Sonda para subsuelo

Obtención de datos de campo.
Para obtener una información que pueda respaldar este proyecto, así como datos propios y de locales en donde suponemos una probable instalación hemos recurrido a sacar nuestras propias mediciones de temperatura de subsuelo.
Para hacer esto hemos ideado sondas que penetran aproximadamente 2 m bajo el nivel del suelo. Estas sondas consisten en un sensor LM 35, con sucorrespondiente etapa de filtrado de posibles “ruidos” electrónicos, conductores y una pequeña caja de conexión. Complementan a la sonda una fuente de alimentación y un instrumento de medición (voltímetro).
La Sonda
La sonda propiamente dicha consiste en el sensor de temperatura conectado a un capacitor 0,1 µF. Este capacitor actúa como filtro de posibles ruidos, muy necesario cuando se trabajancon tensiones y corrientes tan pequeñas. Ambos están conectados a conductores de alta calidad típicamente utilizados en trabajos de electrónica y transmisión de señales. Estos conductores están a su vez conectados, dentro de una pequeña caja de conexión, a unos terminales utilizados para la alimentación y medición. Se esquematiza a continuación el circuito:

Esquema del circuito de la sonda demedición

Sonda completamente armada y lista para su colocación

Imagen de la sonda colocada

Con el fin de brindar protección mecánica al conjunto, así como de los agentes naturales (humedad y tierra) colocamos el sensor en una cápsula de aluminio. Este conjunto fue sellado con una resina epóxica.
Los conductores se hicieron pasar a través de un caño de pvc de 1/2” que a la vez de brindarprotección hizo más fácil la manipulación del sistema.

Conjunto “cápsula” y caño que hacen la sonda

Sonda ya colocada con caja de medición y alimentación
Sensor LM35: Es un termistor, está compuesto por un semiconductor que varía su resistencia eléctrica en función de la temperatura. Los termistores están fabricados con óxidos de zinc, cobalto, ó níquel; y su comportamiento sigue una rampalineal. Funciona directamente (Temperatura-resistencia; PTC).
El C.I. LM35 es un circuito integrado de precisión que actúa como un sensor de temperatura calibrado directamente en grados centígrados, con una precisión calibrada de 1ºC y un rango que abarca desde -55º a +150ºC.
Su tensión de salida es lineal y proporcional a la escala Celsius de temperatura; 10mV/ºC, por lo tanto:
• +1500mV =150ºC
• +250mV = 25ºC
• -550mV = -55ºC
El sensor utilizado se presenta en el encapsulado to-92 de igual forma que un típico transistor con 3 patas, dos de ellas para alimentarlo y la tercera nos entrega un valor de tensión proporcional a la temperatura medida por el dispositivo. Con el LM35 sobre la mesa las patillas hacia nosotros y las letras del encapsulado hacia arriba tenemos que de izquierdaa derecha los pines son: VCC - Vout - GND. Este sensor al operar con una diferencia de potencial tan pequeña está muy expuesto a sufrir ruido, por lo que una etapa de filtrado es muy apropiada.

El LM35 no requiere de circuitos adicionales para su calibración externa cuando se desea obtener una precisión del orden de 1/4 ºC a la temperatura ambiente, y 3/4 ºC en un rango de temperatura desde 55a 150 ºC. Consideramos que este grado de precisión es suficiente para la aplicación.

La Fuente
La fuente de alimentación consiste en una batería de 9 V, a efectos de facilitar su transporte, un regulador de tensión L78L05, un capacitor electrolítico de 100 µF para filtrado de ruidos y los conductores y terminales que permiten las conexiones. Todo esto dentro de una pequeña caja conexiones. Seesquematiza a continuación el circuito de medición:

Esquema del circuito de alimentación

Fuente de alimentación

Reguladores de tensión 78xx: Los reguladores lineales de tensión, también llamados reguladores de voltaje, son circuitos integrados diseñados para entregar una tensión constante y estable.
Estos dispositivos están presentes en la gran mayoría de fuentes de alimentación, pues...