Informe Final de arduino

LABORATORIO DE FISICA III UNSCH

ÍNDICE

Introducción…………………………………………………………………………………………………..…pag. Introducción…………………………………………………………………………… ……………………..…pag. 1 Objetivos………………………………………………………………………………………………….......…pag.3 Materiales………………………………………………………………………………………………………… Fundamento teórico…………………………………… teórico…………………………………………………………………………………..…….pag.3 ……………………………………………..…….pag.3 Sensor de humedad del suelo, humedad de los tipos de suelos……………………...…pag.3 Composición del suelo…………………………………… suelo…………………………………………………………………………………… ……………………………………………….…pag.4 Software proteus…………………………… proteus……………………………………………………………………… ……………………………………………………………… …………………….…pag.5 Software arduino……………………………… arduino………………………………………………………………………………… ………………………………………………………......…pag.6 ……......…pag.6 Descripción del proyecto, plan de trabajo……………………………………………………….…pag.7 proyecto………………………………………………………………… …………………………………………………… ……….……….…pag.10 Armado del proyecto…………………… Simulación en el proteus………………………………………………………………………….………pag.11 proteus………………………………………………………………………….………pag.11 Programación en el arduino…………………………………… arduino……………………………………………………………………..… ………………………………..…..…pag.12 Conclusión……………………………………………………………………………………………………....pag.15 Referencias bibliográficas………………………………………… bibliográficas…………………………………………………………………………… ………………………………….….pag.16

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I.

Introducción:

La humedad es un fenómeno natural, que se presenta a nivel molecular y se encuentra básicamente relacionada con la cantidad de moléculas de agua presentes en una determinada sustancia, la cual puede estar en estado sólido o gaseoso. Si bien el grado de concentración de agua en el ambiente, no influye mayormente sobre la vida normal de un ser humano (salvo en el confort), sabemos que sí resulta relevante para ciertos procesos, ya sean químicos, físicos o biológicos. Por ello, los científicos se han visto involucrados en el tema, dada la necesidad de desarrollar un conocimiento sustancial del fenómeno, con el fin de incorporarlo y relacionarlo con los procesos pertinentes, y de esa manera obtener cierto beneficio de ello. Con el pasar de los años, los procesos industriales han experimentado una continua modernización, la calidad y cantidad de tecnología involucrada ha ido en aumento, y se logran cada vez sistemas más óptimos y rentables. La automatización ha jugado un rol muy importante en esto último, abarcando cada vez más áreas de la ingeniería, que no siempre son cercanas a la electrónica. El presente documento, justamente pretende ser un aporte introductorio y de referencia, para aquellos procesos que involucren conceptos y variables relativos a la humedad, con la finalidad de estudiar las ideas necesarias para enfrentar problemas de este tipo.

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I.

Objetivos: 

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II.

Entender los conceptos y propiedades más importantes relacionadas con la humedad. Entender las funcionalidades del arduino según su programación. Comprender el armado de los componentes electrónicos en el protoboar. Diseñar en el simulador ISIS de proteus los circuitos a implantar. aprender a crear encapsulados para las pistas del diseño impreso.

MATERIALES: A continuación, detallamos los materiales que se han usado en este proyecto:

• Pantalla LCD

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Cables Potenciómetro 10K

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Arduino Uno 3


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Sensor de humedad

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protoboar

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Resistencias

III.

FUNDAMENTO TEORICO

1. SENSOR DE HUEMDAD DEL SUELO

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Nuestro sensor en este caso es totalmente automático y digitalizado la cual lee el porcentaje de humedad del suelo, este trabajo se realizó con el fin de hacer estudios del tipo de tierras que contienen la humedad según su granulometría los suelos estudiados contendrán agua. 2. HUMEDAD DE LOS TIPOS DE SUELOS El conocimiento del contenido de agua es fundamental para determinar los momentos óptimos de riego y su magnitud. La cantidad de agua se expresa como porcentaje en base al peso seco del suelo, en base al volumen del suelo o como lámina en milímetros cada 10 cm en profundidad, según las siguientes relaciones:

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3. COMPOSICIÓN DEL SUELO

El suelo es un sistema heterogéneo y poroso, compuesto por partículas muy pequeñas e independientes, cuyo arreglo determina el volumen del espacio poroso, en el cual se transmite o se retienen el agua y el aire. La separación en entre partículas esta relacionada con su tamaño. Los suelos se dividen en grupos dependiendo del diámetro promedio de partícula. En la siguiente se muestra. Suelo Diámetro de grano [mm] suelo arena muy gruesa arena gruesa arena media arena fina arena muy fina limo arcilla menores

Diámetro de grano[mm] 2.00-1.00 1.00-0.50 0.50-0.25 0.25-0.10 0.01-0.05 0.05-0.002 a 0.002

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4. SOFWARE PROTEUS Proteus es un entorno integrado diseñado para la realización completa de proyectos de construcción de equipos electrónicos en todas sus etapas: diseño, simulación, depuración y construcción. La aplicación Proteus está compuesta básicamente por dos programas principales: Isis, que se utiliza para el diseño del esquema electrónico, y Ares, que sirve para el diseño de la placa de circuito impreso a partir del esquema electrónico realizado anteriormente; y por los módulos VSM y ProSPICE. El primero se emplea para la simulación del circuito electrónico, mientras que el segundo para la simulación de la lógica del programa cargado en el microprocesador. COMPONENTES DEL SOFTWARE PROTEUS A lo largo de este apartado se van a describir en detalle los cuatro elementos principales, mencionados anteriormente, por los que está formado Proteus. Estos elementos están perfectamente integrados entre sí y son los siguientes: o

ISIS. Es la herramienta para la elaboración avanzada de esquemas electrónicos, que incorpora una librería de más de 6.000 modelos de dispositivos digitales y analógicos.

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o

o

o

ARES. Es la herramienta para la elaboración de placas de circuito impreso con posicionador automático de elementos y generación automática de pistas, que permite el uso de hasta 16 capas. Con ARES el trabajo duro de la realización de las placas de circuito impreso recae sobre el PC en lugar de sobre el diseñador. PROSPICE. Es la herramienta de simulación de circuitos electrónicos según el estándar industrial SPICE3F5. VSM (Virtual System Modelling). Es la revolucionaria herramienta que permite incluir en la simulación de circuitos el comportamiento completo de los micro-controladores más conocidos del mercado. Proteus es capaz de leer los ficheros con el código ensamblado para los microprocesadores de las familias PIC, AVR, 8051, HC11, ARM/LPC200 y BASIC STAMP y simular perfectamente su comportamiento. Incluso puede ver su propio código interactuar en tiempo real con su propio hardware pudiendo usar periféricos animados tales como displays LED o LCD, teclados, terminales RS232, simuladores de protocolos I2C, etc.

Puesto que el presente trabajo de Grado trata sobre el diseño de placas de circuito impreso, más adelante se hará especial hincapié en los entornos Isis y Ares, mientras que de ProSPICE y VSM es necesario conocer nada más de lo que ya se ha explicado.

5. SOFTWARE ARDUINO Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. ¿Para qué sirve Arduino? Arduino se puede utilizar para desarrollar elementos autónomos, conectándose a dispositivos e interactuar tanto con el hardware como con el software. Nos sirve tanto para controlar un elemento, pongamos por ejemplo un motor que nos suba o baje una persiana basada en la luz existente es una habitación, gracias a un sensor de luz conectado al Arduino, o bien para leer la información de una fuente, como puede ser un teclado, y convertir la información en una acción como puede ser encender una luz o mostrar por un display lo tecleado.

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Con Arduino es posible automatizar cualquier cosa para hacer agentes autónomos (si queréis llamarles Robots también). Controlar luces y dispositivos, o cualquier otra cosa que se pueda imaginar, es posible optar por una solución basada en Arduino. Especialmente en desarrollos de dispositivos conectados a Internet, Arduino es una solución muy buena.

6. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Se trata de un sistema de sensor de humedad totalmente automático. Un sensor de humedad mide la humedad que hay en el suelo, y este sensor manda una señal al Arduino, evaluando el porcentaje de humedad. En ese caso, el arduino hará que prenda en los focos de led de color azul porque la humedad del suelo esta al cero % y me indica que esta seco y si prende de color rojo es porque el valor de la humedad llega al 100% y me indica la humedad, prácticamente esta programado en el arduino.

7. OBTENCIÓN DE LOS MATERIALES Este apartado trata de la compra de los materiales para hacer el proyecto. No todos se han tenido que comprar por venir incluidos en el kit de Arduino. Para ello se han visitado distintas tiendas de Ayacucho como tiendas de electrónica, bricolaje, reciclaje, ferreterías, claro los componentes eléctricos más comunes si se encuentran, pero el arduino no, por ello tuvimos que mandar a la capital.

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IV.

PROCEDIMIENTO

8. ARMADO DEL PROYECTO Para armar lo primero se simuló en el proteus 8.5 ósea se ha hecho el diagrama del proyecto, luego sobre el protoboar. Se ha ido marcando dónde se van a situar los componentes, como: 3 resistencia, cables de conexión , 2 luces led de color azul rojo y pantalla led LCD.

Armado del proyecto “sensor de humedad de suelo”

Sensor en funcionamiento luz led azul encendida nos indica que el suelo y/o tierra esta seca ósea al 0%.

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Sensor en funcionamiento luz led rojo encendida nos indica que el suelo y/o tierra esta húmeda ósea al 100%.

9. SIMULACION EN EL PROTEUS 8.5 La simulación se realizó en el proteus 8.5 y se tuvo que descargar un paquete de librería donde contenía el arduino uno, con lo cual se esta trabajando o se simuló. Componentes a usarse en el proteus:

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Paquetes que se usaron para la simulación en el software

Arduino uno y el sensor de tierra

Diseño de circuito del proyecto “sensor de humedad del suelo” 10. PROGRAMACIÓN DEL ARDUINO Para programar el Arduino, se ha hecho un programa en el que se leen la humedad del suelo. Los programas no tienen una gran dificultad, pues sólo se trata de activar o desactivar una salida, y de leer el valor del sensor y del potenciómetro. En el sensor, se lee el valor del sensor y se imprime la lectura por la pantalla LCD.

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V.

CONCLUSIÓN

Sobre el trabajo realizado se pudo conocer y armar los componentes electrónicos sobre el protoboar según el diagrama simulado en el proteus y programado en el software de arnuido, el proyecto realizado fue un sensor de humedad del suelo, con este aparato se llega a saber el porcentaje de humedad del tipo de suelos según su granulometría, por otro lado, vimos que el arduino es de muchas funcionalidades en la construcción de equipos electrónicos.

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VI.

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La Humedad en las Propiedades Físicas del Suelo Juan Carlos Zamora Cardona, Fernando Cristancho Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia Bogotá, 2008

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Uso de sensores de humedad de suelo para determinar tiempo y frecuencia de riego en vides, por el ING. Agrónomo RAUL FERREIRA ESPADA. Manual de programa de diseño de circuitos circuitos y simulación proteus, GRUPO SENA. Centro de automatización industrial.

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Fuentes de Información del internet:   

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

www.google.com www. Fisicalaboratorio.com Pinout sensor de humedad http://www.niplesoft.net/blog/2016/01/19/sensordehumedaddesueloyl69/ https://www.taloselectronics.com/producto/sensordehumedaddelsuelo/ Código Inicial del proyecto https://github.com/TasmanianDevilYouTube/Arduino/blob/master/Moisture_S ensor/Moisture_Sensor.ino Display Datasheet: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=82028.0

tutoriales  tutoriales en arduino .cc  http://www.arduino.cc/es/tutorial/homepage  tutoriales en ardumania.es  http://www.ardumania.es seccion aprende electrónica  txapuzas.blogspot  http://txapuzas.blogspot.com pdfs en castellano  arduino.cc/playground/es  http://arduino.cc/playground/es/manualesardumania.es  http://www.ardumania.es/descargas

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Informe Final de arduino

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