Termopar Con Max6675 y Arduino

ÍNDICE Objetivo general ................................. ................................................. ................................. .................................. .................................. ................................. ................................. ................................. ............................. ............. 3 Objetivo particular……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3 Introducción ................................. ................................................. .................................. .................................. ................................. ................................. ................................. .................................. ................................ ............... 4 Desarrollo ............................... ................................................ .................................. ................................. ................................. .................................. .................................. ................................. ................................. ........................ ....... 6 Conclusiones generales del equipo ................................. ................................................. ................................. .................................. ................................. ................................. ................................. ................ 10 Bibliografía y/o Cibergrafía ................................. .................................................. .................................. ................................. ................................. ................................. ................................. ............................ ........... 11 Anexos ............................... ................................................ ................................. ................................. .................................. ................................. ................................. ................................. .................................. ............................ .......... 12

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Práctica 16-Sensor Piezoeléctrico

OBJETIVO GENERAL Verificar el funcionamiento de un sensor de temperatura siguiendo sus características de operatividad.

OBJETIVO PARTICULAR Lograr comprobar el comportamiento de un sensor de temperatura MAX6675 tipo k, el cual se monitoreará dicha temperatura en un display teniendo como principal condición que si este se encuentra por debajo de los 60 grados Celsius, un led indicador deberá estar encendido en todo momento. Por el contrario, si la temperatura en el sensado es mayor a 60 grados Celsius, arrancará el ciclo de trabajo de un ventilador. Se muestran las características de operatividad eléctrica del sensor en cuestión.


INTRODUCCIÓN ¿Qué es un sensor de termopar? Un termopar es un a sensor para medir temperatura. Consiste en dos metales diferentes unidos por un extremo. Cuando la unión de los dos metales se calienta o enfría se produce un voltaje que se puede correlacionar con la temperatura. Las aleaciones de termopar están disponibles por lo normal en forma de alambre.

¿Cuáles so n lo s dif erentes tipos de termopar? Un termopar está disponible en diferentes combinaciones de metales o calibraciones. Las cuatro calibraciones más comunes son J, K, T y E. Hay calibraciones de alta temperatura que son R, S, C y GB. Cada calibración tiene un diferente rango de temperatura y ambiente, aunque la temperatura máxima varía con el diámetro del alambre que se usa en el termopar. Aunque la calibración del termopar dicta el rango de temperatura, el rango máximo también está limitado por el diámetro del alambre de termopar. Esto es, un termopar muy delgado posiblemente no alcance todo el rango de temperatura. Rangos y límites de error de termopar La tabla siguiente muestra los rangos de temperatura y precisión para termopar tipos J, K, E y T.


¿Cómo escojo un tip o de termopar? Debido a que un termopar mide en amplios rangos de temperatura y puede ser relativamente resistente, los termopares se usan con mucha frecuencia en la industria. Se usan los siguientes criterios para seleccionar un termopar: Rango

de temperatura

Resistencia

química del termopar o material de la funda Resistencia a la abrasión y la vibración Requisitos de instalación (es posible que sea necesario que sea compatible con el equipo existente; los orificios existentes podrían determinar el diámetro de la sonda)

¿Cómo

sé

qué

tipo

de

unión

escoger?

Las sondas de termopar con funda están disponibles con uno de tres tipos de unión: a tierra, sin conexión a tierra o expuesta (ver gráfica siguiente: "Estilos de punta de termopar"). En la punta de una sonda de unión a tierra, los alambres del termopar están físicamente unidos al interior de la pared de la sonda. Esto produce una buena transferencia de calor desde el exterior, a través de la pared de la sonda a la unión del termopar. En una sonda sin conexión a tierra, la unión del termopar está separada de la pared de la sonda. El tiempo de respuesta es más lento que en el estilo con conexión a tierra, pero el estilo sin conexión ofrece aislamiento eléctrico (ver tabla siguiente).


DESARROLLO CONSIDERACIONES TEÓRICAS Sabemos que un termopar está formado por 2 aleaciones de metales diferentes unidos en sus extremos, lo cual genera una FEM si se aplica calor en su unión. Esto es conocido como efecto de Seebeck. Sabemos que la FEM caria directamente con la temperatura. La FEM que entrega al instrumento es debido a la temperatura de la unión señora más la FEM sumada a la unión fría. El diagrama típico a utilizar es el siguiente.

Sin embargo, en nuestro caso, nos ayudamos de la placa arduino para realizar el monitoreo de la temperatura. Las conexiones a nuestro display fueron las siguientes.

Destacando que se colocó un potenciómetro con el fin de poder regular el contraste de nuestro display.

El diagrama de conexión entre el max6675 y arduino es de la siguiente forma.


EXPLICACIÓN DEL CÓDIGO DE ARDUINO

Primeramente incluimos las librerías wire (que nos permite comunicarnos con el max6675 según el protocolo I2C / TWI), de igual forma la biblioteca para ocupar el display de LCD y finalmente la librería dedicada al sensor propiamente. Luego se definen las salidas y entradas a la placa arduino de acuerdo a los pines de conexión del MAX6675, el led y el ventilador.

Práctica 16-Sensor Piezoeléctrico También se declara la variable temperatura con el fin de lograr sobrescribir dicha variable posteriormente. Se inicia la comunicación serial, se declaran el led y el ventilador como salidas y comienza el programa mostrando la temperatura ambiente de la cual el termopar está sensando.

La variable muestras nos sirve para que el programa realice 10 comparaciones en 10milisegundos antes de mostrar la temperatura actual. Y se iniciali za la condición principal del programa, comenzando por decir que el led permanece encendido mientras la temperatura sea menor a 60 grados Celsius y el ventilador apagado.

Práctica 16-Sensor Piezoeléctrico En caso contrario sucede lo mismo de acuerdo al tiempo de muestreo en que tarda en hacer las comparaciones de temperatura y enciende el ventilador si la temperatura supera los 60 grados Celsius y el LED permanece apagado.

IMÁGENES QUE ILUSTRAN EL PROCESO Y SENSADO


CONCLUSIONES Gracias a la realización de este sensor logramos identificar el funcionamiento de los sensores termo par tipo k de acuerdo a las características de operatividad. Se monitoreó la temperatura de manera gradual, teniendo en cuenta que al utilizar la alimentación del mismo arduino, no fue necesario colocar resistencias de pull-up sin embargo sería bueno realizarlo con el fin de protegerlo. Por otro lado los tiempos de detección pueden mejorar en tanto no sea hagan tantas comparaciones en tan poco tiempo, sino llevar acabo el cálculo de las comparac iones de forma más teórica de manera que el sensado sea más fiables y se logre ver un poco más la curva de calentamiento y enfriamiento de manera más rápida.


BIBLIOGRAFÍA Y CIBERGRAFÍA [1] http://mx.omega.com/temperature/pdf/tc_temp_limits_range.pdf [2] http://mx.omega.com/prodinfo/termopar.html


ANEXOS Dentro de la carpeta de esta práctica, se incluyen las hojas de especificaciones de los componentes utilizados a destacar en esta práctica en PDF, así como diagramas de conexión y/o simulaciones de los cir cuitos p resentados y códi gos de progr amas.

Termopar Con Max6675 y Arduino

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