recomendaciones, procedentes del propietario de una exitosa operacin hidropnica en Florida, Estados Unidos, podran ayudarte a planificar o mejorar tu operacin.1. Lugar y orientacin de la estructura, hacia el norte verdadero.La exposicin al sol durante todo el da (este y oeste) podra proporcionar demasiado calor durante el verano, pero aumentar las horas de luz y calor cuando realmente lo necesites durante el invierno, temporada en la cual los cultivos suelen crecer ms lentamente. Es ms rentable enfriar el invernadero en el verano que tener que aportar la luz necesaria para realizar la fotosntesis y el calor adecuado en la temporada de cultivo.2. Estructura firme, hermtica y slida.Si quieres producir los 12 meses del ao con xito, es fundamental empezar con una estructura firme, hermtica y bien construida. Si te limitas a utilizar armazones tubulares y cubierta de polietileno doble, solamente producirs cultivos estacionales, o fracasars en el intento de producir durante todo el ao.3. Cimientos de concreto, con vigas de amarre y paredes de soporte.Si deseas instalar aire acondicionado en verano, debes sellar la estructura desde la base a la cumbrera. No tomes atajos en la construccin de una estructura adecuada. Si tomas un atajo, al final saldrs perdiendo, ya que no podrs compensar la ganancia de calor.4. Cubiertas de policarbonato de alta calidad.En el mercado estn disponibles nuevas cubiertas de policarbonato. Selecciona el material de la calidad adecuada de acuerdo a tus cultivos, al desempeo del material a largo plazo y a la transmisin de la luz requerida. Evita las cubiertas baratas y de baja calidad, o acabars pagando tres veces ms al tener que reemplazarlas varias veces durante la vida til de la estructura. En horticultura, uno obtiene lo que paga, asi que utiliza slo lo mejor.5. Malla de sombra adecuada para combatir el calor.En primer lugar, nunca uses malla de sombra negra para hacer frente a la ganancia de calor. Solamente una malla de grado de sombra adecuado puede reflejar el calor de la nave. Si empleas malla negra sobre o bajo una superficie, lo nico que conseguirs es mayor ganancia de calor y el acero estructural va a retener este calor el cual tendrs que mitigar durante todo el da.6. Agua para la refrigeracin de la masa de aire.Puedes utilizar la pared del extremo de la estructura para rebajar la temperatura. A muchos productores les preocupa el tamao de la superficie de muro hmedo, ya que piensan que ms es mejor; pero esto no es as. Para calcular el grado de enfriamiento de una nave, primero hay que estimar el volumen de la misma en metros cbicos, y luego calcular la cantidad de aire o refrigeracin que necesitas por cada grado que deseas rebajar.La nave debe sellarse totalmente para que no haya aberturas ni entrada de aire, incluso alrededor de las puertas. Una vez que el edificio est adecuadamente sellado, ten en cuenta el volumen de aire. Si necesitas mover entre 1,700 y 2,800 metros cbicos de aire, la proporcin entrada-salida del aire debe ser de 1:1. Para conseguir esto tienes que calcular tus ventiladores o abanicos de manera que muevan el aire en todo el espacio dada minuto. Esto no se consigue fcilmente, ya que necesitas ventiladores de alto volumen, de 130 a 150 cm, similares a los que se usan en las lecheras. Estos abanicos son caros y es necesario que las paredes extremas estn soldadas con acero pesado para sostenerlos. Ten en cuenta que la fuerza de mover tanto aire a travs de la nave es comparable a una serie de embestidas de viento contra el edificio durante 18 a 20 horas diarias. Si la nave es como el 95% de los invernaderos en el mercado, la estructura ser destruida.7. Volumen y almacenamiento de agua.Si deseas enfriar el interior de la nave a una temperatura entre 22 y 30C, el muro hmedo estndar de la industria no ser suficiente, ya que se requieren altos volmenes de agua, casi como una pequea catarata. Se necesita tener un reservorio mnimo de 2,000 litros, pero se recomienda tener 3,800 litros debido a las altas prdidas por evaporacin. Las mejores bombas son las de a 1 CV de potencia en volumen de flujo total. Los paneles del muro hmedo tendrn que construise por encargo y asegurarse de que son aplomados. Cuando el volumen de la masa de aire se pasa por los paneles del muro hmedo, baja la temperatura y se produce alta evaporacin. A medida que el aire acelerado atraviesa la estructura, extrae el calor de una zona determinada y lo dirige hacia los ventiladores. Hay que evitar que haya flujo de aire bajo o alrededor de los paneles de enfriamiento. Asegrate que el aire se dirige hacia y a travs de la columna de agua.8. Costo acorde a la ganancia esperada.En el mes de agosto si quieres que una nave de 500 metros cuadrados est fresca durante el da y fra por la noche, vas a gastar entre $5,500 y 6,500 pesos por metro cuadrado. Si tienes un cultivo de alta demanda durante todo el ao, puedes recuperar el costo al alargar la temporada de cultivo, pero asegrate de tener un plan y un mercado para tus cultivos.9. La temperatura de los nutrientes es fundamental para evitar enfermedades.La temperatura de los nutrientes es tan importante como el aire de refrigeracin para enfriar las plantas bajo un sistema hidropnico. Esto es fundamental para evitar problemas de patgenos y enfermedades. No puedes esperar que el aire haga todo por ti. La mayora de los productores usan intercambiadores de calor comerciales para enfriar la solucin nutritiva. sta es otra rea bastante cara y tiene que ser dimensionada con precisin para adecuarse a tu estructura y a tus cultivos. La matemtica ser tu nueva aliada, as que consigue una buena calculadora y un banquero.10. Mantenimiento y limpieza son clave.Mantn tu estructura extremadamente limpia y las malezas muy lejos de las naves. Debe mantenerse impecable una superficie mnima de 15 metros alrededor de los edificios, y de 30 metros detrs del muro hmedo si es posible. Utiliza una malla de 50-mesh para mantener baja la presin de plagas. Construye antesalas o vestbulos para que cuando abras una puerta se jale todo el aire del muro hmedo hacia la zona de resistencia mnima. sta presin succiona y atrae cualquier objeto (desde aves pequeas a la peluca de un empleado) a los ventiladores en cuestin de segundos, y es particularmente efectiva con los insectos del invernadero. (Hortalizas.com, 2014)MICROCONTROLADORES Qu es un microcontrolador.Un microcontrolador (microcontroller, en ingls) es un circuito integrado que contiene toda la estructura de una microcomputadora, o sea, CPU (Unidad Central de Proceso), memoria RAM, memoria ROM, circuitos de entrada-salida (I/0) y otros mdulos con aplicaciones especiales. Su nombre nos indica sus principales caractersticas: micro por lo pequeo y controlador porque se utiliza principalmente para controlar otros circuitos o dispositivos elctricos, mecnicos, etc.Tipos de memoria del microcontrolador.Las memorias ms utilizadas actualmente por sus caractersticas son:EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory). Fueron el sustituto natural de las memorias EPROM, la diferencia fundamental es que pueden ser borradas elctricamente, por lo que la ventanilla de cristal de cuarzo y los encapsulados cermicos no son necesarios.Al disminuir los costos de los encapsulados, los microcontroladores con este tipo de memoria se hicieron ms baratos y cmodos para trabajar que sus equivalentes con memoria EPROM.Otra caracterstica destacable de este tipo de microcontrolador es que fue en ellos donde comenzaron a utilizarse los sistemas de programacin en el sistema que evitan tener que sacar el microcontrolador de la tarjeta que lo aloja para hacer actualizaciones al programa.Memoria flash. En el campo de las memorias reprogramables para microcontroladores, son el ltimo avance tecnolgico en uso a gran escala, y han sustituido a los microcontroladores con memoria EEPROM.A las ventajas de las memorias flash se le adicionan su gran densidad respecto a sus predecesoras lo que permite incrementar la cantidad de memoria de programas a un costo muy bajo. Pueden adems ser programadas con las mismas tensiones de alimentacin del microcontrolador, el acceso en lectura y la velocidad de programacin es superior, disminucin de los costos de produccin, entre otras.Arquitectura de un microcontroladorLa arquitectura de un microcontrolador es como est organizado internamente, esto vara notablemente de un dispositivo a otro. Por esta razn, es difcil definir un modelo de microprocesador que represente todas las alternativas posibles puesto que cada uno tiene una lgica de funcionamiento propia. El conocer su arquitectura es de suma importancia a la hora de elegir un microcontrolador adecuada para la aplicacin que pretendemos realizar. Aplicaciones del microcontrolador.Los microcontroladores estn presentes hoy en da en la mayor parte de los equipos y mquinas electrnicas que utilizamos para diferentes aplicaciones. Siendo un beneficio para el desarrollo de la humanidad. Los microcontroladores tienen aplicaciones en: Perifricos y dispositivos auxiliares de los computadores. Electrodomsticos. Aparatos porttiles y de bolsillo (Tablet, telfonos celulares, reproductores mp3,..) Mquinas expendedoras y juguetera. Instrumentacin. Industria de automocin. Control industrial y robtica. Electromedicina. Sistemas de navegacin espacial. Sistemas de seguridad y alarma. Domtica en general. Ventajas y Desventajas del microcontrolador. Con los microcontroladores no es necesario disear complejos circuitos decodificadores porque el mapa de memoria y de puertos I/O estn incluidos internamente. El costo el sistema es mucho menor, al reducir el nmero de componentes. El circuito impreso que se realiza utilizando microcontroladores es ms pequeo ya que muchos componentes se encuentran dentro del circuito integrado. Los problemas de ruido que pueden afectar los sistemas con microcontroladores se eliminan, debido a que todo el sistema principal se encuentra en un solo encapsulado. El tiempo de desarrollo de un sistema se reduce notablemente. Los microcontroladores PIC son muy fcil de grabar, ya que solo necesitamos una computadora o una notebook. Un PIC se puede grabar mediante diferentes puertos, como por ejemplo el serie o el USB. Estos son los dos ms populares que utilizan las plaquetas grabadoras convencionales. La gran ventaja de un PIC que no exista antes, es que nos permite controlar, programar y soncronizar tareas electrnicas a travs del tiempo simplemente realizando una correcta programacin. En el pasado no muy lejano, esto no era posible ya que para controlar cada proceso era necesario un circuito muy complicado y especfico para cada cosa que se necesite. En cambio, con un microcontrolador PIC, este circuito integrado hace todo por nosotros. En el mercado existen varios softwares que nos ayudan a programar un microcontrolador de este tipo, como por ejemplo el PICC, o el MPLAB, es decir, que los PIC, estn muy extendidos y difundidos en la electrnica actual. Existe una gran diversidad de microcontroladores PIC en el mercado de Microchip y sta tambin es una gran ventaja, ya que podemos elegir entre diversas caractersticas que uno no tiene pero otro si, como cantidad de puertos, cantidad de entradas y salidas, conversor Analgico a Digital, cantidad de memoria, espacio fsico, y este tipo de cualidades que nos permiten tener una mejor eleccin de un PIC.SENSORUn sensor es un dispositivo que, a partir de la energa del medio donde se mide, da una seal de salida transducible que es funcin de la variable medida. (Areny, 2003)Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes fsicas o qumicas, llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en variables elctricas. Las variables de instrumentacin pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin, desplazamiento, presin, fuerza, torsin, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud elctrica puede ser una resistencia elctrica (como en una RTD), una capacidad elctrica (como en un sensor de humedad), una tensin elctrica (como en un termopar), una corriente elctrica (como en un fototransistor), etc. (http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor)CLASIFICACIN.Para comprender el funcionamiento de un sensor es necesario clasificarlo de tal forma que abarquen todos los factores del medio al cual son expuestos, estos pueden clasificarse de la siguiente forma:Segn su funcionamiento.Activos: Requieren de una fuente externa de energa de la que recibir alimentacin de corriente para su funcionamiento. Pasivos: No requieren de una fuente de energa externa, sino que las propias condiciones medioambientales son suficientes para que funcionen segn su cometido.

Figura 1. Clasificacin atendiendo a su funcionamiento.Segn las seales que proporcionan.Analgicos: proporcionan una seal analgica (tensin, corriente), es decir que pueden tomar infinidad de valores entre un mnimo y un mximo. Digitales: proporcionan la informacin mediante una seal digital que puede ser un 0 o un 1 lgicos, o bien un cdigo de bits.

Figura 2. Clasificacin atendida a la seal que proporcionanSegn la naturaleza de su funcionamiento.Posicin: son aquellos que experimentan variaciones en funcin de la posicin que ocupan en cada instante los elementos que lo componen.Fotoelctricos: son aquellos que experimentan variaciones en funcin de la luz que incide sobre los mismos.Magnticos: son aquellos que experimentan variaciones en funcin del campo magntico que les atraviesa.Temperatura: son aquellos que experimentan variaciones en funcin de la temperatura del lugar donde estn ubicados.Humedad: son aquellos que experimentan variaciones en funcin del nivel de humedad existente en el medio en que se encuentran. Presin: son aquellos que experimentan variaciones en funcin de la presin a que son sometidos.Movimientos: son aquellos que experimentan variaciones en funcin de los movimientos a que son sometidos.Qumicos: son aquellos que experimentan variaciones en funcin de los agentes qumicos externos que pudieran incidir sobre ellos.

Figura 3. Sensores atendiendo a la naturaleza de funcionamiento.Segn los elementos utilizados en su fabricacin. 1. Mecnicos: son aquellos que utilizan contactos mecnicos que se abren o cierran.2. Resistivos: son aquellos que utilizan en su fabricacin elementos resistivos.3. Capacitivos: son aquellos que utilizan su fabricacin condensadores.4. Inductivos: son aquellos que utilizan su fabricacin bobinas.5. Piezoelctricos: son aquellos que utilizan en su fabricacin cristales como el cuarzo.6. Semiconductores: son aquellos que utilizan en su fabricacin semiconductores.

Figura 4. Sensores atendiendo a los elementos de fabricacin.CARACTERSTICAS. Para obtener el mejor rendimiento en una aplicacin que vaya a realizar es necesario tomar en consideracin ciertos aspectos para hacer la mejor eleccin. Rapidez en la respuesta. Situacin donde van a ser utilizados. Radio de accin. Fiabilidad en el funcionamiento Tensiones de alimentacin. Consumo de corriente. Mrgenes de temperatura de funcionamiento. Posibles interferencias por agentes externos. Resistencia a la accin de agentes externos. Relacin calidad/precio.Es necesario conocer determinadas caractersticas tcnicas que nos dan mucha informacin sobre la calidad del sensor. 1. Resolucin: es la mnima variacin de la magnitud de entrada que puede apreciarse a la salida.2. Sensibilidad: es la relacin entre la variacin de la magnitud de salida y la variacin de la magnitud de entrada. 3. Error: es la desviacin de la medida proporcionada por el sensor respecto de la real. Se suele expresar en %. 4. Precisin: es el error de medida mximo esperado. 5. Repetitividad: es el error esperado al repetir varias veces la misma medida. En la Tabla 1, muestra el tipo de sensores que habitualmente ms se utiliza en funcin de la aplicacin.

Tabla 1. Tipo de sensores en funcin de la aplicacin.CIRCUITOS ACONDICIONADORES DE SEAL.Los sensores se encargan de convertir una magnitud obtenida mediante efectos fsicos o qumicos en una magnitud elctrica. La seal de un sensor no suele ser vlida para su procesado por los circuitos actuadores, por lo tanto necesita ser adaptada y amplificada. Puede ocurrir que la seal del sensor no sea lineal o que dependa de las condiciones de funcionamiento como temperatura y la tensin de alimentacin, en este caso sera tambin necesario linealizar el sensor, as como compensar sus variaciones, y para ello se utilizan lis circuitos acondicionadores de seal. Definicin: un circuito acondicionador es aquel que hace que la seal de los sensores sea vlida para ser procesada por circuitos actuadores o por equipos de instrumentacin, como multmetros, osciloscopios, LCD, etc. Entre los circuitos acondicionadores de seal ms utilizados podemos encontrar los divisores de tensin mediante resistencias, el puente de Wheatstone, los transistores, amplificadores operacionales, microcontroladores, e incluso circuitos multivibradores para cuando es necesario que la informacin del sensor se traduzca en frecuencia, como ocurre en el caso de los capacitivos. (A. Serna, 2010)FOTORESISTOR LDRUn fotoresistor o fotorresistencia es un componente electrnico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente, la radiacin ptica aporta la energa necesaria para aumentar el nmero de electrones libres (efecto fotoelectrico) disminuyendo la resistividad, su smbolo se lo representa en la Figura 5.

Figura 5. FotoresistenciaLa relacin entre la resistencia (R) de una fotorresistencia y la intensidad luminosa (L, en lx) recibida, no es lineal y viene dado por la Figura 6, donde A y son constantes que dependen del material y de las condiciones de fabricacin.

Figura 6. Ecuacin y grafica del comportamiento de una fotorestencia.Las siglas (LDR) se originan de su nombre en ingls light-dependent resistor. Los materiales fotosensibles ms utilizados en la fabricacin de una LDR son el sulfuro de talio, sulfato de cadmio, el seleniuro de cadmio y el sulfato de plomo. Estos materiales se colocan encapsulados en vidrio o resina. Los valores tpicos de para fotoresistores de SCd que trabajan en el espectro visible estn comprendidos en el intervalo 0,7 y 0,9. SENSOR LM35El LM35 es un sensor de temperatura con una precisin calibrada de 1C. Su rango de medicin abarca desde -55C hasta 150C. La salida es lineal y cada grado centgrado equivale a 10mV, por lo tanto:150C = 1500mV-55C = -550mV1Sus caractersticas ms relevantes son: Est calibrado directamente en grados Celsius. La tensin de salida es proporcional a la temperatura. Tiene una precisin garantizada de 0.5C a 25C. Baja impedancia de salida. Baja corriente de alimentacin (60uA). Bajo coste.DestacablesEl LM35 no requiere de circuitos adicionales para calibrarlo externamente. La baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa calibracin hace posible que este integrado sea instalado fcilmente en un circuito de control. Debido a su baja corriente de alimentacin se produce un efecto de auto calentamiento muy reducido. Se encuentra en diferentes tipos de encapsulado, el ms comn es el TO-92, utilizada por transistores de baja potencia. Tambin este sensor si es conectado a uno pero obtienes ganancia general y de salida. (National Semiconductor)SENSOR DHT-11El DHT-11 es un sensor de temperatura y humedad el cual tiene una salida digital, se comunica por medio de una interface one wire y posee un rango de operacin de 0 a 50 grados centgrados y de 20 a 90% de humedad relativa.Con el uso de este dispositivo, se pueden realizar mediciones de temperatura y humedad de manera fcil y rpida, sin tener que realizar complicados circuitos (sobre todo para la medicin de humedad) el costo de dicho dispositivo es muy accesible.

Figura 7. Sensor DHT11En la Figura 8, se muestra el esquemtico del sensor y en la Figura 9, la forma fsica de conexin, de esta forma se debe de conectar para poderlo utilizar con un micro controlador, en realidad es muy fcil de conectar, lo complicado es realizar el programa del micro.

Figura 8. Esquema de conexinFigura 9. Conexin en ArduinoPROTOCOLO DE COMUNICACIN.El dispositivo usa un bus de datos sencillo el cual consiste en una sola lnea para enviar y recibir informacin (one wire bus)Se transmiten 5 Bytes solamente, es decir, los datos transmitidos consisten en partes enteros y partes decimales, se transmiten 40 bits donde el bit ms significativo se enva primero.El formato de transmisin es el siguiente: 8 bits RH (entero) + 8 bits RH (decimal) + 8 bits Temp (entero) + 8 bits Temp (decimal) + checksum, algo asi por ejemplo50,50,25,35,160