PRÁCTICA 1: TERMISTOR CONVECCIONAL Y DIGITAL

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PRÁCTICA 1: TERMISTOR CONVECCIONAL Y DIGITAL

Mozqueda Navarro María Guadalupe, Muñoz R. Laura Angélica

Universidad de Guanajuato     División de ingenierías Campus Irapuato-Salamanca.

Resumen—Un termistor es un elemento de detección de temperatura compuesto por material semiconductor sinterizado que presenta un gran cambio en la resistencia en proporción a un cambio pequeño en la temperatura. En general, los termistores tienen coeficientes de temperatura negativos, lo que significa que la resistencia del termistor disminuye a medida que aumenta la temperatura.

1. Introducción

L

os termistores se fabrican con una mezcla de metales y materiales de óxido metálico. Una vez mezclados, los materiales se conforman y se hornean en la forma requerida. Los termistores pueden utilizarse tal cual, como termistores tipo disco, o seguir dándoles forma y montándolos con cables conductores y revestimientos para formar termistores tipo perla.

A continuación se dará una breve explicación de los termistores que se utilizarán, el LM35 es un sensor de temperatura, uno de los componentes más utilizados a la hora de medir los cambios térmicos en un cuerpo u objeto.
El LM35 es un circuito integrado de precisión que actúa como un sensor de temperatura calibrado directamente en grados centígrados, por cada grado centígrado medido, entregara en su salida un valor de voltaje de 10 mV, por ejemplo: 150ºC equivale a 1500mV; -55ºC equivale a -550mV.

[pic 1]

Ilustración 1 LM35

Sus principales características son las siguientes:

• La tensión de salida es proporcional a la temperatura.
• Tiene una precisión garantizada de 0.5°C a 25°C.
• Opera entre 4 y 30 voltios de alimentación con fuente doble o simple.
• Baja impedancia de salida 0,1Ω para 1mA.
• Baja corriente de alimentación 60µA.
• Adecuado para aplicaciones remotas.

Otro de los termistores que se explicarán brevemente es el sensor de temperatura DS18B20 ya que es uno de los sensores más versátiles que puedes encontrar en el mercado.

Este sensor es idóneo cuando queremos medir la temperatura en ambientes húmedos e incluso dentro del agua. Esto es debido a que podemos comprar una versión que viene en forma de sonda impermeable.

Quizás lo más complicado sea la programación ya que utiliza un protocolo poco común dentro del mundo de Arduino.

[pic 2]

Ilustración 2 DS18B20

El DS18B20 puede medir temperaturas entre -55ºC y 125ºC, tiene errores debido a factores externos, al ruido inherente en los circuitos eléctricos y alteraciones en el medio físico.

1. Desarrollo de la práctica

En este experimento se van a requerir las siguientes cosas para poder hacer las mediciones de temperatura del agua y poder saber mediante una comparación de gráficas cuál de los dos termistores es mucho más eficiente.

Tabla 1 Materiales

Al tener todo lo necesario procederemos a hacer las conexiones para que el LM35 funcione, el pin 1 VCC se conecta al voltaje positivo de la fuente (5V), el 2  OUT se conecta al positivo del multímetro (para medir voltajes) y el 3 GND es tierra común, se conecta el voltaje negativo de la fuente y del multímetro.

[pic 3]

Ilustración 3 Circuito para la medición con el LM35

Se hicieron también las debidas conexiones para el sensado con el DS18B20, como se muestra en la ilustración 4 y el circuito una vez armado queda como la ilustración 5.

Ilustración 4 Diagrama de conexiones con el DS18B20[pic 4]

Ilustración 5 Circuito para la medición con el DS18B20

Así pues se hizo el programa en Arduino para que el termistor DS18B20 pueda leer los datos, en nuestro caso el programa que se usó es el de la ilustración 6.

[pic 5]

Ilustración 6 Código en Arduino para recibir valores de DS18B20

Nos disponemos a hervir el agua y por consiguiente introducir los termistores como se ve en la ilustración 7 teniendo cuidado de no meter las terminales en el agua ya que este puede hacer corto circuito, teniendo esto en cuenta se empiezan a hacer las mediciones.

[pic 6][pic 7]

Ilustración 7 Calentado de agua y sensores

1. Resultados experimentales

A continuación, se muestran algunas imágenes con los valores de voltaje que se obtuvieron del LM35 en el multímetro.

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Ilustración 8 Voltaje con LM35

[pic 9]

Ilustración 9 Voltaje con LM35

[pic 10]

Ilustración 10 Voltaje con LM35

En la siguiente imagen se muestra uno de los momentos en el que programa daba la temperatura del sensor digital.

[pic 11]

Ilustración 11 Resultados en monitor serial de arduino

A continuación, se muestra una tabla de las comparaciones de cada uno de los termistores.

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