Sensor analógico de temperatura LM35 y LCD 1602A en grados K en un rango de 273,15 a 323.15 codificado en Arduino y simulado en Proteus

TEMA: Sensor analógico de temperatura LM35 y LCD 1602A en grados K en un rango de 273,15 a 323.15 codificado en Arduino y simulado en Proteus

INTRODUCCIÓN

Un sistema de control de procesos sirve para mantener dentro de los límites establecidos una variable que medida dentro de un proceso, por lo que son utilizados para obtener el control de varios sistemas dentro de la industria, sin embargo, también son utilizadas en aplicaciones pequeñas como lo es la medición de temperatura, para esto se utiliza sensores de temperatura análogos que se lo programa para establecer los límites de seteo que controlaran los parámetros establecidos para el control de una actividad.

Para la simulación del sistema se lo realizó con ayuda del programa Proteus que permite diseñar y simular circuitos electrónicos de forma práctica, pero también se utilizó la aplicación de un arduino para la programación del circuito dentro del cual se especificara la variable y condiciones en las que se presentaran los resultados.

OBJETIVOS

• Elaborar un diseño para un sensor analógico de temperatura LM35 y LCD 1602A en grados K en un rango de 273,15 a 323.15 codificado en Arduino y simulado en Proteus.
• Identificar las partes de la simulación y programación, además de su función.
• Analizar en qué línea de procesos de alimentos se podría ejecutar la programación propuesta.

DESARROLLO

Sensor LM35

Es un circuito eléctrico que mide la temperatura. Posee una salida analógica, es decir, proporciona un voltaje que es proporcional a la temperatura. El sensor LM35 es de gran popularidad ya que no necesita un microprocesador o microcontrolador para la medición de la temperatura. Tiene un rango que va desde -55 °C a 150°C.

Funcionalidad

El sensor LM35 para convertir el voltaje a temperatura, este sensor proporciona 10 mV por cada grado centígrado. Se puede usar sin offset.

Símbolo eléctrico

Opera de 4v a 30 v

150°C=1500 mV

-55°C=-550 mV

El pinout del LM35 es sencillo, el primer pin es la de la alimentación, el segundo es el pin de salida, el que dará una tensión otra en función de la temperatura. Finalmente, el tercer pin es de tierra.

 Conexión de sensor LM35 con Arduino

El primer pin (Vcc) debe ser conectado a la salida de 5V, el pin GND será conectado a tierra y el pin análogo (Vout) será conectado a cualquiera de las 6 entradas análogas.

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Sensor LM35 y Arduino

El sensor LM35 no necesita circuitos extras para ser calibrado. La consideración que se debe tomar en cuenta es el rango de voltaje de su salida conociendo la temperatura máxima y mínima que puede medir en sensor. Arduino recibe la señal análoga para ser transformada a digital.

Cada 1°C de temperatura significa un equivalente a 10 mV. Es decir, si tenemos 500 mv esto significa que será 5°C.

Características relevantes de LM35

• Bajo costo
• Tensión de salida es proporcional a la temperatura
• Baja impedancia de salida
• No requiere de circuitos adicionales

ARDUINO 

De acuerdo con Salvador (2018) arduino es un micro controlador de código abierto con entradas y salidas analógicas y digitales en un entorno de lenguaje de programación. Una de las principales características de arduino es que se puede tomar información del entorno a través de sus entradas para controlar en este proyecto la temperatura.

Arduino uno

MCI electronics (2016) indica que arduino uno es una plataforma que dispone de 14 pines digitales de entrada/salida de los cuales 6 pueden ser usados para salidas PWM, 6 entradas analógicas y hasta un botón de reinicio.

Valores de entrada y de salida

• Salida y entrada digital

Los valores de salida pueden ser 0v (bajo) o 5v (alto), interpretando una entrada entre 0 y 2 (low) y 3 y 5 (high).

• Salida analógica
• Entrada analógica

Sensores y actuadores. - Arduino uno admite instrumentos; estos son considerados como componentes electrónicos que permiten que una pieza electrónica se pueda interactuar. Se puede procesar señales eléctricas como impulsos para que se pueda detectar una un valor. En electrónica se utiliza un dispositivo llamado resistencia que mide la cantidad o el valor que va a ser reportado como una señal entendida por el microcontrolador. Cuando los sensores se leen en el sistema el dispositivo tiene la información necesaria para ver cómo reacciona dependiendo de la codificación que le se le aplica. El sensor detectara magnitudes llamadas variables y la va a transformar en una variable eléctrica como la temperatura, presión, fuerza, humedad (Becerra, 2016).

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Figura 1. Esquema de arduino. Obtenido de: https://www.luisllamas.es/encender-un-led-con-arduino/

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Figura 2. Placa arduino

Donde se puede encontrar

• Entradas y salidas analógicas
• Salidas digitales  
• Alimentación externa
• Conector USB
• Botón de reset
• Entrada y salida serial
• Tierra

Librería (lyquid crystal)

Esta biblioteca permite a una placa Arduino controlar las pantallas que se encuentra en la mayoría de las pantallas LCD; la librería permite modificar toda la información que proporciona en si el arduino para que se pueda leer en el LCD. También se especifica las salidas digitales en las que se va a conectar la pantalla donde se utiliza desde la dos a la siete y las salidas digitales 8 y 9 se asignaron como salida de LEDS para que se puedan prender Delgado (2015).

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