UNIVERSIDAD POLITÉCNICA Y TECNOLÓGICA DEL ISTMO DE TEHUANTEPEC SENSOR DE TEMPERATURA CON ARDUINO CATEDRATICO: ING. GREGORIO MARTÍNEZ REYES ALUMNO: ROLANDO MARCIAL SALUD DE LA ROSA GRADO: 1 GRUPO: “D” CARRERA: LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL MATERIA: METROLOGIA Villa de San Blas Atempa, Oaxaca a 12 de diciembre del 2024 1 Contenido Resumen ............................................................................................................................. 3 OBJETIVO ............................................................................................................................ 3 Introducción .................................................................................................................... 4 Desarrollo................................................................................................................................ 6 Procedimiento..................................................................................................................... 6 Códigos para el Arduino ...................................................................................................... 9 Resultado final .................................................................................................................. 11 Conclusión............................................................................................................................. 12 Referencias............................................................................................................................ 12 2 Resumen En este trabajo se trata de un termómetro digital elaborado con un Arduino y un sensor LM35, por lo cual se abarcan varias etapas de como fuimos elaborando este diseño, los cableados que se le hizo hasta su fabricación del prototipo. Por lo que le implementándole corriente al Arduino para poder colocarle los códigos y que se lo transmita al sensor y nos pueda verificar la temperatura por medio de un displayd LCD 16x2. Esto con la finalidad de evitar utilizar los termómetros ancestrales por lo que ha habido fallas en el transcurso de los años, entonces un termómetro con un sistema de Arduino pretende facilitar la medición de la temperatura y nos dará el resultado que nosotros necesitamos, ya que la temperatura es fundamental en nuestra vida cotidiana. OBJETIVO El objetivo de este proyecto es facilitar la medición de la temperatura del ambiente ya que puede ser medida al aire libre o en un espacio confinado. También tiene como objetivo implementar el conocimiento de la electrónica por medio de la programación. 3 Arduino UNO Es una plataforma de desarrollo basada en una placa de hardware libre que incorpora un microcontrolador reprogramable y una serie de pines hembra estos permiten establecer conexiones entre el microcontrolador y los diferentes tipos de sensores y actuadores de una manera muy sencilla, especialmente con cable Dupont. Introducción La metrología es la ciencia que estudia las mediciones, entonces la electrónica con el lenguaje de programación ha servido de gran utilidad para la elaboración de múltiples proyectos por medios de códigos y Arduino. Por lo cual como ya se había comentado la temperatura es fundamental en la vida cotidiana, es por eso por lo que el sensor LM35, nos ayudara a medir la temperatura del aire circundante mediante la detención y expansión mediante un material expuesta al calor o al frio. Para comenzar a hablar sobre el termómetro digital. A continuación, se explicará que es y cual es su funcionamiento acerca del Arduino, del Sensor LM35 y del displayd. Una placa electrónica es una PCB (“Printed circuid Board”, “placa de circuito impreso”) las PBC superficies planas fabricadas en un material no conductor. Una PCB es la forma mas compacta y estable de construir un circuito eléctrico. También basada en un Atmega328. Tiene 14 pines de entrada/salida digital (de los cuales 4 pueden ser utilizados para salidas PWM), 6 entradas análogas, un resonador cerámico de 16 MHz, un conector para USB tipo hembra, un Jack para fuente de Poder, un conector ICSP y un botón reset. Características del Arduino Uno y sus Partes Características Microcontrolador: ATmega328 Voltaje de operación: 5V Voltaje de (recomendado): 7-12V Voltaje de entrada (límites): 6-20V entrada 4 Pines de E/S digitales: 14 (de los cuales 6 proporcionan salida PWM) Pines de entrada analógica: 6 Corriente DC por pin de E/S: 40 mA Corriente DC para 3.3V Pin: 50 mA Memoria Flash: 32 KB de los cuales 0,5 KB utilizados por el bootloader SRAM: 2 KB (ATmega328) EEPROM: 1 KB (ATmega328) Velocidad de reloj: 16 MHz Displayd lcd 16x2 Es un tipo de módulo de visualización electrónica que se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, como diversos circuitos y dispositivos, como teléfonos móviles, calculadoras, ordenadores, televisores, etc. Estas pantallas se prefieren principalmente para diodos emisores de luz de varios segmentos y siete segmentos. Las principales ventajas de utilizar este módulo son el bajo coste, la sencillez de programación, las animaciones y que no hay limitaciones para mostrar caracteres personalizados, especiales e incluso animaciones, etc. Pin1 (Pin de tierra/fuente): Se trata de una clavija GND de la pantalla, que se utiliza para conectar el terminal GND de la unidad del microcontrolador o la fuente de alimentación. Pin2 (VDD/Pin de fuente): Es la clavija de alimentación de la pantalla, utilizada para conectar la clavija de alimentación de la fuente de energía. Pin3 (V0/VEE/Pin de control): Esta patilla regula la diferencia de la pantalla, se utiliza para conectar un POT cambiable que puede suministrar de 0 a 5V. Clavija 4 (Clavija de selección de registro/control): Este pin alterna entre el registro de comando o el de datos, se utiliza para conectar un pin de la unidad del microcontrolador y obtener un 0 o SENSOR LM35DZ Es un dispositivo que sirve para tomar mediciones precisas en el entorno, a diferencia de otros dispositivos como los termistores que su medición de temperatura se obtiene la medición de su resistencia eléctrica, por lo cual el LM35 es integrado con su propio dispositivo de control, que proporciona una salida de voltaje proporcional a la temperatura. Características o Rango de medición: -55°C a 150°C. o Resolución: 0.25 C° o Precisión: ±1 C° o Consumo de corriente: 5 mA. 5 un 1 (0 = modo de datos, y 1 = modo de comando). Pin5 (Pin de lectura/escritura/control): Este pin alterna la visualización entre la operación de lectura o escritura, y se conecta a un pin de la unidad de microcontrolador para obtener o bien 0 o bien 1 (0 = operación de escritura, y 1 = operación de lectura). Clavija 6 (Clavija de habilitación/control): Este pin debe mantenerse alto para ejecutar el proceso de Lectura/Escritura, y está conectado a la unidad del microcontrolador y se mantiene constantemente alto. Pines 7-14 (Pines de datos): Estos pines se utilizan para enviar datos a la pantalla. Estos pines se conectan en modos de dos hilos, como el modo de 4 hilos y el modo de 8 hilos. En el modo de 4 hilos, sólo se conectan cuatro pines a la unidad del microcontrolador como el 0 al 3, mientras que, en el modo de 8 hilos, se conectan 8 pines a la unidad del microcontrolador como el 0 al 7. Pin15 (pin +ve del LED): Este pin está conectado a +5V Clavija 16 (clavija negativa del LED): Este pin está conectado a GND. Materiales • Arduino UNO • Protoboard • Cables macho • Cable USB • Una resistencia • Potenciómetro • Un sensor LM35DZ y una pantalla display 16x2. Desarrollo Procedimiento 1. Para comenzar armando el proyecto necesitábamos descargar el sistema de Arduino en la laptop, lo cual después de tenerlo instalado le conectamos un cable USB y lo colocamos al Arduino para darle energía, para que después le envié corriente al protoboard, colocándole un cable macho al voltaje del Arduino lo cual es 5v al positivo del protoboard, por lo consiguiente se le agrega otro cable a la placa en la terminación GND lo cual se le conoce como tierra y se pasa al protoboar en negativo. 6 3. Después de haber echo el cableado al LCD, le insertamos al 2. Después de que se armo el circuito, comenzamos a insertarle los cables al displayd ordenándolo por colores como nos marca en nuestra gráfica, usamos el primer pin VSS con un cable negro para la tierra, el segundo pin VDD con color rojo para la energía, el tercer pin V0 con cable blanco, el cuarto pin RS con cable amarillo, el quinto pin RW con cable negro, el sexto pin E con cable verde. Se dejo 4 pines libres del D0 al D3, utilizando el pin D4 con cable naranja, el pin D5 con cable café, el pin D7 con cable azul con el color morado, el pin A con cable blanco y el ultimo pin lo cual es la K con cable negro. protoboard el sensor, lo cual nosotros lo distinguimos por sus 3 patitas, la primera patita le conectamos un cable rojo lo cual es la energía que le manda, la tercera patita le conectamos un cable marrón para conectarlo con el negativo del protoboard, la segunda patita es la más importante le conectamos un cable azul al primer pin analógico de Arduino lo cual es el A0, porque es ahí donde le recibe la señar del sensor en milivoltios. 4. Colocamos lo 6 primeros pines del displayd como ya lo había 7 5. 6. 7. 8. explicado el primer y el segundo pin, el tercer pin lo dejamos libre porque después lo colocaremos en otro espacio, el 4,5 y 6 pin van en los pines digitales del Arduino. El 4 va con el D7, el pin 5 lo colocamos en la corriente negativa del protoboard, el pin 6 se colocó con el D6. Se dejaron libres 4 pines del displayd por que no se ocuparan. Se coloco el cableado del pin D4 del displayd al D5 del Arduino, el pin D5 al pin D4, el pin D6, el pin A se le coloco una resistencia para que no sufra una sobrecarga el circuito y el ultimo pin del displayd que el símbolo K se utilizo para el negativo del protoboard. El tercer pin del displayd lo cual es el V0 se utilizó para un potenciómetro lo cual lo ayudara a dar el tipo de brillo y contraste que requieras para la visualización de la pantalla. Se le agrego el potenciómetro poque es una pieza fundamental para ajustar y regular la resistencia de un circuito. Para que tenga corriente se conecto al protoboard tanto positivo como negativo. Lo cual para entenderle más a la conexión aquí les dejo una representación en tabla. 8 Códigos para el Arduino Estos códigos fueron implementados para mandárselo a la paca de Arduino para que así pueda funcionar el sensor y así tengamos la medición de la temperatura que es lo que nos interesa. 9 también ocupamos una librería llamada liquidCrystal lo cual nos ayudo para que la 10 pantalla LCD pueda funcionar y marcar las medidas que queremos. Resultado final Nuestro termómetro por medio de Arduino y el sensor, funciono correctamente ya que nos marca un resultado medible de la temperatura ambiente, aclarando este punto no siempre va a marcar algo exacto, si no que puede variar unos 2 o 3 grados menos o más. } 11 Conclusión Como conclusión debemos tener en cuenta que gracias a los termómetros digitales podemos saber el grado de temperatura que quisiéramos saber, por ejemplo, este que hemos creado, nos marca un grado de temperatura del exterior ambiental de 30°C, pero estando en un espacio cerrado nos marca unos grados menores o a veces hasta mayor. Entonces este termómetro tiene el propósito de marcar la temperatura para cualquier lugar, ya sea en espacios confinado o en espacios abiertos, o medir la temperatura de un cuarto cuando quieras que este cálido o frio, eso si siempre y cuando vivas en un lugar fresco o caluroso y usando tu aire acondicionado. Referencias (Arduino, 10/08/22) (hhernandez) (Llamas, 15/julio/2015) Arduino Uno R3, Qué es, Características, Precio, Programación 12