203050_2_paso4.pdf

UNIDAD 4 PASO 4 IMPLEMENTACION DEL PROYECTO FINAL

ASIGNATURA SISTEMAS DE ADQUISICIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES

OMAR DAVID FORERO GALLEGO JEAN CARLOS ARDILA

GRUPO 203050_2

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA A DISTANCIA UNAD

PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA BOGOTÁ, COLOMBIA 2018

*TUTOR, MANUEL ENRIQUE WAGNER

Tabla de contenido Introducción............................................................................................................................. 2 Objetivo general ...................................................................................................................... 3 Objetivos específicos ............................................................................................................... 4 Justificación ............................................................................................................................. 5 Ventajas y desventajas............................................................................................................. 6 Propuesta de mejoramiento ..................................................................................................... 6 Lista de sensores .................................................................................................................. 7 Funcionamiento ................................................................................................................... 7 Selección del sensor ............................................................................................................ 7 Implementación con Arduino .............................................................................................. 8 Corrección de la Programación ........................................................................................... 8 Implementación de un display............................................................................................... 10 Esquema de conexión del LCD con Arduino ........................................................................ 11 Programa de Temperatura con visualización LCD ............................................................... 11 Elementos para la implementación........................................................................................ 12 Datasheet ............................................................................................................................... 13 Esquema de Montaje ............................................................................................................. 13 Enlace de video para verificación del funcionamiento ......................................................... 14 Tabla de coevaluación y autoevaluación ............................................................................... 14 Conclusiones ......................................................................................................................... 15 Referencias bibliográficas ..................................................................................................... 16

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Introducción

Con el presente trabajo se tratarán temáticas relacionadas a la aplicación de conceptos en la implementación de un sistema de adquisición el cual satisfaga el problema planteado y para que lleguemos a este resultado realizaremos indagaciones sobre el proceso de adquisición de datos por medio de un software al pc que permitan realizar mejorar al proyecto entregado en la actividad 3, realizando la identificación de los elementos que se requieran para su realización.

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Objetivo general

Implementar medios que permitan la planeación y la organización de los diferentes temas tratados durante el desarrollo de la actividad, para llegar a la implementación de un sistema de adquisición que permita mejorar el planteado en la fase anterior y que satisfaga las necesidades del problema planteado. Se realizará una investigación sobre la adquisición por medio de un software que se acople para la implementación. Incorporando el uso de una pantalla LCD que permita visualizar los diferentes cambios de temperatura y realizando modificaciones al software que permitan utilizar las características del sensor de forma más adecuada, identificando los elementos necesarios y el sistema DAQ que se implementara para el desarrollo de la adquisición. Permitiéndome desarrollar nuevos conocimientos y habilidades que pueda implementar.

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Objetivos específicos

1. Realizar las investigaciones preliminares para el desarrollo de la actividad por medio del estudio de las diferentes unidades trabajadas durante el curso..

2. Utilizar los diferentes recursos disponibles en la web para complementar la información y del entorno de conocimiento.

3. Realizar las investigaciones de la adquisición de datos por medio de la implementación de un dispositivo display.

4. Identificar los elementos necesarios para la realización del sistema de adquisición y el mejoramiento del problema planteado..

5. Realizar una descripción detallada del funcionamiento del sistema de adquisición con la implementación de las mejoras.

6. Realizar los análisis de los resultados obtenidos.

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Justificación

El siguiente trabajo se realizará para demostrar los conocimientos adquiridos durante el desarrollo del curso y el fortalecimiento de conocimientos previos. También la realización de prácticas de laboratorio que permitan aclarar dudas e inquietudes. La implementación del proyecto final permitirá visualizar fortaleces y falencias relacionadas en el desarrollo de los diferentes ítems de la guía.

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Ventajas y desventajas VENTAJAS Y DESVANTAJAS DE LA PROPUESTA FINAL VENTAJAS

DESVENTAJAS

La señal digital permite ser replicada sin Los diseños son más complejos, el sensor generar pérdidas de calidad. La interfaz es más implementado solo sirve para fines fácil de acoplarla a nuestras necesidades. estudiantiles y no es posible su implementación para la industria.

Es fácil implementar señales tanto análogas como digitales con el sistema de Arduino uno Por medio de un sencillo conjunto de pasos lógicos para su implementación.

La velocidad de operación de los conversores A/D ya que para una señal de un ancho de banda grande necesitara de conversores con velocidades de muestreo mayores.

Flexibilidad es más fácil realizar cambios por lo que si se requiere hacer una modificación A veces se pueden presentar fallas al compilar sólo se cambia la estructura, mientras que si se los programas, trabaja con un sistema analógico se debe modificar el diseño.

Propuesta de mejoramiento

Aspectos que debemos tener en cuenta para elegir el sensor adecuado: Sensibilidad: este es un aspecto importante que permite determinar el valor mínimo en el cual podrá medir ósea cuantos grados será capaz de detectar. El rango de los valores: Este nos permitirá determinar el rango de los valores medidos, en el caso del sensor de temperatura, el rango de la temperatura en el cual podremos realizar las mediciones lo que dependerá de las condiciones físicas del sensor a implementar.

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Tiempo de respuesta: Este es el tiempo necesario para que halla un cambio en su salida con respecto a su entrada. Offset: Lo ideal de este valor es que se encuentre en cero.

Lista de sensores 1. 2. 3. 4. 5.

LM35 TP36 Arduino TC74 Arduino DHT11 Arduino DHT22

Funcionamiento El sensor determina la temperatura y lo transforma en voltaje este se debe convertir en digital lo cual realizaremos conectándolo al pin analógico del Arduino el cual tiene una resolución de 10 bits ósea 1024 valores, este se vuelve a transformar a voltaje dentro de programa realizando la conversión. Dependiendo de las características técnicas del sensor aplicaremos una fórmula dentro del programa para convertir el voltaje en temperatura.

Selección del sensor Para el desarrollo del proyecto retomaremos el sensor lm35. Por el análisis de sus características y la fácil implementación es la mejor opción para la implementación por precio calidad.

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Implementación con Arduino EL LM35 en Arduino. Este sensor puede detectar temperaturas desde -55ºC a 150ºC,cada 1ºC equivale a 10mV y soporta voltajes de entre 4V y 30V. Esta información la podemos encontrar en el datasheet del LM35. Cuando leemos un sensor analógico con Arduino lo hacemos a través de la función analogRead siendo este de 10bits que nos da un valor entre 0 y 1023, 1024 valores posibles. Si tenemos 0V a la entrada nos devolverá 0 y si tenemos 5V nos devolverá 1023.A partir de esta información podemos obtener una fórmula matemática que nos permita calcular la temperatura en función del voltaje.

Corrección de la Programación En el programa anterior se empleó la formula basándonos en que tenemos en la entrada 5V que debemos multiplicarlo por 5/1024. Esto nos da el voltaje de nuestro sensor y luego hay que transformar los voltios en grados. Como un 1ºC equivale a 10mV (0.01V) por la que solo se debía dividir el valor de voltaje obtenido antes entre 0.01 y nos dará la temperatura.

Temperatura1 = (Valor x 5 / 1024) / 0.01 = Valor x 5 x 100 / 1024

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Con la implementación de la formula anterior nos arrojaría lecturas hasta de 500 ºC lo cual estaría mal porque en las características técnicas del sensor soporta máximo hasta 150 ºC para corregir esto lo que haremos será utilizar la función analogReference (INTERNAL) siendo esta una referencia de voltaje interna de 1.1V, dando como valor máximo de temperatura 110 ºC. Remplazando en la formula obtenemos:

Temperatura2 = (Valor x 1.1 / 1024) / 0.01 = Valor x 1.1 x 100 / 1024

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Implementación de un display

Lo siguiente que aremos será implementar un display para que podamos visualizar los datos de temperatura para esto se utilizara un display de 16x2. Y por medio del software se implementarán las respectivas librerías que permitan su acople al proyecto y verificando el datasheet podremos realizar las conexiones pertinentes.

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Esquema de conexión del LCD con Arduino

Programa de Temperatura con visualización LCD

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Elementos para la implementación

•

1 x Protoboard

•

Cable para protoboard

•

1 x Arduino UNO (controlador)

•

1 x Sensor de temperatura LM35

•

1 x Potenciómetro (resistencia Variable)

•

1 x Potenciómetro

•

1 x LCD de 16 x 2

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Datasheet LM35: http://www.farnell.com/datasheets/1848945.pdf LCD 16x2: https://www.engineersgarage.com/sites/default/files/LCD%2016x2.pdf

Esquema de Montaje

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Enlace de video para verificación del funcionamiento

https://www.youtube.com/watch?v=EwyPDomKY3Q

Tabla de coevaluación y autoevaluación

Nombre del estudiante

Actividades que hizo para la solución al caso planteado

Jean Carlos Ardila

Todas las actividades

Actividades que realizó para la consolidación del documento final.

No cumple con el rol establecido

Descripción de lo aprendido con el desarrollo del trabajo propuesto

Implementación de sistemas de adquisición por medio de software

Omar David Forero

Todas las actividades

Cumplió con el rol establecido

Implementación de sistemas de adquisición por medio de software

John Richard Velásquez

No participo

No participo

No participo

William diario Molina

No participo

No participo

No participo

Juan Carlos Garnica

No participo

No participo

No participo

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Conclusiones

•

Con el desarrollo de la actividad se pudieron realizar mejoras a la implementación inicial verificando los parámetros de trabajo del sensor en el datasheet para poder garantizar un correcto registro de temperatura, se implementó una pantalla LCD como medio de visualización.

•

El desarrollo de la actividad permitió aclarar dudas e inquietudes respecto a la implementación del sistema Arduino y a entender mejor las diferentes propiedades técnicas del sensor de temperatura, se adquirieron nuevos conocimientos de desarrollo de software con la implementación de la pantalla LCD y gracias a la realización de las actividades durante el semestre se pudo comprender mejor la implementación de sistemas de adquisición.

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Referencias bibliográficas

PlayerFm. De (). Escoger el mejor sensor de temperatura para Arduino. noviembre 29 de 2018, de – Sitio web: https://player.fm/series/series-1326102/83-escoger-el-mejor-sensor-detemperatura-para-arduino .

Programar fácil. De (). Entradas y salidas digitales. noviembre 30 de 2018, de – Sitio web: https://programarfacil.com/podcast/31-api-de-arduino/ .

National Semiconductor. De (). LM 35 Precisión Centigrade Temperature Sensors. noviembre 30 de 2018, de – Sitio web: http://www.ece.usu.edu/ece_store/spec/lm35dt-3p.pdf .

DroneBot Workshop. De (19 de marzo de 2018). Using LCD Displays with Arduino. Diciembre 1 de 2018, de – Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=wEbGhYjn4QI

Ingineers Garage. De (). 16x2 Character. Diciembre 1 de 2018, de – Sitio web: https://www.engineersgarage.com/sites/default/files/LCD%2016x2.pdf

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