Reporte Lm35

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE POZA RICA

REPORTE ING. JOSE OMAR MILLAN TEJEDA

CASTÁN DEL MAZO LORENA ORELLAN LOYA DAVID ROJAS REYES ZABDIEL TIRADO PAREDES LIZETH ALEJANDRA

INGENIERIA MECATRONICA 6° A

ELECTRONICA DE POTENCIA

POZA RICA, VER. A 19 JUNIO DEL 2013

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1. INTRODUCCION A medida de los pasos de los años años se ha hecho cada ves mas imprescindible imprescindible el estudio y la medición de las variables físicas que nos rodean, para esto se implementa un sistema de adquisición de datos de temperatura que provee la informacion de temperatura en un sistemas cerrado el cual permite verificar los estados de cambio de la variable . El presente trabajo comienza con la revision de los conceptos sobre la medición de temperatura, tipos de sensores, los métodos para procesamiento de señales analógicas. Teniendo en cuenta todos los conceptos se realiza el diseño del circuito que ayudara a obtener la medicion Este circuito está dividido en cuatro etapas la primera etapa es la señal y consta de un circuito integrado Lm35, la segunda etapa es un circuito amplificador de la señal del Lm35, la etapa tres es un circuito comparador de señal del Lm35 con un valor de referencia, estas dos etapas (dos y tres) utilizan un circuito integrado Lm358. La última etapa es un circuito con el opto-acoplador y la carga resistiva. Se desea que la temperatura del sensor LM35 se muestre en un LCD y analógicamente activar una carga con el LM358.













2. RESUMEN. Un sensor es un dispositivo eléctrico y/o magnético que convierte magnitudes físicas en valores medibles de dicha magnitud. Estos se realizan en tres fases: Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor y muestra en su salida una señal eléctrica dependiente de la variable física. La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya salida es un voltaje. El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la tensión de salida la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D transforma la señal de tensión continua en una señal discreta.

2.1. LM35 El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1°C. Su rango de medición abarca desde -55°C hasta 150°C. La salida es lineal y cada grado centígrado equivale a 10mV, por lo tanto: 150°C = 1500mV -40°C = -400mV Sus características más relevantes son:  Esta calibrado directamente en grados Celsius.  La tensión de salida es proporcional a la temperatura.  Tiene una precisión garantizada de 0.5°C a 25°C.













A continuación continuación se muestra muestra el diagrama diagrama de de un sensor sensor LM35, junto a su configuración. configuración.

Figura 1 Configuración del LM35.

2.2. LM358 Un amplificador operación en nuestro caso el LM358 es un circuito electrónico que consta de dos entradas y una salida y es la diferencia de las dos entradas multiplicadas por un factor ganancia (G)

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Y puede trabajar como comparador de voltaje, es decir, una de sus terminales de entrada es Voltaje de referencia y con un potenciómetro se puede ajustar, a la otra terminal de entrada se pone la salida de un sensor de temperatura, al variar la temperatura del sensor, también varía el voltaje que entrega. Entonces si a la salida del amplificador













Figura 2 Configuración del LM358.

2.3. PANTALLA LCD El LCD es actualmente el circuito más barato y confiable para mostrar datos en un proceso de monitoreo y control. Su interfaz con los controladores se realiza a través de un conector de 14 pines. Todos los fabricantes del display de cristal líquido (Liquid Cristal Display) LCD, han estandarizado sus señales con el conector de 14 pines, así como sus comandos de control para el manejo del mismo. En el LCD se pueden mostrar datos como la hora y la fecha, así como valores de variables tales como nivel, presión, gastos, temperatura, etc. También se puede emplear para mostrar parámetros internos del sistema, de acuerdo a su aplicación o para mostrar al usuario las opciones de configuración mientras lo opera.













Figura 3 Diagrama y descripción de pines de pantalla LCD.

2.4. MICROCONTROLADOR MICROCONTROLADOR (PIC16F873A) Se denomina microcontrolador a un dispositivo programable capaz de realizar diferentes actividades que requieran del procesamiento de datos digitales y del control y comunicación digital de diferentes dispositivos. Los microcontroladores poseen una memoria interna que almacena dos tipos de datos; las instrucciones, y los registros, es decir, los datos que el usuario maneja, así como registros especiales para el control de las diferentes funciones del microcontrolador.















La ALU es la encargada de procesar los datos dependiendo de las instrucciones que se ejecuten, mientras que los pines son los que se encargan de comunicar al microcontrolador con el medio externo; la función de los pines puede ser de transmisión de datos, alimentación de corriente para el funcionamiento del mismo o pines de control especifico.

Figura 4 Diagrama de pines del PIC16F873A.

2.4.1. CARATERÍSTICAS DEL MICROCONTROLADOR













Voltaje de la fuente de alimentación de 2.0V a 5.5V

Consumo: 220uA (2.0V, 4MHz), 11uA (2.0V, 32KHz) 50 nA (en modo espera) Ahorro de energía en el modo de suspensión Brown-out reset (BOR) con opción para controlar por software 35 pines de entrada/salida

Alta corriente corriente de fuente fuente y de drenador drenador para manejo manejo de LED. LED. Resistencias pull-up programables individualmente por software Interrupción al cambiar el estado del pin Entre otros.

2.5. MOC3021

El MOC3021 consta de un diodo emisor de infrarrojos de arseniuro de galio ópticamente acoplado a un interruptor bilateral de silicio en un encapsulado DIP-6. Este dispositivo está diseñado para su uso en aplicaciones que requierendisparo aislado de TRIAC.

Especificaciones:













o o o o o

Voltaje de salida: 400V Encapsulado DIP No. De pines: 6 Voltaje 1,15V RoHS Compliant: YES

Este circuito integrado se puede sustituir por un NTE3048

Figura 5 Diagrama del MOC3021.

2.6. MAC 12













- El TRIAC TRI AC conmuta del modo de corte al modo de conducción conduc ción cuando se inyecta inyec ta corriente a la compuerta. Después del disparo la compuerta no posee control sobre el estado del TRIAC. Para apagar el TRIAC la corriente anódica debe reducirse por debajo del valor de la corriente de retención I h. - La corriente y la tensión de encendido disminuyen con el aumento de temperatura y con el aumento de la tensión de bloqueo. - La aplicación de los TRIACS, a diferencia de los Tiristores, Tiristor es, se encuentra básicamente en corriente alterna. Su curva característica refleja un funcionamiento muy parecido al del tiristor apareciendo en el primer y tercer cuadrante del sistema de ejes. Esto es debido a su bidireccionalidad. - La principal utilidad de los TRIACS es como regulador de potencia entregada a una carga, en corriente alterna.

Figura 6 Diagrama del TRIAC MAC12.













3. PRACTICA 3.1. MATERIALES. Los principales materiales que se utilizan en este proyecto son: 

LM35



Resistencias o

10K

o

80K

o

200R

o

1K

o

180R



Capacitor de 1uF



LM358



MOC3021



TRIAC MAC12N



Pantalla LCD



Cristal de cuarzo 12MHz.

3.2. DISEÑO.















Figura 7 Diseño del circuito.

El circuito está dividido en cuatro etapas:  ETAPA 1 LM35 señal en mili volts  ETAPA 2 Circuito amplificador de señal del LM35  ETAPA 3 Circuito comparador de señal del LM35 con un valor de referencia  ETAPA 4 Circuito con el opto-acoplador y la carga resistiva.













Este sensor se va a encargar de detectar la temperatura y dependiendo de la temperatura que detecte arrojara un determinado voltaje Por ejemplo:

Figura 9 Ejemplo de voltaje de salida. A 3°C el voltaje que sale es de 31.2 mV,

Temperatura

Voltaje de salida

-10°C

0.04mV













Esta etapa como su nombre lo indica se encarga de amplificar el voltaje que arroja el sensor de la primera etapa.

Figura 11 Del ejemplo anterior a una temperatura de 3°C entra un voltaje de 31.2mA y es amplificado por el LM358 hasta 0.29V

La etapa 3 es el comparador, como su nombre lo indica se encarga de comparar el voltaje













La última etapa es un circuito con un opto-acoplador y una carga resistiva. El opto-acoplador es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un componente opto electrónico, normalmente en forma de fototransistor o fototriac.

Figura 13 Circuito con opto-acoplador. opto-acopl ador.













3.3. Simulación con el DISPLAY LCD. Se requiere acoplar un display que muestre la lectura de la temperatura del IC LM35. Para ello se parte de la primer etapa donde el sensor de temperatura simple hecho con el el LM35 y se le adicionara un PIC16F873A que expresará la temperatura medida en un display LCD de 16x2 (16 caracteres, 2 lineas). Usando una tensión de referencia (Vref) interna que es de 5 Volts. y el conversor es de 10 bits. El cristal que se usa en este caso es de 12 MHz.















3.4. PROGRAMADO DEL PIC. Se utilizó PIC C Compiler –CCS.A continuación se muestra lo que es la parte de programación: Código Del sensor de Temperatura:

[color=#000000][color=#000000] #include #define LCD_ENABLE_PIN PIN_B2 #define LCD_RS_PIN PIN_B0 #define LCD_RW_PIN PIN_B1













delay_ms(250); lcd_putc("f"); lcd_putc("Iniciando..."); delay_ms(250); lcd_putc("f"); lcd_putc("Termometron"); lcd_putc("Digital"); delay_ms(1500); lcd_putc("f"); // Este mensaje ya queda fijo lcd_putc("Temp. actual:"); lcd_gotoxy(9,2); // Ir al caracter 9 de la segunda linea. lcd_putc("oC"); lcd_gotoxy(1,2); do{













4. Cálculos. En este circuito se sabe que uno de los OPAM es un restador y el otro es un comparador y por ello se tienen lo siguiente: 

 

Esto es, la ganancia es igual a la resistencia 2 entre la resistencia 1 más 1. En el caso de este circuito, donde: R1=10K













5. MANUFACTURA. Ya que se han hecho los cálculos necesarios, y se ha simulado y diseñado el circuito se procede a pasar el diseño a una placa fenólica, siguiendo los siguientes pasos. 1. Realizar un diseño para el circuito circuit o en PCB wizard o Proteus (ARES), en este caso se utilizó PCB wizard se muestra en la figura 16. 2. Una vez diseñado se procede a imprimirlo en papel papel couche y plancharlo en una placa fenólica. 3. Hecho lo anterior se quema la placa en cloruro férrico, se perfora la placa, se













Una vez que se finalizó la placa debe quedar como se muestra en la figura 18. Una vez listo se prosigue a hacer las mediciones correspondientes para comprobar que la placa funcione debidamente.















6. ANEXOS. Se utilizaron los datasheet de cada componente para ubicar cada elemento de los

























LM358

























MOC3021



















































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