informe proyecto de temperatura-GRUPO

MONITOR DE TEMPERATURA PERMANENTE
GRUPO: MAJIE-11
Matheo López Pachon-234619-16
Juan David Tole lozano-234646-34
Edwin Leonardo Perez Cantor-153192-23
Ivan Mejia-223603
Andres Buitrago Lamy-234603-03
ESTACION: I
JAIME VILLALOBOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
BOGOTÁ D.C.
2012
MONITOR DE TEMPERATURA PERMANENTE
Objetivos Generales.
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Desarrollar un sistema de monitoreo de temperatura que brinde datos que puedan ser
procesados, guardados y analizados.
Analizar los datos obtenidos usando técnicas de análisis estadístico, buscando sacar el
máximo provecho a los datos obtenidos.
Monitorear más variables además de la temperatura (como humedad, luz en el ambiente, pH
de la lluvia, ruido en el medio, etc.), en base a la experiencia adquirida al tomar y manipular
los datos del monitor de temperatura.
Poder crear una red de monitoreo de temperatura y otras variables en Bogotá. Para este fin es
indispensable trabajar con un gran grupo de personas interesadas en el proyecto.
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Objetivos específicos
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Aprender a utilizar diferentes herramientas de software y hardware que son de gran utilidad en
el desarrollo de proyectos de este tipo.
Diseñar y optimizar los procesos que se deben hacer para darle “vida” a este proyecto,
buscando herramientas que serán indispensables en la futura vida profesional.
Usar los resultados y la experiencia adquirida en este proyecto, para la posterior aplicación del
sensor de temperatura.
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1. MATERIALES UTLIZADOS:
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Arduino
Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en software
y hardware flexibles y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseñadores, aficionados y cualquiera
interesado en crear entornos u objetos interactivos.
Arduino puede tomar información del entorno a través de sus pines de entrada de toda una gama
de sensores y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros actuadores.
El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación
Arduino(basasdo en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los
proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un ordenador, si
bien tienen la posibilidad de hacerlo y comunicar con diferentes tipos de software (p.ej. Flash,
Processing, MaxMSP).
El Arduino Uno es una placa basada en el microcontrolador ATMega328. Cuenta con 14 pines
entradas/salidas digitales(de los cuales 6 pueden ser utilizados como salidas PWM), 6 entradas
analógicas, un oscilador de cristal de 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación,
conector ICSP y un botón de reinicio. Contiene todo lo necesario para apoyar el microcontrolador,
simplemente se conecta a un computador con un cable USB o a un adaptador AC a DC o a una
batería.
El Uno se diferencia de todas las versiones anteriores, ya que no utiliza el chip FTDI USB/serie
como controlador. En su lugar, cuenta con la Atmega8U2 programado como un convertidor de USB
a serie. Este permite velocidades de transferencia más rápidas, no necesita drivers para Linux o
Mac (inf para Windows es necesario), y la capacidad de convertir al Uno en un teclado, ratón,
joystick, etc
Características:
1. Microcontrolador ATMega328
2. Funcionamiento 5V
3. Voltaje Entrada de voltaje (recomendado) 7-12V
4. Límites de voltaje 6-20V
5. Digital I / O Pins 14 (de los cuales 6 proporcionar una salida PWM)
6. 6 pines de entrada analógica DC
7. Corriente de pines I / O 40 mA
8. Memoria Flash de 32 KB (ATMega328) de los cuales 0,5 KB utilizado por el gestor de
arranque.
9. SRAM 2KB (ATMega328)
10. EEPROM 1KB (ATMega328)
11. Velocidad del reloj de 16 MHz
 CIRCUITO
El circuito que se implementará utilizará una tarjeta de desarrollo Arduino Uno que contiene lo
necesario para lograr una adquisición de datos de temperatura. El esquema del circuito a utilizar es
el siguiente:
Básicamente el circuito se forma al conectar un sensor de temperatura LM35 como se ve en la
figura. La conexión al computador se realiza por medio de un cable USB que se conecta entre el
puerto de comunicación del Arduino y cualquiera de los puertos USB del PC.
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Sensor de temperatura LM35
El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC
y un rango que abarca desde -55º a +150ºC.
El sensor se presenta en diferentes encapsulados pero el mas común es
el to-92 de igual forma que un típico transistor con 3 patas, dos de ellas
para alimentarlo y la tercera nos entrega un valor de tensión proporcional
a la temperatura medida por el dispositivo. Con el LM35 sobre la mesa
las patillas hacia nosotros y las letras del encapsulado hacia arriba tenemos que de izquierda a
derecha los pines son: VCC - Vout - GND.
La salida es lineal y equivale a 10mV/ºC por lo tanto:
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+1500mV = 150ºC
+250mV = 25ºC
-550mV = -55ºC
Funcionamiento: Para hacernos un termómetro lo único que necesitamos es un voltímetro bien
calibrado y en la escala correcta para que nos muestre el voltaje equivalente a temperatura.
El LM35 funciona en el rango de alimentación comprendido entre 4 y 30 voltios.
Podemos conectarlo a un conversor Analógico/Digital y tratar la medida digitalmente, almacenarla
o procesarla con un microcontrolador o similar.
Usos: El sensor de temperatura puede usarse para compensar un dispositivo de medida sensible
a la temperatura ambiente, refrigerar partes delicadas del robot o bien para testear temperaturas
en el transcurso de un trayecto de exploración.
2. DIAGRAMA DE FLUJO
3.
4. SENSOR LM35
5.
ARDUINO UNO
Código Arduino
COMPUTADOR
LM31
Código Visual Basic
INTERNET
BASE DE DATOS
Almacenamiento
y organización de
datos.
EXCEL
Se utilizó un sensor LM35 conectado a una tarjeta Arduino Uno en la entrada análoga, a tierra y a
una alimentación de voltaje de 5 V. El Arduino se conectó al computador a través de un puerto
serial USB, y por medio de un código fue posible transmitir los datos de la tarjeta al computador;
dicho código al reconocer un carácter ASCII que en este caso es “D”, lee un dato de potencial y
determina el tiempo/fecha en el que éste es leído. Este proceso es controlado por la tarjeta que
envía el dato, y se realiza según la programación dada a la base de datos, que proporciona la
periodicidad del evento y funciona bajo unos parámetros ya establecidos.
Posteriormente y por medio de un Macro de office, se almacenará la información en una base de
datos de Excel. Los macros se encargan de:
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Verificar que la tarjeta esté conectada para poder iniciar con las instrucciones, en seguida
identificar el puerto serial el cual es proporcionado por el usuario y depende de la entrada
USB utilizada, y al hacerlo, leer exclusivamente los datos ubicados en éste, de otra forma
leería datos de otro dispositivo si está disponible o ninguno si no lo está.
Determinar el intervalo de tiempo en segundos al cual se va a medir (esto es definido por el
usuario); la idea es especificar un intervalo de tiempo adecuado para que la consignación
de la información en la base de datos sea de fácil lectura, y que al tiempo proporcione un
valor representativo para los análisis.
Realizar la conversión de los datos de potencial (mV) y tiempo, a temperatura; para que
esto sea posible la conversión corresponde a 10mV= 1° C con un desfase de 2 unidades.
Dar un formato adecuado de fecha/hora; los datos recolectados no tienen un formato
definido y éste los organiza para hacer más fácil el almacenamiento, así mismo los valores
obtenidos de temperatura se manejan en unidades decimales en grados Celsius.
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Leer los datos y almacenarlos de forma organizada en la base de datos de Excel,
recolectándolos en una lista y personalizando la presentación de los mismos; al leerlos los
almacena como valores decimales y el formato de tiempo es “hh:mm:ss”.
Realizar una gráfica XY de dispersión continua de grados °C vs tiempo en duración real de
los datos obtenidos. La grafica se actualiza cada vez que se almacena un dato nuevo,
almacena un máximo de 32.000 filas.
7. SOFTWARE
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EXCEL
Para transmitir los datos del sistema Arduino Lm35 a una base de datos local utilizamos
Microsoft Excel y la programación mediante Visual Basic para crear los Macros que realicen
de manera autónoma y dinámica la interpretación de la temperatura sensada por el sistema
electrónico anteriormente mencionado mediante datos exactos en donde se establezca la
relación entre temperatura, fecha y hora así como también mostrar un gráfico en tiempo real de
estas variables.
A continuación se muestra una imagen con algunos datos tomados con este sistema:
IMPLEMENTACION DEL PROYECTO
El monitor de temperatura permanente va ser donado al Colegio CAFAM ubicado en la carrera
68 con calle 64, con coordenadas GPS Latitud 4º40’13.99”(N), Longitud 74º5’39.35” (O). El
objetivo es involucrarnos en un proyecto de investigación y así mismo donándolo al colegio
asegurar su permanencia y constante monitoreo.
REFERENCIAS
1. http://www.actionbioscience.org/esp/ambiente/voogt.html
2. http://www.drcalderonlabs.com/Metodos/Analisis_De_Aguas/Determinacion_del_pH.htm
3. http://www.institutodeestudiosurbanos.com/endatos/0100/0110/0116-clima/index.htm
4. http://www.arduino.cc/es/
5. http://www.x-robotics.com/sensores.htm
6. http://maps.google.com/