Control de temperatura y humedad de un minisauna

TEMA:
Control de temperatura y humedad de una mini sauna utilizando LABVIEW
OBJETIVO GENERAL:
Monitorear la temperatura y humedad de un mini sauna utilizando un HMI para conocer
en tiempo real estas variables, además, activar una alarma cuando la temperatura se
vuelva peligrosa.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:


Acondicionar una termocupla tipo J para monitorear la temperatura de la mini
saunausando un amplificador de instrumentación.



Utilizar un sensor de temperatura LM35 usando un amplificador operacional,
para obtener la temperatura ambiente y compensar el error de la junta fría de la
termocupla.



Acondicionar un sensor de humedad HS1101 para obtener una salida en
frecuencia para obtener el valor de humedad en el HMI.



Crear un programa en LABVIEW paraconvertir las respuestas de los sensores
en sus respectivos equivalentes de variables físicas para que sean mostrados en
la pantalla del HMI.



Realizar la adquisición de las señales de los sensores en LABVIEW utilizando
una tarjeta arduino uno para que sean procesadas y para realizar el control de la
alarma.

Marco Teórico:

SAUNA

Es un baño de vapor o sudoración que se realiza en unrecinto a muy alta temperatura.
Dependiendo de la humedad relativa dentro del recinto la sauna puede ser húmeda o
seca. La sauna húmeda, donde la temperatura no supera los 70 °C. La sauna seca, con
temperaturas entre los 80º y 90 °C y una humedad mínima, nunca superior al 20%.
(Wikipedia, 2014)

TERMOCUPLA

Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente.Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo que
es generalmente soldado. Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un
voltaje muy pequeño (efecto Seebeck) del orden de los milivoltios el cual aumenta con
la temperatura.
Por ejemplo, una termocupla tipo J está hecha con un alambre de hierro y otro de
constatan (aleación de cobre ynickel)
Al colocar la unión de estos metales a 750 °C, debe aparecer en los extremos 42.2
milivoltios. (Martínez & Azuaga)

Figura 1: Termocupla tipo J
TIPOS

Existen una infinidad de tipos de termocuplas, en la tabla aparecen algunas de las más
comunes, pero casi el 90% de las termocuplas utilizadas son del tipo J o del tipo K.

Figura 2: Tipos de termocuplas

USOS TÍPICOS

Lastermocuplas tipo J se usan principalmente en la industria del plástico, goma
(extrusión e inyección) y fundición de metales a bajas temperaturas (Zamac, Aluminio).

LINEALIZACIÓN

La dependencia entre el voltaje entregado por la termocupla y la temperatura no es
lineal (no es una recta), es deber del instrumento electrónico destinado a mostrar la
lectura, efectuar la linealización, es decir tomar elvoltaje y conociendo el tipo de
termocupla, ver en tablas internas a que temperatura corresponde este voltaje

Figura 3: Linealidad de las termocuplas J, K, T, R, S, B

COMPENSACIÓN DE CERO

El principal inconveniente de las termocuplas es su necesidad de la compensación de
cero. Esto se debe a que en algún punto, habrá que empalmar los cables de la
termocupla con un conductor normal decobre.
En ese punto se producirán dos nuevas termocuplas con el cobre como metal para
ambas, generando cada una un voltaje proporcional a la temperatura de ambiente (Ta)
en el punto del empalme (Martínez & Azuaga)

Figura 4: Compensación de la junta parásita

Antiguamente se solucionaba este problema colocando los empalmes en un baño de
hielo a cero grados para que generen cero voltaje(Ta= 0 y luego V (Ta) = 0).
Actualmente todos los instrumentos modernos miden la temperatura en ese punto
(mediante un sensor de temperatura adicional) y la suman para crear la compensación y
obtener así la temperatura real.

SENSOR DE HUMEDAD HS1101

Basados en una única célula capacitiva, estos sensores de humedad relativa están
diseñados para grandes volúmenes y aplicaciones de bajo...