Práctica 4. Leer una señal analógica, medición de temperatura TMP36 o LM35

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4.1  Objetivo General:

Leer una señal analógica, medición de temperatura TMP36 o LM35.

MAS sobre medir señales analógicas,  Si quieres hacer más prácticas sobre entrada analógica de arduino,  te sugerimos las Práctica 5  y Práctica 6.

 4.2  Materiales y Métodos:

  1. Una tarjeta Arduino Uno-R3 o Arduino Mega 2560.
  2. Un cable USB impresora.
  3. Un computador.
  4. Cables para el montaje del circuito.
  5. Tarjeta Protoboard.
  6. Sensor de temperatura TMP36.

4.2.1 Sensor de temperatura TMP36.

Los sensores de temperatura son pequeños dispositivos capaces de medir la temperatura del entorno. Entre los más populares y fáciles de usar se encuentran el ML35 y el sensor TMP36.  Los sensores son circuitos integrados que generalmente vienen calibrados directamente en grados Celsius. Además, estos sensores se alimentan con voltajes de  2.7V a 5.5V. Por lo que son ideales para su uso con Arduino.

Específicamente, el sensor TMP36, proporciona una salida de voltaje directamente proporcional a la temperatura en grados Celsius. Además, es muy parecido al clásico LM335A. Algunas de sus características son:

  • Rango de temperatura: -40°C to 150°C / -40°F to 302°F
  • Factor de escala 10 mV/°C
  • Precisión de ±2°C
  • Linealidad de ±0.5°
  • Alimentación: Entre 2.7 y 5.5V.

4.3  Montaje de la práctica:

Antes que todo, se realiza el montaje en el programa TinkerCad. Así, el sensor de temperatura TMP36 se coloca  diferenciando las partes que lo componen. Por un lado, el ánodo se conecta al pin de 5V de la tarjeta Arduino. Por otro lado, el cátodo se conecta al pin GND, y el cable que envía la señal medida se coloca en el pin A0. El objetivo de la práctica es medir la temperatura del ambiente. El sensor medirá una señal relacionada con la temperatura.

Figura 1. Montaje del circuito Lectura de señal analógicas, medición de temperatura TMP36 o LM35 en el programa TinkerCad.

 

La correcta instalación del sensor require identificar el pin que va a 5V. Para ello, se coloca el transistor con la cara plana de frente siendo el primer pin de izquierda a derecha el indicado.

4.4  Código en el IDE de Arduino:

– Primero, se selecciona en la IDE de Arduino el tipo de tarjeta bien Arduino Uno-R3 o Arduino Mega 2560.

– Seguidamente, se selecciona el Puerto Serial, es decir el puerto USB se va a conectar la tarjeta Arduino con el computador.

– Finalmente, se realiza el código, para ello, se colocar el título del programa mediante  //, el cual también se puede utilizar como comentarios dentro del programa.

4.4.1 Procedimiento de cómo llevar a cabo el codificado del programa:

  • En primer lugar, se declara  constante y de tipo entero const int  sensorPin y se le asigna el pin A0.  La variable va ser de tipo float  que permite almacenar un valor real con 8 dígitos. 
  • Seguidamente, en el bloque void setup (), se declara que se va a utilizar la ventana de puerto serial, esto es, Serial.begin(9600), siendo 9600 un indicativo de la velocidad de comunicación.
  • En el bloque void loop() se indica que se quiere leer la señal enviada por el sensor de temperatura al pin A0, analogRead(sensorPin). Luego se muestra el valor a través del monitor serial utilizando Serial.print (). Para realizar estas acciones primero se necesita declarar una variable local de tipo entero, esta será llamada sensorVal cuyo valor luego se expresará en unidades de temperatura mediante el factor de conversión aportado por el catalogo del sensor.
  • Antes de determinar el valor de la temperatura, primero se determina su equivalente en voltios y se almacena en la variable  de tipo float voltaje  
  • La transformación a voltaje  se obtiene dividiendo sensorVal por la resolución (1024) y multiplicándola por el valor máximo del voltaje que es 5V.
  • Realizada la conversión se utiliza nuevamente el comando  Serial.print(); para permitir la visualización de los datos.
  • Finalmente se realiza la conversión a valores de temperatura del valor del voltaje a través de float temperatura. Se presenta en pantalla utilizando nuevamente el comando Serial.print();.

4.4.2 Algoritmo de la práctica 4

A continuación el código completo requerido para la realización de esta práctica.

//Práctica encender y apagar un LED a través de botón pulsador
const int sensorPin=A0;
void setup(){
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
int sensorVal=analogRead(sensorPin);
Serial.print ("Valor del Sensor= ");
Serial.print (sensorVal);
float voltaje = (sensorVal/1024.0)*5*100;
Serial.print ("Valor de la Temperatura= ");
Serial.println (voltaje);
delay(1000);
}

Algoritmo  1. Lectura de señal analógicas, medición de temperatura mediante sensor de temperatura.

  • Finalmente, se debe verificar que al final de cada instrucción se haya colocado el respectivo punto y coma, de lo contrario habrán errores a la hora de compilar.
  • Una vez compilado el programa este se ejecuta. Si las conexiones se hicieron de manera correcta el sensor capta y envía las señal a la tarjeta y esta posteriormente al monitor serial.

Implementación del algoritmo 1 en el simulador TinkerCad

https://www.tinkercad.com/things/3fiJGLaNflo

4.4.3 Monitor Serial

  • Para activar el monitor serial se hace click izquierdo en la barra de herramientas del IDE de Arduino que señaliza el monitor serial en la parte superior derecha, ver Figura 2.

Figura 2. Botón para activar el Monitor Serial.

Para observar los cambios de temperatura registrados por el sensor, y tener una idea de si estaba funcionando de manera correcta, primero se mide la temperatura que media en el ambiente. Seguidamente, se procede  aumentar la temperatura (frotando las manos y acercándolas al sensor). Si ocurre algún cambio en los datos medidos se verifica que el sensor esta funcionando.

4.5 Conclusión:

Los sensores de temperatura constituyen un elemento muy importante a la hora de realizar algún monitoreo o supervisión de algún tipo de proceso en el que mantener rangos de temperatura signifique una acción esencial a tomar en cuenta. Con la realización de esta práctica se conocieron nuevos comandos que permiten trabajar con señales analógicas,  señales que son captadas del exterior, como el caso de la temperatura obtenida mediante los sensores de esta propiedad. Además, se aprendió  la manera de como transmitir a un usuario los datos captados por un sensor. Todos estos elementos de manipulación de estímulos exteriores nos permiten observar el funcionamiento de algún proceso y en base a los datos obtenidos establecer posteriormente mediante programación y otros elementos, acciones de control de dicha tareas o la ejecución de trabajos paralelos para optimizar los resultados finales.

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