Temperatura

Diseño de una Plataforma de Medida de Luz y Temperatura (Enero 2011)

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Diseño de una Plataforma de Medida de Luz y Temperatura
(Enero 2011)
Iván López Espejo
El presente documento recoge el desarrollo de una plataforma de instrumentación para la medida de temperatura e iluminación
ambiental, la cual se fundamenta en el uso del microcontrolador PIC16F876 de Microchip. Las medidas semuestran a través de un
LCD.

I. DESARROLLO

E

así que para la resistencia máxima de la LDR (mínima
iluminación), imponemos una tensión de salida de 0V.

N ESTE punto vamos a tratar cómo se llegó hasta la
solución obtenida en el laboratorio.

Fig. 2. Transductor de luz.

Fijamos otra restricción al imponer una tensión de salida
máxima de 5V con máxima iluminación (en este casoaproximamos la resistencia de la LDR por 0 ).

Fig. 1. Montaje experimental.

Para comenzar, la figura anterior muestra un esquemático con
el montaje experimental que finalmente fue implementado.
A. Sensor de iluminación
La señal procedente del sensor de iluminación es
introducida por la patilla A0 del microcontrolador. Para poder
realizar una medición adecuada, debemos ajustar la señalprocedente del sensor LDR (Light Dependent Resistance) en
el intervalo de 0V a 5V, aprovechando así el rango del
convertidor A/D del microcontrolador.
Para lograr este ajuste, partimos del esquemático de
transducción de luminosidad de la figura 2. La fuente de
corriente constante se encarga de la polarización del elemento
sensor de luminosidad. Sabiendo que para máxima
iluminación la LDR poseeuna resistencia de 360 , así como
una de 150k para mínima iluminación, diseñamos las
resistencias de la fuente de corriente. Como ya hemos dicho,
deseamos aprovechar todo el rango del convertidor del PIC,

Fig. 3. Esquemático de la fuente de corriente.

Asumiendo el modelo ideal del amplificador operacional, y
dado que tenemos 5V procedentes de la referencia de tensión
en la entrada noinversora del mismo, tendremos otros 5V en
la entrada inversora del LM358N de nuestro transductor de
luz. En consecuencia, la fuente habrá de proporcionar una
corriente de valor

Diseño de una Plataforma de Medida de Luz y Temperatura (Enero 2011)

‫ܫ‬ி௨௘௡௧௘ =

ܸି − ܸ
5ܸ − 0ܸ
௢
=
= 0.033݉‫.ܣ‬
ܴ௅஽ோ
150݇Ω

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proporcione una corriente suficiente para la alimentación del
resto dedispositivos.

A partir de la referencia de tensión que impone el LM385Z1.2, podemos calcular el valor de la resistencia RS2 en función
de la corriente deseada, de la forma,
ܴௌଶ =

1.23ܸ
1.23ܸ
=
= 36.9݇Ω.
‫ܫ‬ி௨௘௡௧௘ 0.033݉‫ܣ‬

El potenciómetro (P) se incluye para un ajuste fino, ya que no
existe una resistencia comercial del valor calculado para RS2.
En la implementación final,únicamente se situó el
potenciómetro, ajustando previamente su valor al obtenido del
diseño.
De otro lado, la resistencia RS1 se estableció a 100k tras
consultar en la hoja de características de la referencia de
tensión usada para la fuente de corriente.
Es importante notar que es imprescindible aportar dichos
5V en la entrada no inversora del operacional del transductor,
pues, si queremos unarelación lineal entre la resistencia dada
por la LDR y la tensión a la entrada del convertidor del
microcontrolador, necesitaremos dichos 5V para que el
sistema funcione con un valor de corriente constante
proporcionado por la fuente. En caso de seguir queriendo
obtener a la entrada del convertidor del PIC un valor en el
intervalo de 0V a 5V de dependencia lineal con la resistencia
de la LDR yutilizando otra tensión de referencia en la entrada
no inversora del operacional, precisaríamos de una fuente de
corriente variable y dependiente del valor de resistencia de la
LDR en cada instante, lo que es una complicación innecesaria.

Fig. 4. Referencia de tensión de 5V.

La referencia de tensión de 5V se obtiene a partir del uso
del dispositivo LM4040. Este dispositivo encapsula un...