sensor de temperatura con arduino

UPJR – Mediciones Eléctricas – 2°B

Profesor: Víctor Hugo Mancilla García

Calificación:

Universidad Politécnica de Juventino Rosas

Telemática

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN

LISTA DE COTEJO PARA PROYECTOS

DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓNNombre(s) del alumno(s) y/o Equipo:Martin Antonio Ortega YepezAdrián Velázquez GarcíaLuis David Ojeda Morado

Firma del alumno(s):

Producto:Medidor de temperatura con Arduino

Nombre del Proyecto:Medidor de temperatura con Arduino

Fecha:24/03/2015

Asignatura:Mediciones Eléctricas

Grupo:2°B

Periodo cuatrimestral:Enero – Junio 2015

Nombre del Docente: M.C. Víctor Hugo Mancilla García

Firma del Docente:

INSTRUCIONES

Revisar las características que se solicitan y marque en los apartados “Sí”cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque “No”. En la columna “OBSERVACIONES” haga las indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuáles con las condiciones no cumplidas, si fuese necesario

Valor del

reactivo

Características a cumplir (Reactivo) CUMPLE OBSERVACIONESSI NO

5%Presentación del Trabajo cumple los requisitos de:

a) Excelente presentación2% b) Portada5% c) No tiene faltas de ortografía

2%d) Mismo formato (letra arial 12, títulos y subtítulos con

negritas)2% e) Misma calidad de hoja de impresión2% f) Maneja el lenguaje técnico apropiado2% g) Paginado

5%Índice. El trabajo tiene orden y congruencia con los temas y número de página.

5%Introducción y objetivo. La introducción y el objetivo dan una idea clara del contenido del trabajo, motivando al lector a continuar con su lectura y revisión.

40%Desarrollo. Sigue la metodología y el trabajo cumple con todos los pasos que se realizaron al aplicar los conocimientos obtenidos.

10%Resultados. Cumplió totalmente con el objetivo esperado, tiene aplicaciones concretas

10%Conclusiones. Las conclusiones son claras y acordes con el objetivo esperado.

5% Bibliografías, Anexos y referencias.5% Responsabilidad. Entregó el reporte en la fecha y hora señalada.

100%CALIFICACIÓN:

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ContenidoIntroducción...........................................................................................................................2

Objetivos:...........................................................................................................................3

Antecedentes:.......................................................................................................................3

¿Qué es Arduino?.............................................................................................................3

¿Qué es Processing?........................................................................................................3

¿Qué es Wiring?................................................................................................................4

Potenciómetro:..................................................................................................................4

Diodo LED:........................................................................................................................4

Sensor de Temperatura LM35:..........................................................................................4

Display LCD (Liquid Crystal Display) Display de Cristal Liquido:......................................5

Desarrollo:.............................................................................................................................7

Fuente de alimentación:....................................................................................................7

Programación:...................................................................................................................8

Termómetro Digital:...........................................................................................................9

Conclusiones:......................................................................................................................14

Bibliografía:.........................................................................................................................14

IntroducciónEn el siguiente documento se explicaran los conocimientos y materiales necesarios para la realización de un instrumento de medición (termómetro digital), que será una proyecto para la materia de Mediciones Eléctricas de la UPJR, para el cual utilizaremos un sensor de precisión LM35, una placa Arduino, una protoboard, un display LCD, 2 LED´s, un potenciómetro y 2 resistencias.

Estos componentes darán como producto un medidor de temperatura ambiente, el cual a través de una display LCD nos mostrara la temperatura que sea lea en el momento, además nos dirá si hace frio, calor o la temperatura es normal, a esto le ayudaran unos LED indicadores. Esta lectura de temperatura se estará realizando cada 100ms (mili-segundos).

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El instrumento de medición podrá medir temperaturas desde los -55°C hasta los 150°C, esto quiere decir que perfectamente podremos medir las temperaturas del ambiente. El sensor LM35 medira 1°C y marcara una salida lineal de 10mV o lo que es igual, que por cada 1°C el sensor arrojara .001V.

Todo esto nosotros lo veremos representada de manera más sencilla en el display LCD, puesto que solo arrojara C=”La temperatura obtenida”.

Objetivos: Realizar un instrumento de medición, que pueda medir la temperatura de

manera precisa. Conocer el funcionamiento de un sensor de temperatura LM35. Realizar un circuito que mediante un sensor y un programa (sketch)

desarrollado en lenguaje Arduino, lea la temperatura y pueda mostrarla al usuario.

Crear un transformador para alimentar el arduino.

Antecedentes:

¿Qué es Arduino?

Arduino es una plataforma de hardware de código abierto, basada en una sencilla

placa con entradas y salidas, analógicas y digitales, en un entorno de desarrollo

que está basado en el lenguaje de programación Processing. Es un dispositivo

que conecta el mundo físico con el mundo virtual, o el mundo analógico con el

digital.

Sus creadores son el zaragozano David Cuartielles, ingeniero electrónico y

docente de la Universidad de Mälmo, Suecia y Massimo Banzi, italiano, diseñador

y desarrollador Web. El proyecto fue concebido en Italia en el año 2005.

¿Qué es Processing? Es un lenguaje de programación de código abierto, para las personas que quieran crear imágenes, animaciones e interacciones. Inicialmente desarrollado para servir como un software como block de dibujo y para enseñar los fundamentos de la programación de computadora en un contexto visual. Processing también ha estado involucrado como una herramienta para generar trabajos finales profesionales (visita http://www.processing.org/).

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http://www.processing.org/


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¿Qué es Wiring? Wiring es una plataforma de abierta de prototipos electrónicos compuestos de un entorno de programación, una tarjeta de prototipo, documentación (creada por ingeniero y artistas y una comunidad de expertos), personas con experiencia tanto principiante como nivel intermedio comparten sus ideas, conocimiento y su experiencia colectiva (visita http://wiring.org.co/).

Potenciómetro:Los potenciómetros limitan el paso de la corriente eléctrica (Intensidad) provocando una caída de tensión en ellos al igual que en una resistencia, pero en este caso el valor de la corriente y la tensión en el potenciómetro las podemos variar solo con cambiar el valor de su resistencia. En una resistencia fija estos valores serían siempre los mismos. El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como las resistencias, y el valor del potenciómetro siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener. El mínimo lógicamente es cero. Por ejemplo un potenciómetro de 10KΩ puede tener una resistencia con valores entre 0Ω y 10.000Ω.

Diodo LED:El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz. Existen diodos LED de varios colores que dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre otros. En este caso estará siendo utilizado como indicador.

Sensor de Temperatura LM35:

El LM35 es un sensor de temperatura. Esta calibrado de fábrica con una precisión de 1ºC y es capaz de tomar lecturas entre -55ºC y 150ºC.

La salida es lineal y cada grado centígrado equivale a 10mV, por lo tanto:

150ºC = 1500mV

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http://wiring.org.co/


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-55ºC = -550mV

Características:

Está calibrado directamente en grados Celsius.

La tensión de salida es proporcional a la temperatura.

Tiene una precisión garantizada de 0.5°C a 25°C.

Baja impedancia de salida.

Baja corriente de alimentación (60uA).

Bajo coste.

Display LCD (Liquid Crystal Display) Display de Cristal Liquido:

Los Display LCD son visualizadores pasivos, esto significa que no emiten luz como el visualizador o display alfanumérico hecho a base de un arreglo de diodos LEDs.

Es por esa razón que, algunas veces, cuando intentamos ver la hora en un reloj que utiliza esta tecnología, es necesario una fuente de luz adicional.

El Display LCD tiene muy bajo consumo de energía si se lo compara con el display o visualizador alfanumérico y son compatibles con la tecnología CMOS, característica que permite que se utilice en equipos portátiles (ejemplo: los relojes de pulsera, calculadoras, etc.).

Tiene una vida aproximada de 50,000 horas. Hay diferentes tipos de presentaciones y son muy fáciles de configurar. Hay desde visualizadores comunes de 7 segmentos, hasta una matriz de puntos, todos ellos muy delgados.

Pines:

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Pin 1 – VSS o GND

Pin 2 – VDD o alimentación (+5V)

Pin 3 – Voltaje de contraste. Se conecta a un potenciómetro.

Pin 4 – Selección de registro. Aquí se selecciona el dispositivo para su uso.

Pin 5 – Lectura/Escritura. Dependiendo del estado (HIGH o LOW), se podrá

escribir o leer datos en el LCD

Pin 6 – Enable. Es el pin que habilita o deshabilita el LCD.

Pin 7 hasta Pin 14 – Son los pines de datos por donde se envía o recibe

información.

Pin 15 – El ánodo del LED de iluminación de fondo (+5v).

Pin 16 – El cátodo del LED de iluminación de fondo (GND).

Desarrollo:

Fuente de alimentación:Diagrama de la fuente de alimentación para arduino.

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Circuito PCB en real y el que será el circuito PCB a imprimir.

Para obtener el valor de la resistencia que requiere el led se tiene que hacer los siguientes cálculos

Vled=2.1v

Iled=10mA

V=Vt-Vled=9V-2.1=6.9V

Ley de ohm.

V=IR

Despejando ley de ohm.

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R=V/I

Entonces.

R=V/Iled

R=6.9V/10mA=690ohm

Se dedujo lo anterior tomando en cuenta que un led enciende desde los 5mA y para hacer más duradera su vida de uso se utiliza esta corriente de base.

Programación:El siguiente código fue el del sketch del termómetro.

Programación de arduino

#include <LiquidCrystal.h>LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);float centi(){ int dato; float c; dato = analogRead(A1); c = (500.0 * dato)/1023; return c;}float kelvin(float cent){ float k; k=cent+273.15; return k;}void setup(){ lcd.begin(20,4); lcd.print(" UPJR ITE 2B MOV "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Centigrados:"); lcd.setCursor(0,2); lcd.print("Kelvin:"); lcd.setCursor(0,3); lcd.print("Estado:"); pinMode(8, OUTPUT);

void loop(){ float Centigrados = centi(); float Kelvin = kelvin(Centigrados); lcd.setCursor(13,1); lcd.print(Centigrados); lcd.setCursor(8,2); lcd.print(Kelvin); if(Centigrados>=25.00) { lcd.setCursor(8,3); lcd.print("Caliente"); digitalWrite(8, HIGH); } else { lcd.setCursor(8,3); lcd.print("Normal "); digitalWrite(8, LOW); } if(Centigrados<=23.00) { lcd.setCursor(8,3); lcd.print("Frio "); digitalWrite(9, HIGH); } else

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pinMode(9, OUTPUT);}

{ digitalWrite(9, LOW); } delay(100);}

Termómetro Digital:Ahora para la realización del termómetro digital o el instrumento de medición se necesitaran 11 cables jumpers.

Ahora antes de empezar a alambrar el circuito se analizara el diagrama de cómo debe estar el termómetro y así lograr un buen resultado.

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Una vez hecho esto se recopilan todos los materiales y se prosigue a realizar la conexión.

1. Recordando que en la placa arduino ira un cable a la salida de voltaje de 5 volts y el otro a donde dice GND que es tierra

2. Después se coloca el potenciómetro en la protoboard y en este se coloca como en la imagen, para el cual el pin de la derecha ira al negativo y el de la izq al positivo, mientras que el de en medio ira al pin 3 del display que regula el contraste.

3. Se conectaran unos led los cuales estarán conectado al arduino en el pin 8 y 9, e estarán al positivo del led, mientras que el negativo estará conectado al negativo con una resistencia para que los 5 volts no quemen al led.

4. Ahora el sensor lm35 ira como se muestra en la siguiente figura. Siendo el de en medio el que leerá el arduino.

5. Y el display será conectado de la siguiente manera.

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6.

Una vez realizado esto y que ya tengamos programado el sketch, lo cargaremos a la placa.

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Y esto deben ser los resultados finales.

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Conclusiones:Se cumplieron todos los objetivos anteriormente mencionados, ya que se logró crear instrumento de medición y logra devolver un resultado mostrándolo en el display, esto para que sea más práctico para el usuario. También se logró la creación del transformador para lo cual ya no es necesario conectarlo a la computadora, solo necesitamos cargar el sketch en el arduino y conectarlo a la corriente alterna.

También se logró implementar la utilización de un sensor de temperatura y poder mostrar los valores obtenidos en un display LCD, utilizando Arduino.

Bibliografía: -http://panamahitek.com/uso-de-pantalla-lcd-con-arduino/ -http://www.cortoc.com/2011/12/introduccion-arduino.html -http://arduineando.matem.unam.mx/proyectos/sensorTemperatura -http://unicrom.com/Tut_diodo_led.asp Arduino Práctico (Manual Imprescindible), Joan Ribas Lequerica, ANAYA

MULTIMEDIA (Edición: 24 de septiembre de 2013).

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sensor de temperatura con arduino

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