Objetivos
- Aprender a calcular la temperatura a partir de la lectura de los sensores LM35DZ y TMP36.
- Montar un circuito para controlar la temperatura con un ventilador.
Material requerido.
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Arduino Uno o compatible y con el firmware para S4A cargado.
Un PC con el entorno S4A correctamente instalado y configurado. |
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Una Protoboard más cables. |
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Un diodo LED y una resistencia de 330Ω. |
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Un transistor 2N2222. Comprobad que lleva rotulada esta referencia, porque el sensor de temperatura es similar. |
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Un ventilador de 5V o un motor de corriente continua. |
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Un Sensor de temperatura LM35DZ o similar.Comprobad que lleva rotulada esta referencia, porque es fácil confundirlo con un transistor. |
CÓMO FUNCIONA UN SENSOR DE TEMPERATURA
Un sensor de temperatura es un chip que nos devuelve un valor de tensión en función de la temperatura a la que esté. En esta sesión vamos a presentar los sensores LM35DZ y TMP36, dos de los sensores más baratos y fáciles de encontrar.
Para saber cómo funcionan estos chips, o cualquier componente que vayamos a usar, deberíamos buscar en internet sus especificaciones, añadiendo al nombre del chip data sheet. Esta información suele estar en inglés, y puede resultar difícil de entender.
En resumen, estos sensores funcionan de la siguiente manera:
- Mide la temperatura en ºC.
- El TMP36 funciona entre -50 y 125ºC.
- El LM35DZ funciona entre 0 y 100ºC.
- Cuidado con confundirlos con un transistor, ya que el encapsulado es muy similar. Hay que leer las letras que tienen grabadas para ver si es el sensor que buscamos (y suelen ser muy pequeñas).
Con la cara plana mirando hacia nosotros, la pata izquierda es 5V, la del centro la salida y la de la derecha GND.
- Cuidado si conectáis la tensión al revés. Podéis daros cuenta a tiempo antes de romperlo, pero esperad un poco a que se enfríe con el Arduino desconectado porque se calienta mucho, suficiente para haceros una quemadura.
CÓMO LEER LA TEMPERATURA
El esquema electrónico y el circuito en la protoboard son muy sencillos:
A la hora de hacer la programación, la manera de calcular la temperatura en función del voltaje que nos dé el sensor será diferente en función del sensor que estemos utilizando.
En el caso del LM35DZ, el fabricante nos dice que para calcular la temperatura debemos hacer la siguiente operación:
En el caso del TMP36, como empieza de -50ºC, habrá que restarlo a la fórmula anterior:
En mi caso voy a usar el LM35DZ; si vais a usar el TMP36 bastaría con sustituir los bloques dónde hacemos los cálculos.
- Recordad que S4A no ejecuta antes las multiplicaciones y divisiones y después las sumas y restas como haríamos para resolver correctamente una ecuación.
- Se ejecutan los bloques de dentro hacia fuera, por eso hay que hacer la resta en el bloque más externo, para que se realice al final y respete la norma.
Para leer la temperatura fijamos el valor de una variable al resultado de la operación anterior:
En el escenario podemos ver en todo momento el valor de la variable.
- Si queréis ver cómo cambia la temperatura, probad a agarrar el sensor entre los dedos para subirla y soplad para bajarla.
CIRCUITO CON SENSOR DE TEMPERATURA Y VENTILADOR
Vamos a hacer un circuito para controlar la temperatura en una habitación, utilizando el sensor de temperatura y el motor de continua con el ventilador que aprendimos a utilizar en la sesión 14.
El esquema eléctrico es el siguiente:
En la protoboard quedaría de la siguiente forma:
La programación es también muy sencila. Simplemente leemos la temperatura y la comparamos con el límite que escojamos.
- Escoged un límite un poco mayor que el que haya ahora mismo en la habitación y calentad y enfriad el sensor cómo hemos explicado.
Al pasar del límite la temperatura, la salida digital 13 se pone a HIGH y el transistor pasa a saturación, haciendo que arranque el motor.
Si la temperatura es menor que el límite, la salida digital 13 está a LOW y el transistor trabaja en corte, de forma que el motor está apagado.
Podéis descargar el programa completo aquí: Control de temperatura.
RESUMEN DE LA SESIÓN
En esta sesión hemos aprendido varias cosas importantes:
- Sabemos manejar dos tipos de sensores de temperatura, y todos los demás son muy parecidos.
- Hemos adecuado la salida del sensor en Voltios para transformarla en ºC, utilizando la información del fabricante.
- Hemos utilizador el sensor y un motor de continua con un ventilador para controlar la temperatura de una habitación.
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