Prctica Instrumento VirtualMedidor de temperatura utilizando Arduino UNO y el Sensor LM35

1.- Objetivo.

Comprender la programacin bsica, as como la conexin y ejecucin para poder llevar a cabo las mediciones que anteriormente se hacan de forma manual y hacer las ms eficientes usando las mediciones virtuales o mediciones remotas para reducir tiempos y aumentar la efectividad de un proceso o servicio.

2.- Marco Terico.

Los sensores electrnicos han ayudado a medir con mayor exactitud las magnitudes fsicas; no se puede hablar de los sensores sin sus acondicionadores de seal, ya que normalmente entregan seales muy pequeas y es muy importante equilibrar sus caractersticas, con las del circuito que le permiten adquirir, acondicionar, procesar y actuar con las seales. Probablemente sea la temperatura el parmetro fsico ms comn que se mide en una aplicacin electrnica, incluso en muchos casos en que el parmetro de inters no es la temperatura, sta se ha de medir para incluir indirectamente su efecto en la medida deseada.

El desarrollo de tcnicas para la medicin de la temperatura ha pasado por un largo proceso histrico, ya que es necesario darle un valor numrico a una idea intuitiva como es lo fro o lo caliente.

La temperatura se mide contermmetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicin de la temperatura. En elSistema Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es elkelvin(K), y la escala correspondiente es laescala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor cero kelvin (0 K) al cero absoluto, y se grada con un tamao de grado igual al delgrado Celsius. Sin embargo, fuera del mbito cientfico el

Uso de otras escalas de temperatura es comn. La escala ms extendida es la escalaCelsius, llamada centgrada; y, en mucha menor medida, y prcticamente slo en losEstados Unidos, la escalaFahrenheit. Tambin se usa a veces la escalaRankine (R) que establece su punto de referencia en el mismo punto de la escalaKelvin, elcero absoluto, pero con un tamao de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada nicamente enEstados Unidos, y slo en algunos campos de laingeniera. 3.- Material, equipo y reactivos.

Tarjeta Arduino UNO. Sensor LM35 Labview

4.- Procedimiento.

Censado de Temperatura sin contacto.

Estos termmetros determinan la temperatura del cuerpo a distancia, y se basan en la determinacin de alguna caracterstica del cuerpo que cambie con la temperatura sin hacer contacto con l, aquellos que se usan para medir temperaturas altas y medianamente altas (unos 600 grados Celsius o ms) se denominan pirmetros.

En general son aparatos pticos ms complejos y su uso es ms especializado.

Las caractersticas utilizadas para la determinacin de la temperatura con estos termmetros ms comunes son:

Medicin de laradiacin electromagnticavisible emitida por el cuerpo caliente(pirmetros de radiacin visible). Medicin de la absorcin de radiaciones electromagnticas por el cuerpo caliente(pirmetros de absorcin-emisin). Medicin de la radiacin infrarroja emitida por el cuerpo caliente(termmetros de radiacin infrarroja)

Sensor de temperatura lm35 yArduinoEn este proyecto, decidimos hacer un medidor de temperatura utilizando como sistema de adquisicin de datos la tarjeta Arduino UNO

Como se puede ver es un sensor que presenta nicamente 3 pines (VCC, GND y Data), por ello su conexin es muy sencilla. Adems presenta las siguientes caractersticas:

Est calibrado directamente en grados Celsius. Rango de medicin de -55C a 150C. La tensin de salida es proporcional a la temperatura. Esto quiere decir que 1C equivale a 10mV. Precisin garantizada de 0.5C a 25C. Rango de alimentacin entre 4 y 30V. Baja impedancia de salida. Baja corriente de alimentacin (60uA). No necesita de circuitos adicionales para su calibracin. Presenta un coste bastante reducido.

DIAGRAMA DE BLOQUES.A continuacin se muestra el diagrama de bloques que componen la unidad instrumental.

ACONDICIONAMIENTO DE LA SEAL.Para poder procesar la seal adquirida por el sensor, fue necesario implementar un circuito de amplificacin utilizando el circuito integrado MC33202 que es un amplificador operacional Rail to Rail, con una ganancia de 7 en su configuracin de amplificador no inversor.

La seal del circuito acondicionador es tomada por un puerto anlogo de Arduino, que a travs de su conversor anlogo digital, realiza el respectivo tratamiento de la informacin.

PROGRAMACIN.

Se realiz una interfaz PC-Instrumento para poder realizar de mejor manera la medicin de temperatura y visualizar el comportamiento del sensor a travs de LabView2012, la programacin consta de diferentes bloques para la adquisicin de la seal analgica.A continuacin se muestra el bloque de Labview y su respectivo panel instrumental.

CALIBRACIN DEL SENSOR.

Para la calibracin de la unidad instrumental se tom el procedimiento de calibracin por comparacin directa por medio de un termmetro patrn, con el cual se fueron tomando distintas mediciones de temperatura. Con las mediciones tomadas de temperatura y voltaje se tabularon y posteriormente se realiz la grfica.

Conclusiones.

Como podemos ver la medicin de la temperatura se puede realizar de forma ms eficiente, adems de que podemos llevar un mejor control de cualquier proceso en donde se puede implementar un sistema de instrumentos virtuales y llevar un monitoreo cuando se requiera.