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MONTAJE DE UN CIRCUITO ELECTRONICO UTILIZANDO EL CONVERSOR ANALOGICO DIGITAL ADC0804 PARA LA MEDICION DE TEMPERATURA, ALMACENAMIENTO DE LAS MEDICIONES EN UN COMPUTADOR Y ENVIÓ A UN SERVIDOR DE INTERNET. Profesor JAIME VILLALOBOS Presentado por: JUANA MARIA PACHECO DIEGO LEONARDO CHAPETÓN UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA RESUMEN: Este proyecto tiene como fin monitorear y medir la temperatura constantemente por medio de un circuito electrónico en donde se generen datos, y a su vez sean almacenados y transmitidos a un centro de acopio. Para el diseño del circuito se necesito una palca protoboard, cables, conversor analógico digital ADC0804, micro pulsador, potenciómetro, condensador, diodos, sensor de temperatura LM35, resistencias y un regulador de tensión. Conversor análogo digital ADC0804: Un convertidor análogo digital es un circuito integrado que convierte señales análogas en datos binarios: 0s y 1s. El convertidor análogo/digital ADC0804 es un circuito integrado capaz de convertir una muestra analógica entre 0v y 5v, en un valor binario de 8 dígitos binarios. Para el so Diseño de un circuito electrónico y el respectivo software que capte lo datos de temperatura, los almacene y los transmita a un centro de acopio Para esto se realizo el circuito electrónico con el conversor análogo digital en donde se necesitaron de un regulador 1. Introducción El circuito electrónico lo comprenden los siguientes dispositivos: Figura 1. ADC0408 Potenciómetro: es un dispositivo que contiene una resistencia variable con la que podemos ajustar la cantidad de corriente que pasa por la línea del circuito. El potenciómetro se compone de dos piezas una llamada “hat” rueda de plástico o metal cuya utilidad es precisamente permitirnos girar el potenciómetro y un componente electrónico que posee tres terminales. Diodo: es un componente electrónico constituido por dos terminales el ánodo (+) y el cátodo (). El diodo permite el paso de corriente cuando esta polarizado directamente y lo impide cuando esta polarizado inversamente. El LED es un diodo especial capaz de emitir radiación luminosa cuanto esta polarizado directamente. Figura 2. Potenciómetro Condensador: dispositivo que almacena energía eléctrica, está formado por un par de armaduras metálicas separadas por un medio aislante. Se caracteriza porque puede almacenar carga cuando esta descargado y descargarse posteriormente suministrando electricidad a un circuito. Cuando el condensador está completamente cargado impide el paso de corriente, comportándose como un circuito abierto. Figura 3. Condensador Figura 4. LED Sensor de Temperatura LM35: dispositivo con una precisión calibrada de 1° C pude medir temperaturas en el rango de -55°C – 150 °C. La salida es muy lineal y cada grado centígrado equivale a 10mV en la salida. Posee 3 patas, dos de ellas para alimentarlo y la tercera nos entrega un valor de tensión proporcional a la temperatura medida por el dispositivo. El LM35 funciona en el rango de alimentación de 4 y 30 voltios Podemos conectarlo a un conversor analógico digital y tratar la medida digitalmente, almacenarla o procesarla con un micro controlador. http://www.x-robotics.com/sensores.htm Figura 7. Resistencia 10k Ω Figura 5. Sensor de Temperatura Figura 8. Resistencia 47 Ω Resistencia Fija o Resistor: los resistores eléctricos se implementan en circuito para limitar la corriente que atraviesa dicho circuito. A mayor resistencia menor intensidad de corriente que circula por el circuito. El valor de cada resistencia se identifica por un código de color. Figura 6. Resistencia 1k Ω Regulador de Tensión: dispositivo electrónico diseñado con el objetivo de proteger aparatos eléctricos y electrónicos sensibles a variaciones de diferencia de potencial o voltaje. Los reguladores de tensión están presentes en las fuentes de alimentación de corriente continua reguladas, cuya misión es proporcionar una tensión constante a su salida. Figura 9. Regulador de tension Un micro pulsador. Un regulador de tensión de 5V, el 7805. El circuito integrado ADC0804. Resistencias. 8 de 1K 3 de 10K 2 de 47 ohmios Dos potenciómetros de 1K. Un condensador de 150pF. Ocho diodos leds. LM35 Utilizaremos las siguientes herramientas: 2. Esquema experimental Realización Multímetro. Lo utilizaremos para medir tensiones y resistencias. Alicate pequeño. Para doblar las patas de algunos componentes. Pinza. Nos ayudará a colocar los componentes. Pinza. Nos facilitará extraer el circuito integrado o los potenciómetros en caso de que fuese necesario. Tijera pela cables. El montaje del circuito eléctrico se realizara sobre la placa protoboard Figura 10. Esquema del circuito Para el montaje del circuito electrónico se necesitaron los siguientes elementos Componentes electrónicos Paso 1: Lo primero que vamos a colocar es el integrado ADC0804, el corazón del circuito. Paso 2: Colocamos el regulador de tensión 7805. De frente, la pata de la izquierda, es la entrada, la derecha la salida y la central es el negativo común. Paso 7: colocamos las 8 resistencias de 1k desde la pata 18 a la 11. Paso 8: ahora colocamos los LEDs teniendo en cuenta la polaridad Paso 9: se coloca la alimentación para el circuito. El positivo se conecta a la pata 1 y el negativo a la pata central. Paso 10: Ajustamos los potenciómetros. El potenciómetro del pin 7 controla a partir de que valores se comienza a medir. El potenciómetro del pin 9 controla el rango de medida. Paso 3: Conectamos la alimentación del circuito integrado. Negativo: Patas 10 y 8. Positivo: pata 20 Paso 4: conectamos las patas 1 y 2 al negativo y el micro pulsador de la pata 3 Paso 5: conectamos la pata 19 a la resistencia 1k al condensador y ambos a la pata 4 Paso 6: Conectamos la pata 5 con la 3 Paso 11: Conectamos el LM35 al circuito, la pata central de este va conectada al pin 6 del ADC0408. Por último, del 18 al 25 del PP lo conectamos con el negativo del circuito. En este momento el circuito ya estará monitoreando la temperatura y expresándola en una salida de 8 bit de la siguiente forma: 3. Aplicación Utilizamos una a una Aplicación en Visual Basic 6.0 para tomar los datos de temperatura. La aplicación es la siguiente: Donde el primer LED es el de la izquierda. Por ultimo para conectar el circuito al PC se utiliza un cable paralelo: Figura 11. Aplicación En donde conectamos cambiamos los leds y enviamos los datos del ADC0408 de la siguiente manera: El pin 18 del ADC es el bit menos significativo, lo conectamos con el 2 del puerto paralelo, después el 17 del ADC con el 3 del PP, así hasta llegar al 11 del ADC (bit más significativo) con el 9 del PP. La aplicación nos permite observar el monitoreo de la temperatura cada segundo, además nos muestra el estado de los bits de entrada en el puerto paralelo y su lectura en decimal. Figura 12. Representación de lectura en el puerto y valor de la temperatura. Además podemos observar el número de medidas que lleva hasta el momento, el promedio, el coeficiente de variación y la desviación estándar. 5. Código importante de la aplicación Utilización de la librería IO.dll para leer el puerto paralelo: Figura 13. Representación de otras medidas. Por ultimo dispone de una representación gráfica del monitoreo que realiza de la temperatura. Función para leer el puerto: Almacenamiento de datos: Figura 14. Representación gráfica. 4. Datos Almacenados 6. Envió de datos al servidor. La aplicación almacena en un documento de Excel los datos medidos de temperatura, además de la hora, fecha, numero de medidas y el valor medido en el puerto paralelo. Agregamos una función a la aplicación para guardar el último dato de temperatura registrándolo en un archivo llamado “C:/datos.txt”. Además en otro archivo de Excel almacena el promedio y la desviación estándar de los datos tomados cada 5 segundos. Una vez teniendo la aplicación en ejecución guardando constantemente el valor de temperatura, ejecutamos el script creado por el grupo de EM2011 de la Universidad Nacional: http://em2011.wikispaces.com/file/view/Analizar Datos-V2.py Figura 15. Archivo de registro de la temperatura. El script se encuentra creado en Python y el cual simplemente modificamos algunas líneas para que tomara los datos del archivo creado por nuestra aplicación y los enviara: Línea 5, 6, 7 y 9 remplazada por: ser = "C:\datos.txt" user = 'GrupoJD' password = '*******************' location = '4.753234;-74.09489;2600' Línea 17 remplazada por: key = '******************' Línea 77 remplazada por: archivo=open(ser) valorT=archivo.read() datos.append(float(valorT)) archivo.close() Finalmente ejecutamos el script para que empieza a enviar los datos al servidor y visualizarlos en al pagina web: http://temperatura.juansaab.co/ Figura 16. Grafica de la página web. También es posible consultar los datos a través de la página: http://temperatura.juansaab.co/consulta.php Donde podemos ingresar un rango y el nombre de la estación de monitoreo, en nuestro caso es GrupoJD. Ejemplo Consulta: 7. Conclusiones y Trabajo Futuro Es muy satisfactorio contar con diferentes puntos de estaciones de monitoreo de temperatura, y tener una página web en donde consultar los datos, la cual se encuentre disponible en cualquier momento. Queremos incluir además del monitoreo de la temperatura, otros datos relevantes como la humedad y la presión. En el futuro nos gustaría implantar una conexión del dispositivo mediante un cable USB de tal forma que con un simple driver este se pueda conectar en cualquier dispositivo que no posea puerto paralelo. 8. Agradecimientos Agradecimientos al profesor Máximo Morales Escobar del I.E.S Santa Úrsula (Tenerife - España) por su colaboración en el proyecto. 9. Referencias Bibliográficas Alcalde Pablo, “Electrónica Aplicada”. Editorial Paraninfo. Madrid España 2010. http://www.x-robotics.com/sensores.html http://jobsnancy.blogspot.com/2009_11_0 1_archive.html https://sites.google.com/a/iessantaursula.o rg/mmoresc/Home/electronica/adc0804