1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUÍA

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1 1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUÍA Nombre de la guía: Practica final Código de la guía (No.): 3 Taller(es) o Laboratorio(s) aplicable(s): M-110 Tiempo de trabajo práctico estimado: Asignatura(s) aplicable(s): 10 horas Sistemas de Adquisición de Datos Programa(s) Académico(s) / Facultad(es): Tecnología electrónica COMPETENCIAS CONTENIDO TEMÁTICO INDICADOR DE LOGRO Desarrollar sistemas de adquisición de datos, desde la medición electrónica, el acondicionamiento de señales, el tratamiento digital de la información y el registro e indicación en procesos industriales Recopilación de todos los contenidos del curso Diseña un sistema de adquisición de datos de acuerdo a los requerimientos. 2. OBJETIVOS Adquirir habilidades en el acondicionamiento de señales Comprender el proceso de adquisicón de una señal análoga Familiarizarse con el trabajo en LabView Diseñar una interfaz de usuario

2 3. FUNDAMENTO TEÓRICO 3.1 PT 100 La PT100 es un sensor de temperatura que varía su resistencia con el cambio de la temperatura, Está compuesta de platino, que posee la característica de que a 0ºC su resistencia eléctrica es 100 Ω, además la relación entre el cambio de temperatura y la resistencia es casi lineal. Figura 1. Pt 100. El cambio en la resistencia con la temperatura es bastante pequeño y será necesario utilizar algún circuito de acondicionamiento para hacer que este sensor no entregue un voltaje proporcional a la temperatura. Comúnmente, puede usarse un puente de Wheatstone, combinado con un amplificador de instrumentación. 3.2 LM35 El lm 35 es un sensor que entrega un voltaje que depende de la temperatura de forma lineal según una relación 10mV/ C. Su funcionamiento es sencillo, simplemente debe alimentarse y él entregará un voltaje proporcional a la temperatura en grados centígrados.

3 Figura 2. LM35 El voltaje entregado por el sensor es relativamente pequeño (del orden de los mv). Por este motivo, en sus aplicaciones normales del lm 35, este voltaje se suele amplificar, es decir, se utiliza un circuito que multiplica el voltaje por un factor para trabajar con niveles de voltaje más grandes (puede usarse un amplificador no inversor). 3.3 LM335 El LM335 es un sensor de temperatura integrado, que opera como un Zener cuya tensión de ruptura es proporcional a la temperatura en la forma 10 mv/k. Cuando se calibra a 25 C el LM335 tiene un error típico menor a 1 C en un rango de 100 C. A diferencia de otros sensores el LM335 tiene una salida prácticamente lineal. Puede utilizarse en prácticamente cualquier aplicación que necesite medir Temperatura entre 55 C y +150 C. Es similar en su uso y apariencia al LM35, con la diferencia de entregar la lectura en grados kelvin en lugar de centígrados Figura 3. LM PROCEDIMIENTO O METODOLOGÍA PARA EL DESARROLLO Durante la realización de esta práctica el estudiante debe familiarizarse con el uso de tres sensores de temperatura: el LM 335, el LM35 y la PT100, así como de los circuitos de acondicionamiento necesarios para su correcto funcionamiento. Adicionalmente, debe comprender los aspectos básicos del trabajo con Labview y consolidar habilidades para la lectura de voltajes análogos usando Arduino y puerto serial.

4 Para esta práctica el estudiante deberá utilizar los tres sensores, acondicionarlos, adquirir la información generada a través de los puertos análogos de un arduino y enviar la información a Labview, donde será visualizada y comparada. Se espera que, dado que los tres son sensores de temperatura, entreguen medidas muy similares ante las mismas condiciones ambientales. El rango en el que se desea medir temperatura es entre 0 C y 150 C. Los tres sensores deben ser acondicionados para entregar un voltaje entre 0V y 5V para una temperatura entre 0 C y 150 C El sistema completo tendrá la siguiente estructura: LM335 CIRCUITO DE ACONDICIONAMIENTO PT100 CIRCUITO DE ACONDICIONAMIENTO ARDUINO INTERFAZ DE VISUALIZACIÓN EN LABVIEW LM35 CIRCUITO DE ACONDICIONAMIENTO En la interfaz de LabView debe tenerse: Figura 3. Esquema del sistema completo Visualización de las tres mediciones Alarma de temperatura alta cuando la temperatura sobrepase los 80 C. Alerta de fallo de sensor si uno de los sensores se aleja mucho de la medición de los otros sensores. Guadado de datos en un archivo de Excel. Para esto siga los siguientes pasos:

5 Determine el circuito necesario para acondicionar la pt100 de tal forma que pueda medir una temperatura entre 0 C y 150 C (el circuito debe entregar un voltaje entre 0 y 5V, para que pueda ser leído por arduino). Monte el circuito consultado y compruebe su funcionamiento. Para comprobarlo caliente la pt100 con un cautín o una candela y verifique que el voltaje aumente con el aumento de la temperatura según los esperado (0 a 5V en un rango de 0 C a 150 C) Programe el arduino para leer el voltaje análogo y enviar por serial el valor de la temperatura (para esto debe hallar la ecuación que relaciona temperatura con voltaje). Determine el circuito necesario para acondicionar el lm35 de tal forma que pueda medir una temperatura entre 0 C y 150 C (el circuito debe entregar un voltaje entre 0 y 5V, para que pueda ser leído por arduino). Monte el circuito consultado y compruebe su funcionamiento. Para comprobarlo caliente el LM35 con un cautín o una candela y verifique que el voltaje aumente con el aumento de la temperatura según los esperado (0 a 5V en un rango de 0 C a 150 C) Determine el circuito necesario para acondicionar el lm335 de tal forma que pueda medir una temperatura entre 0 C y 150 C (el circuito debe entregar un voltaje entre 0 y 5V, para que pueda ser leído por arduino). Monte el circuito consultado y compruebe su funcionamiento. Para comprobarlo caliente el LM335 con un cautín o una candela y verifique que el voltaje aumente con el aumento de la temperatura según los esperado (0 a 5V en un rango de 0 C a 150 C) Diseñe un programa en labview que permita tomar la información enviada por el arduino (teniendo en cuenta que son dos variables) desplegarla de forma gráfica la información en indicadores y en gráficas en el tiempo. Programe también el funcionamiento de las alarmas y la posibilidad de guardado de datos en Excel. 5. PARÁMETROS PARA ELABORACIÓN DEL INFORME Para esta práctica no debe realizarse informe. Debe mostrarse al profesor el funcionamiento del sistema completo. El profesor realizará preguntas a los estudiantes sobre el sistema. La calificación será en base al funcionamiento de todo el sistema,la claridad y usabilidad de la interfaz de usuario y a las respuestas a las preguntas. La calificación del funcionamiento será grupal, la calificación de sustentación será individual.

6 6. BIBLIOGRAFÍA Coughlin, R. F., & Driscoll, F. F. (1999). Amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales. Pearson Educación. SEDRA, Adel S. y SMITH, Kenneth C. Microelectronics circuits. The oxford series in electrical and computer engineering. 1284p. Elaborado por: Marcela Vallejo Revisado por: Versión: V1.0 Fecha: 20 septiembre de 2017