Trabajo práctico de Laboratorio de Electrónica
Colegio técnico Juan XXIII
Profesor: Aparicio Vargas
Integrantes
Fernando Molinas
Carlos Encina
Mathias Núñez Tema: termómetro electrónico Curso: 2º Electrónica
Año: 2012
INTRODUCCIÒN En muchas ocasiones, por curiosidad o por necesidad, se requiere saber cuál es la magnitud de temperatura que está presente ya sea en una estancia, una recámara, etc. Para esta acción existe toda una serie de termómetros comerciales que hacen dicha tarea. El circuito que realizaremos es una alternativa para medir temperatura, empleando dispositivos muy simples y económicos. Algunos de los propósitos de este termómetro son los siguientes: que sea portátil, por lo tanto que posea un bajo consumo de energía, se pueda instalar en cualquier lugar, y sea de lectura inmediata. Si bien este termómetro es de buena precisión no se recomienda usar en aplicaciones más complejas. El termómetro que realizaremos indica el valor de temperatura tal
como los termómetros de mercurio, en los cuales de acuerdo al valor de temperatura el mercurio sube o baja dentro de un tubo.
TERMÒMETRO ELECTRÒNICO
Este termómetro basa su operación en tres circuitos integrados, El circuito integrado LM3914 y se encuentra identificado como IC3, es un dispositivo que de acuerdo a la cantidad de voltaje que se le haga llegar, enciende o apaga una serie de 10 led´s que se conectan a sus terminales de salida. Este integrado internamente está compuesto por una serie de amplificadores operacionales (10 en total) interconectados entre sí, los cuales se encuentran configurados como comparadores de nivel, además también cuenta con un voltaje de referencia de 1.25V que es a través del cual se realizan las comparaciones de voltaje y el correspondiente encendido de los led´s
El rango de operación del LM3914 está planteado para que trabaje desde los 0V hasta un valor de 1.25V, y cada incremento de 125mV se irán
encendiendo los led´s correspondientes, la tabla de abajo muestra los valores con los que los led`s de encienden y su correspondiente temperatura.
Por medio de los resistores R1 y R2 tienen la capacidad de controlar tanto el consumo máximo de corriente para cada led, y la luminosidad con la cual encienden los led´s, para este circuito elegimos una corriente para cada led de 5mA. Por medio de la terminal 9 (MODE) del integrado LM3914 se puede seleccionar que el termómetro indique el valor de temperatura como una barra (que se enciendan todos los led´s hasta el que indica el valor de temperatura), o que únicamente se encienda el led correspondiente a la temperatura que se está midiendo. Para seleccionar el modo de operación "BARRA ó PUNTO", se cuenta con un puente selector (JP2), el cual cuando se coloca hará que el termómetro opere como una barra, y cuando no se encuentre puesto el termómetro trabajará en forma de punto. El circuito integrado LM35 identificado como IC1 es un sensor de temperatura que únicamente tiene tres terminales, una que corresponde a la de alimentación al voltaje positivo, otra terminal que se conecta a GND, y la tercera es la que entrega un valor de voltaje en función a la magnitud de temperatura a la que está sometido. Este sensor de temperatura tiene la capacidad de medir temperaturas dentro de un rango de -55°C a +150°CC que
en voltajes corresponde a -55mV a +1500 mV, en las imágenes de abajo se muestran los detalles del LM35, y su aspecto físico.
La ventaja, al emplear este integrado, radica en el hecho de que el nivel de voltaje que entrega de acuerdo a la temperatura que mida ya se encuentra calibrada en °C, además de que cada incremento de 10mV equivale a 1°C. Para efectos de operación del termómetro, lo conveniente es definir que el rango de operación del sensor sea de 0° a +40°C, la cual no significa mayores problemas si se quiere darle una aplicación industrial, ya que por medio del circuito integrado que a continuación se describirá, se tiene la posibilidad de manipular (ampliar o disminuir) el rango de operación. El tercer y último circuito integrado que se emplea es aquel cuya matrícula es LM324 y se identifica como IC2, este integrado internamente está constituido por 4 amplificadores operacionales independientes entre sí, y aunque para el termómetro sólo será empleado uno de ellos, se tiene la ventaja de que este integrado requiere de una fuente de alimentación simple, lo cual es muy benéfico si tomamos en cuenta que se está diseñando un termómetro portátil. La función que realiza el amplificador operacional del LM324 es adecuar el valor de voltaje que está entregando el sensor de temperatura, como ya se dijo la aplicación de este termómetro será casera, por lo que el rango de operación será de 0°C a +40°C, lo que equivale a tener un rango de voltaje de 0V a + 400mV.
Si se toma en cuenta que el rango de operación del integrado LM3914 (IC3) es de 0V a 1.25V, entonces el valor máximo que interesa del sensor (400mV) se tiene que amplificar que alcance el valor máximo para activar al IC3 (1.25V), lo cual significa que se tiene que amplificar el valor de voltaje del sensor por un factor de 3.125 veces. La configuración que adquirirá el amplificador operacional del IC2 es la de amplificador "no inversor", siendo los resistores R3 y R4 los encargados de fijar el factor de amplificación antes mencionado (3.125 veces). Lo último que falta detallar es la alimentación del circuito, y dadas las características de los circuitos integrados, es posible hacer uso de una fuente de alimentación cuyo valor puede ir desde 3V hasta 21V, y la forma de operar el "Termómetro" no se verá afectada. Para efectos de tener un termómetro portátil, se propone el empleo de una batería cuadrada de 9V.
LISTA DE MATERIALES: 1. R1- 2,2K 2. R2- POT. 10K 3. R3- 10K 4. R4-22K 5. 2 JUMPERS, JP1, JP2 6. 3 LEDS ROJOS, 4 LEDS AMARILLOS, 3 LEDS VERDES, 5mA. 7. IC3- LM3914. 8. IC2- LM324 9. IC1-LM35 10. Fuente de Alimentación 9/12v 11. Placa de cobre virgen.
Presupuesto Cantidad 1 1 1 1 2 10 1
Descripción Resistencia 2,2k Resistencia 10k Resistencia22k Potenciómetro 10k Puentes LEDs Circuito integrado
Precio Unitario 1400Gs. 1400Gs. 1400Gs. 10000Gs. 1000Gs. 3500Gs. 22000Gs.
Total 1400Gs. 1400Gs. 1400Gs. 10000Gs. 2000Gs. 35000Gs. 22000Gs.
1 1 1 1
LM3914 Circuito integrado 12000Gs. LM324 Circuito integrado LM35 22000Gs. Pila de 9V Panasonic 17000Gs. alcalina Placa de cobre virgen 10000Gs. pertinax Total de materiales Gs: Mano de obra Gs: Total a pagar Gs : Ciento ochenta mil guaraníes
Conclusión
12000Gs. 22000Gs. 17000Gs. 10000Gs.
45800Gs.
Nos resultó de mucha utilidad este proyecto, no sólo por su aplicación, sino porque, aprendimos más sobre esta gran ciencia que es la electrónica, aprendimos a utilizar los diversos materiales que se disponen para realizar circuitos, desde el diseño hasta la construcción de placas, soldadura, montajes, etc. Esperamos que esta clase de actividades se realicen más a menudo, ya que incentivan al alumno a trabajar, armar, y es así como uno va aprendiendo cosas, que son muy útiles, y que el día de mañana serán imprescindibles para nuestra labor diaria, como técnicos, ingenieros, etc.
BIBLIOGRAFÌA 1. http://www.webelectronica.com.ar/NewsletterAgosto/nota1.htm 2. http://www.neoteo.com/lm3914-y-lm3915 3. http://www.facstaff.bucknell.edu/mastascu/eLessonsHtml/Sensors/TempL M35.html 4.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3914.pdf
