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UNIVERSIDAD ANDINA “NÉSTOR CÁCERESVELÁSQUEZ”

FACULTAD DE INGIENIERÍA Y CIENCIAS PURAS

CARRERA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIAMECATRONICA

PROYECTO

IMPLEMENTACION DE UN SENSOR DE TEMPERATURA

PRESENTARamos Cua!os" #u$o E%!&'u(

Sa$ua Mama%&" A)(*a%(!

Ca+(!(s Ga!+&a" M&+,a() F!a%+&s+o

PUNO - PER.

1

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/012

AGRADECIMIENTO

 Agradecer a Dios por darnos la bendición de contar con todas laspersonas que nos apoyaron para cumplir esta meta.

 Agradecer también a mi familia y por encima de todo a mis padres quesacrificaron todo para darme lo mejor.

 A nuestros docentes por brindarnos las armas intelectuales paradesenvolvernos en el mundo labora así como su incondicional apoyo yenseñanzas de vida.

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I.   INTRODUCCION

n la actualidad e!isten una Infinidad de sistemas electrónicos que est"n

construidos con base en transductores y sensores eléctricos. #n

transductor eléctrico es un dispositivo que permite convertir alg$n tipo de

energía en una señal eléctrica% la cual puede f"cilmente ser transmitida%amplificada o filtrada. !isten a su vez diferentes tipos de elementos de

medición que nos permiten conocer las magnitudes e!ternas.

l objetivó de poder medir o sensar magnitudes nace de la necesidad de

controlar las mismas pada poder manipular procesos conocer los niveles

indicados de magnitudes que puedan ser requeridos.

II.   RESUMEN

l presente proyecto fue desarrollado desde la simulación de un sensor de

temperatura con salida de & ' ( voltios en el programa proteus para

verificar un correcto funcionamiento del circuito luego se procedió a la

implementación del circuito en un protoboard y su programación en

 Arduino.

3

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III.   O34ETIVOS• )onocer el funcionamiento del sensor de temperatura.• Implementar un sensor de temperatura con una salida de & ' *&

voltios.

I+.   ALTERNATIVAS CONSIDERADAS

• ,e toma en cuenta el correcto funcionamiento del sensor.• ,e tomara en consideración la -oja de datos del / 0(.

+.   DESCRIPCION DE LOS MATERIALES UTILIZADOS

1. LM 35

l /0( es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de * 1).

,u rango de medición abarca desde 2(( 3) -asta *(& 3). a salida eslineal y cada grado )elsius equivale a *& m+% por lo tanto4

*(& 1) 5 *(&& m+2(( 1) 5 2((& m+*

Ca!a+5(!6s5&+as,us características m"s relevantes son4

• st" calibrado directamente en grados )elsius.

• a tensión de salida es proporcional a la temperatura.

• 6iene una precisión garantizada de &.( 3) a 7( 3).

• 8aja impedancia de salida.

• 8aja corriente de alimentación 9:& ;A<.

• 8ajo coste.

D(s5a+a7)(s

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l /0( no requiere de circuitos adicionales para calibrarlo e!ternamente.a baja impedancia de salida% su salida lineal y su precisa calibración -aceposible que este integrado sea instalado f"cilmente en un circuito decontrol. Debido a su baja corriente de alimentación se produce un efecto de

auto calentamiento muy reducido. ,e encuentra en diferentes tipos deencapsulado% el m"s com$n es el 6=2>7% utilizada por transistores de bajapotencia.

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FIGURA 1 1 HOJA DE DATOS DEL LM 35 

2. LM358

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sta -oja de datos /0(? especifica que se compone de dos% de altaganancia independiente% amplificadores operacionales internos frecuenciacompensada que fueron diseñados específicamente para operar desde unasola fuente de alimentación a través de una amplia gama de voltajes.

=peración de fuentes de alimentación de división también es posible y elbajo consumo de corriente fuente de alimentación es independiente de lamagnitud de la tensión de alimentación . l /0(? y /7>&@ est"ndisponibles en un c-ip del tamaño de paquete 9 ? 2 8ump micro ,/D <%utilizando la tecnología de micro acional paquete de ,/D .

FIGURA 1 / DATOS

7

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FIGURA 1 3 LM358

3. ARDUINO

 Arduino es una plataforma de -ardBare libre% basada en una placa con un

microcontrolador  y un entorno de desarrollo% diseñada para facilitar el uso

de la electrónica en proyectos multidisciplinares.

l -ardBare consiste en una placa con un microcontrolador Atmel A+C y

puertos de entradasalida. os microcontroladores m"s usados son el

 Atmega*:?%  Atmega07?%  Atmega*7?&% y  Atmega? por su sencillez y bajo

coste que permiten el desarrollo de m$ltiples diseños. Eor otro lado el

softBare consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje

de programación  ErocessingFiring y el cargador de arranque  que es

ejecutado en la placa.@ ,e programa en el ordenador para que la placa

controle los componentes electrónicos.

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A8)&+a+&o%(sa plataforma Arduino -a sido usado como base en diversas aplicacioneselectrónicas4

•

Goscillo4 =sciloscopio de código abierto.

• quipo científico para investigaciones.

•  Arduinome4 #n dispositivo controlador /IDI.

• =8Duino4 un económetro que usa una interfaz de diagnóstico a bordo que

se -alla en los automóviles modernos.

• ,)A2ino4 ,istema de cómputo automotriz capaz de monitorear sensores

como el 6E,% el /AE y el &7, y controlar actuadores automotrices como la

bobina de ignición% la v"lvula IA) y aceleradores electrónicos.

• Humane Ceader4 dispositivo electrónico de bajo coste con salida de señal

de 6+ que puede manejar una biblioteca de (&&& títulos en una tarjeta

micro,D.*>

• 6-e Humane E)4 equipo que usa un módulo Arduino para emular un

computador personal% con un monitor de televisión y un teclado para

computadora.7&

•  Ardupilot4 softBare y -ardBare de aeronaves no tripuladas.

•  ArduinoE-one4 un teléfono móvil construido sobre un módulo Arduino.7* 77

• Impresoras 0D.

E%5!aas 9 sa)&asEoniendo de ejemplo al módulo Diecimila% éste consta de *@ entradas

digitales configurables como entradas yo salidas que operan a ( voltios.

)ada contacto puede proporcionar o recibir como m"!imo @& mA. os

contactos 0% (% :% >% *& y ** pueden proporcionar una salida EF/ 9Eulse

Fidt- /odulation<. ,i se conecta cualquier cosa a los contactos & y *% esointerferir" con la comunicación #,8. Diecimila también tiene : entradas

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+I.   PROGRAMAS UTILIZADOS

ARDUINO SOFT;ARE

Euesto que Arduino% a diferencia del ordenador que usas normalmente% notiene pantalla ni teclado% se necesita un programa e!terno ejecutado enotro ordenador para poder escribir programas para la placa Arduino. stesoftBare es lo que llamamos Arduino ID. ID significa JIntegratedDevelopment nvironmentK 9ntorno de Desarrollo Integrado<% y es untérmino com$n para llamar a este tipo de desarrollo de softBare. scribestu programa en el ID% lo cargas en el Arduino% y el programa se ejecutar"en la placa.

FIGURA 1 6 ARDUINO SOFTWARE

El IDE de Ard!"# e$ %& $e"'!ll# & ()re'!d# ) Pr#'e$$!"*. +)& ") $e"'!ll) ,)rr) de

-err)%!e")$ /e (ede$ !l!)r ()r)

11

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•  er!!')r $! (r#*r)%) ) ) "'!#")r.

•

 C)r*)r el (r#*r)%) ) l) (l)') de Ard!"#.

•  Cre)r " (r#*r)%) "e#.

•  A,r!r " (r#*r)%).

•  G)rd)r el (r#*r)%) e" el d!$'# dr# del #rde")d#r.

•  E" l) ()re dere'-) de l) ,)rr) de -err)%!e")$ $e e"'e"r) el M#"!#r

Ser!)l ),re ") e")") de '#%"!')'!" '#" l) (l)') Ard!"#.

PROTEUS

Eroteus es una compilación  de programas  de diseño y simulación

electrónica% desarrollado por abcenter lectronics que consta de los dosprogramas principales4 Ares e Isis% y los módulos +,/ y lectra.

I,I,l Erograma I,I,% Intelligent ,c-ematic Input ,ystem 9Sistema deEnrutado de Esquemas Intei!ente< permite diseñar el plano eléctrico delcircuito  que se desea realizar con componentes  muy variados% desdesimples resistencias% -asta alguno que otro microprocesador   omicrocontrolador % incluyendo fuentes de alimentación% generadores deseñales  y muc-os otros componentes con prestaciones diferentes. osdiseños realizados en Isis pueden ser simulados en tiempo real% mediante

el módulo +,/% asociado directamente con I,I,. AC,

 AC,% o Advanced Couting and diting ,oftBare 9So"t#are de Edi$i%n & Ruteo A'an(ado<L es la -erramienta de enrutado% ubicación y edición decomponentes% se utiliza para la fabricación de placas de circuito impreso%permitiendo editar generalmente% las capas superficial 96op )opper<% y desoldadura 98ottom )opper<.

/étodo * 9Autorouter<

1. P#"er SOLO l#$ '#%(#"e"e$ e" l) ,#)rd

2. E$(e'!!')r el re) de l) (l)') '#" " re'"*l# !(# :;#)rd Ed*e:

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3. +)'er 'l!' e" :A#r#er: e" l) ,)rr) de ,##"e$ $(er!#r

4. Ed!)r l) e$r)e*!) de re# e" :Ed! Sr)e*!e$:

5. +)'er 'l!' e" :O<:

/étodo 7 9lectra Autorouter<

#tilizando el módulo lectra 9lectra Auto Couter<% el cual% una vezcolocados los componentes trazar" autom"ticamente las pistas realizandovarias pasadas para optimizar el resultado.)on Ares adem"s se puede tener una visualización en 0D del E)8 que se-a diseñado% al -aber terminado de realizar la ubicación de piezas% capas yruteo% con la -erramienta M0D +isualizationM% en el men$ output% la cual sepuede demorar% solo -aciendo los trazos un periodo de tiempo un poco

m"s largo que el de los componentes% los cuales salen al empezar lavisualización en 0D.

+II.   ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA

uego de obtener las consideraciones de las -ojas de datos o datas-eetstanto del / 0(% / 0(? y el arduino obtendremos4

o primero que obtendremos es que el m 0(? es un =pam%

un amplificador operacional que como indica su descripción

amplificara la señal que emite el sensor / 0(.

a señal amplificada del / 0( ingresara al Arduino ser" aquí

donde se -ar" la conversión del voltaje en temperatura seg$n

estos rangos

+=6AN D ,AIDA 6/ECA6#CA D ,,=C

& +=6I=, & Orados centigrados

*& +=6I=, *(& Orados centigrados

De estos datos obtendremos que *( grados centígrados

equivaldr" a * voltio.

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De esto obtendremos que & grados centígrados equivalen a &

voltios y *(& grados centígrados equivalen a *& voltios.

+III.   PROCEDIMIENTO

MATERIALES UTILIZADOS

• Elataforma Arduino #no• ,ensor de 6emperatura / 0(•  Amplificador =peracional / 0(?• Erotoboard• Eotenciómetro• Cesistencias

D(sa!!o))o

• )omenzaremos por el diseño de nuestro sensor4 Eara este diseñosimularemos el funcionamiento en el programa proteus dondeutilizaremos el / 0(? para amplificar la señal del / 0( luegogracias a un arreglo de resistencias y un potenciómetroobtendremos la configuración para el funcionamiento del =EA/ /0(?.

• uego de -aber simulado en proteus y verificar su funcionamiento

basados en una fuente de ( voltios proveniente del arduino.

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FIGURA 1 7 ARDUINO Y LM 35

7FIGURA 1 8 CIRUCITO DEL PROYECTO

• uego de -aber simulado correctamente el circuito precedimos a su

implemetacion en una placa protoboard.

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FIGURA 1 9 IMPLEMENTACION DEL PROYECTO

 

uego procedimos a configurar la programación del circuitoapoy"ndonos en un Arduino #no que adem"s se servirnos comofuente de ( +. convertir" el voltaje en temperatura y adem"s ser"nuestro visualizador de resultados

CODIGO DEL PROGRAMA

P  CeadAnalog+oltage  Ceads an analog input on pin &% converts it to voltage% and prints t-eresult to t-e serial monitor.  Orap-ical representation is available using serial plotter 96ools Q,erial Elotter menu<  Attac- t-e center pin of a potentiometer to pin A&% and t-e outsidepins to R(+ and ground.

  6-is e!ample code is in t-e public domain.P

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t-e setup routine runs once B-en you press reset4 void setup9< S  ,erial.begin9>:&&<LTvoid loop9< S  int sensor+alue 5 analogCead9A&<L  float voltaje 5 sensor+alue P 9*&.& *&70.&<L  float temperatura 5voltajeP*(.&L  ,erial.print9Ml voltaje es4 M<L  ,erial.println9voltaje<L  delay97(&<L  ,erial.print9M a temperatura es4 M<L

  ,erial.println9temperatura<L  delay97(&<LT

=

FIGURA 1 10 PROGRAMA ARDUINO

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IG.   RESULTADOS

• ,e logró desarrollar un sensor de temperatura con una salida de

& ' *& en el visualizador del softBare arduino.• ,i bien se logró tener los & ' *& voltios con el visualizador cunado

procedemos a medir con un multiteste las salidas en el circuito

obtendremos que ser" lña mitdad esto se debe a que el

amplficador operacional / 0(? amplifica la señal del circuito al

arduino y este asu vez mediante la configuración en su

programación obtendr"s *& voltios para que se -agan con estos

la comparación con la temperatura obteniendo de esta manera la

equivalencia de & ' *& voltios y & ' *(& grados centígrados.

G.   REFERENCIAS CONSULTADAS

,. 8. d. rcila% Uísica Oeneral 07a dición% 6ébar% ,.I..

E. A. ,. /iguel% lectrónica aplicada% spaña4 Earaninfo% 7&*&.

 A.E.Oodse% /icrocontroller y mbedded ,ystems% 6ec-nical Eublications Eune% 7&

&V.

H. 8. Nonat-an =!er% Eractical Arduino2 )ool Erojects for =pen ,ource HardBare%

6ec-nology in Action% 7&&>.

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Co%5(%&oI< INTRODUCCION<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<=

II< RESUMEN<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<=

III< O34ETIVOS<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>

IV< ALTERNATIVAS CONSIDERADAS<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>V< DESCRIPCION DE LOS MATERIALES UTILIZADOS<<<<<<<<<<<>

1< LM =2<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>

Ca!a+5(!6s5&+as<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>

D(s5a+a7)(s<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>

/< LM=2?<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<@

=< ARDUINO<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

A8)&+a+&o%(s<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<?

E%5!aas 9 sa)&as<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<?

Es8(+&:&+a+&o%(s<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<B

VI< PROGRAMAS UTILIZADOS<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<10

ARDUINO SOFT;ARE<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<10

PROTEUS<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<11

ISIS<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<11ARES<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<11

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M5oo 1 Au5o!ou5(!<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<11

M5oo / E)(+5!a Au5o!ou5(!<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<11

VII< ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<1/

VIII< PROCEDIMIENTO<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<1=

MATERIALES UTILIZADOS<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<1=

D(sa!!o))o<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<1=

I< RESULTADOS<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<1@

< REFERENCIAS CONSULTADAS<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<1

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 1 #O4A DE DATOS DEL LM =2<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<2FIGURA 1 / DATOS<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<@FIGURA 1 = LM=2?<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<FIGURA 1 > ESPECIFICACIONES ARDUINO<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<BFIGURA 1 2 ARDUINO<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<BFIGURA 1 @ ARDUINO SOFT;ARE<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<10FIGURA 1 ARDUINO Y LM =2<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<1=FIGURA 1 ? CIRUCITO DEL PROYECTO.........................................*@

FIGURA 1 B IMPLEMENTACION DEL PROYECTO..........................*@FIGURA 1 10 PROGRAMA ARDUINO..............................................*:

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