Termometro Con Puente Wheatstone

Introducción:

En la actualidad dentro de cualquier área de trabajo es muy importante estar al pendiente de la temperatura a la que se esté trabajando debido a que ciertos materiales pueden ser susceptibles a cambios en su funcionamiento al estar expuestos a altas temperaturas.

En este proyecto se realizó un sensor de temperatura con display digital utilizando un puente de Wheatstone y un cable de cobre muy delgado para detectar los cambios de temperatura mediante el cambio de su resistencia al calentarse. El sensor de temperatura se está actualizando alrededor de cada 5 segundos y nos despliega la temperatura promedio que detecta en ese lapso de tiempo. También nos pareció importante que la parte que detecta la temperatura se pudiera mover por lo que usamos cables para que pudiera salir de la caja y se pudiera medir temperaturas sin necesidad de estar moviendo tanto la caja que contiene el display.

Desarrollo:

Para construir el sensor nos basamos en el funcionamiento del puente de Wheatstone utilizando un potenciómetro de 10k Ohm, una resistencia de 1k Ohm, una resistencia de 100 Ohm y cable de cobre delgado embobinado en una pluma que nos daba un resistencia de alrededor de 25 Ohm.

Solamente con el puente de Wheatstone las medidas del voltaje eran muy pequeñas y nos creaban problemas al momento de buscar convertir la lectura del voltaje a temperatura, por lo que decidimos utilizar un amplificador de diferencias de voltaje que nos daba una ganancia de voltaje de alrededor de 6 veces la diferencia de voltaje que recibía. Esto nos ayudó para que las lecturas de temperatura fueran más estables.

Al momento de hacer la calibración del sensor de temperatura se tenía una temperatura de 26 °C por lo que se ajustó el puente de Wheatstone para que nos diera una lectura de voltaje de salida en nuestro amplificador operacional de alrededor de 1.28 V, esto para que al momento de bajar la temperatura no nos diera lecturas negativas y de esta manera poder leer hasta los 0 °C sin tener problemas de que nuestro programa considerara que los valores de temperatura eran también negativos.

Para realizar la calibración se tomó como dispositivo de referencia un multímetro que utilizaba un termopar para mostrarnos la temperatura, este termopar lo poníamos en contacto con nuestro sensor para que detectara la temperatura a la que estaba nuestro sensor e íbamos observando en que momento la lectura de voltaje cambiaba e íbamos anotando estas temperaturas para sacar líneas de tendencia en el comportamiento de nuestro sensor. Este proceso de calibración se repitió cuatro veces obteniendo resultados bastante similares por lo que consideramos que nuestro sensor estaba funcionando correctamente.

Para convertir esta lectura de voltaje a temperatura se utilizó un Arduino que recibía en su pin análogo 0 el voltaje de salida del Op-Amp y mediante el uso de las líneas de tendencia de los resultados de nuestra calibración se utilizó una fórmula para pasar de la lectura del pin análogo a la temperatura en °C. Para mostrar esta temperatura se conectó un display LCD de 2 líneas y 16 caracteres en las que solamente mostramos el valor de la temperatura.

Conclusiones:

Este proyecto nos pareció bastante interesante ya que es un instrumento que puede ser de gran utilidad para cuando se esté trabajando con materiales que sean sensibles a la temperatura o también simplemente para saber la temperatura ambiente a la que estamos, además de que fue un reto importante el realizarlo porque tuvimos que probar con diferentes calibres de cable de cobre para obtener una resistencia considerable que nos funcionara para nuestro proyecto.

Al momento de realizar el proyecto si fue algo cansado ya que el estar realizando la calibración tomaba tiempos considerablemente largos y tenías que estar al pendiente de los cambios en los valores de voltaje para obtener

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