Modulo De Temperatura

Introducción general del proyecto

MODULO DE TEMPERATURA

Sin lugar a dudad la temperatura es la variable física que más frecuentemente se busca monitorear y controlar dentro de las diferentes etapas de los procesos industriales.

Con este módulo de temperatura, se pueden medir temperaturas comprendidas entre -55º C y +150º C con alto grado de resolución. Estabilidad y linealidad, lo que hace adecuado en procesos industriales de termo formado, empaque, sellado, corte, inyección de plásticos, conservación y transporte de alimentos, entre otros.

Este módulo utiliza el sensor de temperatura LM35DZ requiere una fuente dual +/-9V y ofrece dos salidas referidas a tierra con un facto de escala de 10.0mV/°C. Una de ellas entrega un voltaje entre -0.55v y + 1.50v, adecuado para que pueda ser leído directamente por el medidor digital multipropósito, mientras que la otra es una salida que varía entre 0 y + 5.0v y que puede ser leída desde una PC.

Características del módulo de temperatura

 Sensor activo internamente compensado

 Reno de medida entre -55°C y + 155°C

 Precisión de 0.5°C

 Salida de voltaje de 10.0mV/°C para medidor digital

 Salida de voltaje proporcional entre 0 y +5.0v

 Voltaje de referencia ajustable entre 0 y 2.50v

 Monitor de temperaturas positivas y negativas

 Bajo consumo de corriente (15mA. Máximo)

EL SENSOR

El corazón del módulo de temperatura es el sensor integrado de temperatura calibrada en grados centígrados de National Semiconductor con referencia LM35DZ, de cuya precisión depende la respuesta de nuestro modulo y la lectura de temperatura que se efectué. El LM35DZ es un sensor que posee una salida de voltaje linealmente proporcional a la temperatura, con la calibración y compensación interna.

Medidor Digital Multipropósito

Este es el primer dispositivo de un pequeño sistema modular de medición y visualización digital de distintos tipos de variables representada en forma de voltaje DC. Las aplicaciones que se pueden realizar en este módulo incluyen la medición de señales de sensores de temperaturas, sensores fotoeléctricos, sensores de presión y otros tipos de transductores.

Con este módulo el usuario puede configurar sus mediciones según sus necesidades .la configuración delas escalas y punto decimal se deben de realizar de forma manual mediante interruptores de tipo dipswitch incluidos en la tarjeta de circuito impreso. La razón de este tipo de diseño es la intención de establecer el aparato como un módulo industria fijo que se configura una vez según sus necesidades de la variable a medir y se guarda en su chasis .esta configuración puede mantenerse estática en forma indefinida

CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

 Lectura de voltaje dc

 Escala de 2v, 20v, 200v, 2000v

 Configuración de escala y del punto decimal por medio del dipswitch

 Lectura de 3 ½ dígitos con signos

 4000 conteos (desde -1999 hasta 1999)

 Precisión similar a la de un multímetro digital

 Apropiado para adecuarse a otras variables

Objetivo

Objetivo general:

 Utilizarlo como un medidor de temperatura en cualquier oficina, casa, empresa o industrias.

 Este módulo nos ayuda a poder medir la temperatura en los diferentes casos:

 La temperatura ambiente

 Del agua

 Del cuerpo humano

 De objetos metálicos

 Al fuego

Objetivos complementarios:

 Analizar el funcionamiento de un Módulo de temperatura.

 Reconocer y entender los componentes electrónicos:

 ICL7107

 LM35

 LM336

 LF353

 Entender el funcionamiento de cada bloque del circuito del módulo temperatura.

Bloques y función de cada bloque

Fuente de alimentación con voltajes fijos

Este proyecto necesita voltajes fijos y negativos por el cual hemos tenido q hacerlas mediante esta fuente

110/220 VAC

Es el voltaje de la red, que en este caso es de 220 AC

Conversor AC/DC

Es la etapa donde la corriente alterna es convertida a corriente continua por medio de diodos rectificadores y condensadores

Reguladores complementarios 7909, 7809 (+-9v)

En esta etapa es donde a la corriente continua se le coloca reguladores (7809,7805) así obtendremos los voltajes fijos que deseamos (+-5V)

Reguladores complementarios 7809, 7805 (+-5v)

En esta etapa es donde a la corriente continua se le coloca reguladores (7909,7905) así obtendremos los voltajes fijos que deseamos (+-9V)

Módulo de temperatura

El diagrama de bloques del módulo de temperatura, representa de manera general toda su parte. Allí pueden verse el sensor, los seguidores de voltaje (buffers), la referencia de voltaje, el sumador, un amplificador y los led’s.

Sensor

Es el corazón de este módulo, es calibrada en grados centígrados, gracias a este depende la respuesta de nuestro modulo y la lectura de temperatura que se efectué. El LM35DZ es un sensor que posee una salida de voltaje linealmente proporcional a la temperatura, con la calibración y compensación interna, este voltaje será leído y convertido por el medidor digital

Seguidor de voltaje

A este llega un voltaje positivo o negativo según la temperatura que se le brinda al LM35 y este la convierte en una salida de -0.55V y +1.50V

Amplificador

Es un amplificador no inversor de ganancia 2que amplifica el voltaje que llega del sensor y es vista por diodos led’s

Sumador

Este es un sumador no inversor de ganancia unitaria que es conectada a los dos seguidores de voltaje y suma la salida vo2 con el voltaje del sensor y vota una salida que puede ser leída por una PC, pero en este módulo no será necesario conectarlo y no se usara

Medidor digital

En el diagrama de bloques en donde se pueden ver los distintos componentes de nuestro medidor digital: los terminales para la señal de entrada, un divisor de voltaje que determina las escalas, un conversor análogo digital, un manejador de displays y un visualizador numérico 3 ½ dígitos.

Configuracion de escala

Esta etapa solo esta compuesta por un interruptor tipo dipswitch y resistencias y sirva para q reciba una señal mayor de 2v , pero no se utilizara ya q el mudulo de temperatura solo vota un volje maximo de 1.50v asi q esta etapa sera excluida

Conversor anologo digital

Esta etapa es la mas importante del medidor digital ya que en este se hace todo el trabajo de conversion dentro de este se encuentra el IC7107 el que se encarga de recibir la señal del modulo de temperatura y la convierte en señal analogica

Funete de alimentacion

Es la fuente especial que hicimos anteriormente , para este necesitaremos +5v, -5v y tierra que se conectara en los pines adecuados del IC7107

Configuracion punto decimal

Sirve para configurar los puntos decimales de la salida del display esta conformado por un interruptor tipo dipswitch y una resistencia a tierra

Displays

Es por donde se vera la salida del IC7107 por medio de numeros de 1/3 de digitos incluyendo el negativo,para la vista de emperaturas bajo cero

Diagrama circuital y funcionamiento

Diagrama circuital de la fuente especial

Entre otras características el modulo, posee una fuente de alimentación de 0.5 A con +5V, -5V, +9V, -9V y tierra, la cual puede alimentar los módulos de los cuales se tomaran las señales a medir mediante un puente rectificador , condensadores y los más importantes reguladores complementarios 7805, 7809, 7905, 7909, encargados de proporcionar los voltajes duales fijos.

A continuación veremos el circuito principal del proyecto q es el del medidor digital

Funcionamiento

La parte del circuito que recibe la señal a medir establece las escalas máximas de medición por medio de un divisor de voltaje con cuatro niveles diferentes de entrada.

Este divisor es necesario para poder medir valores altos de voltaje debido a que la entrada del convertidor A/D solo admite tensiones comprendidas entre 0 a 2V.

En la figura podemos observar el divisor de voltaje, el cual está conformado por las resistencias R5R, R7, R8, R9 y por un interruptor tipo dip. Cuando se aplica un determinado voltaje en la entrada, el divisor de tensión atenúa esta señal de acuerdo a la posición de dipswitch. El usuario puede activar los puntos decimales de cada uno de los displays según su escala por medio de otro selector tipo dipswitch tal como se ve en la figura de abajo

En la figura del circuito principal observamos el diagrama esquemáticos del medidor .el corazón del proyecto es el circuito integrado ICL7107 fabricado por INTERSIL, el cual es un conversor a/d de 3 ½ dígitos este incluye decodificador de siete segmentos, manejadores de displays y reloj. La precisión de este integrado, su versatilidad, economía, robustez y su facilidad de adquisición en el mercado, son razones suficientes para pensar seriamente en su utilización en cualquier proyecto.

Este circuito integrado tiene 21 pines destinados a los tres dígitos completos de la lectura obtenida (unidades, decenas y centenas), el medio digito (mil), solamente permite mostrar la cifra 1 ya que la lectura máxima es +/- 1999. Por este motivo el icl7107

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