ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITODEPARTAMENTO DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA INGENIERÍA MECATRÓNICA Instrumentación Mecatrónica INFORME DE PROYECTO David Rodríguez Juan Chimarro Mariela Villamarín Julio Jironza TEMA: Acondicionamiento de un sensor RTD 2013-10-22 1. Tema: Acondicionamiento de un Sensor RTD PT100 2. Objetivos: Objetivo General: Acondicionar una Sensor RTD tipo PT100 con la finalidad de que sus valores de voltajes sean ingresados de forma análoga en un PIC y mostrados en un LCD en forma digital Objetivos Específicos: 3. Aplicar la teoría de acondicionamiento de un Sensor RTD. Aplicar conocimientos previos de circuitos de amplificadores operacionales tales como un convertidor de voltaje a corriente, convertidor de corriente a voltaje, amplificador, y un divisor de tensión. Dimensionar los elementos apropiados para el acondicionamiento de un Sensor RTD PT100. Marco Teórico: Un RTD (del inglés: resistance temperature detector) es un detector de temperatura resistivo, es decir, un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. Su símbolo es el siguiente, en el que se indica una variación lineal con coeficiente de temperatura positivo. Fig1. Símbolo RTD Al calentarse un metal habrá una mayor agitación térmica, dispersándose más los electrones y reduciéndose su velocidad media, aumentando la resistencia. A mayor temperatura, mayor agitación, y mayor resistencia. La variación de la resistencia puede ser expresada de manera polinómica. Por lo general, la variación es bastante lineal en márgenes amplios de temperatura. RTD: General Dispositivo de medición, basado en los trabajos del físico Williams Siemens Metales (conductores) exhiben un relación de proporcionalidad directa entre la resistencia eléctrica v/s T°. A mayor T° mayor resistencia y viceversa. Al aumentar la temperatura aumenta la agitación térmica. Se reduce el espacio físico para el desplazamiento. Se reduce su velocidad media. Aumenta la resistencia al aumentar T°. RTD => coeficiente de temperatura positivo. Materiales de fabricación más utilizados: Oro (Au), Plata (Ag), Cobre (Cu), Níquel (Ni), Platino (Pt), Tungsteno. El Oro plata se utilizan raramente debido a su baja resistividad y alto costo. El tungsteno tiene alta resistividad pero es muy frágil. Pero para altas temperaturas es bastante usado. Se prefieren Níquel y Platino estos materiales por: Están disponibles en forma prácticamente pura, comparados con otros metales, Relación resistencia v/s temperatura predecible y estable, ofrecen la posibilidad de fabricación en forma de alambre muy delgado. De estos tres materiales: Pt más usado en RTD Mejor relación R v/s T° Estabilidad en el tiempo RTD IDEAL: Alta sensibilidad. Relación lineal entre resistencia y temperatura. Mantener sus características estables en el tiempo. RTD: Fabricación Tipo “alambre enrollado”: RTD industriales Tipo “Película delgada”: Circuitos integrados Generalmente se encapsulan en materiales cerámicos y/o vidrio (substrato), para protegerlos de daño, vibraciones, golpes, etc. Además la RTD-encapsulado cerámico, se puede alojar en carcazas metálica (pozos/termowells/vainas), para adaptarse a la instalación a diferentes equipos industriales. Fig2. Partes del RTD d=1/Rt es el coeficiente de disipación térmica) de la RTD. La resistencia térmica Rt se suele expresar en ºC/W y permite calcular el error por autocalentamiento aplicando la siguiente expresión: Posibilidad de deformaciones mecánicas. Comparados con la termocupla RTD pasiva (se necesita energía externa para medir su R).Fig3. Ejemplos de encapsulados RTD Características Rango de aplicación de –200 a 850°C. Estas variaciones producen cambios en la resistencia RTD Ejemplos de Aplicaciones Medida de temperaturas: Se pueden hacer medidas tanto del ambiente como en líquidos Alarma/control de llama piloto: Mientras la llama está encendida la RTD tendrá un valor. RTD Factores a considerar No se podrán medir temperaturas próximas al pto. Un dato proporcionado por los fabricantes que se debe tener en cuenta es la denominada resistencia térmica (Rt. Instalación en estanques. En los RTD es preciso minimizar el error por autocalentamiento limitando la corriente que inyecta en el sensor el circuito de acondicionamiento. de fusión del conductor Evitar autocalentamientos provocados por el circuito de medida. Chimeneas RTD Resumiendo . cañerías. Autocalentamiento (efecto joule). Respuesta dinámica más lenta de la RTD (mayor masa). en cuanto se apague su resistencia disminuirá y se puede activar una alarma de aviso. sobre todo en el caso del platino. las superan especialmente en aplicaciones de bajas temperaturas. es decir dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (vaina). Ventajas de un PT100 Por otra parte los Pt100 siendo levemente más costosos y mecánicamente no tan rígidos como las termocuplas. Consiste en un alambre de platino que a 0 °C tiene 100 ohm y que al aumentar la temperatura aumenta su resistencia eléctrica. . El incremento de la resistencia no es lineal pero si creciente y característico del platino de tal forma que mediante tablas es posible encontrar la temperatura exacta a la que corresponde. Los Pt100 pueden fácilmente entregar precisiones de una décima de grado con la ventaja que la Pt100 no se descompone gradualmente entregando lecturas erróneas. (-100 a 200 °). Más caros que otros transductores de temperatura. con lo cual el dispositivo medidor detecta inmediatamente la falla del sensor y da aviso. si no que normalmente se abre. Temperatura vs. Normalmente las Pt100 industriales se consiguen encapsuladas en la misma forma que las termocuplas. Resistencia Un Pt100 es un tipo particular de RTD (Dispositivo Termo Resistivo). Fig4. Gran exactitud en la medida. Autocalentamiento (debido a su conexionado y forma de operar). Posible presencia de deformaciones mecánicas. Además la Pt100 puede ser colocada a cierta distancia del medidor sin mayor problema (hasta unos 30 metros) utilizando cable de cobre convencional para hacer la extensión. ¿Qué es un PT100? Un Pt100 es un sensor de temperatura. Este comportamiento es una gran ventaja en usos como cámaras frigoríficas donde una desviación no detectada de la temperatura podría producir algún daño grave.Ventajas Linealidad en un amplio margen de temperaturas. en un extremo está el elemento sensible (alambre de platino) y en el otro está el terminal eléctrico de los cables protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal). Desventajas Mucha inercia (elevado tiempo de respuesta). Sensibilidad hasta 10 veces mayor que los termopares. Operan a altas temperaturas. Errores debido a los cables de contacto. El lector medirá el total R (t)+Rc1+Rc2 en vez de R (t).7+1.7 ohm. En este caso las resistencias de los cables Rc1 y Rc2 que unen la Pt100 al instrumento se suman generando un error inevitable. Conexión de un PT100 de 2 hilos Por ejemplo si la temperatura es 90°C. Figura6. los 4 cables pueden ser distintos (distinta resistencia) pero el instrumento lector es más costoso. Lo único que se puede hacer es usar cable lo más grueso posible para disminuir la resistencia de Rc1 y Rc2 y así disminuir el error en la lectura. entonces R (t) = 134. La resistencia de este cable es 0. Por ejemplo si se usa este cable para medir una resistencia a 15 metros de distancia. Fig5. cada uno de ellos requiere un instrumento lector distinto. . Con dos hilos El modo más sencillo de conexión (pero menos recomendado) es con solo dos cables.0193 ohm por metro. Con 4 hilos El método de 4 hilos es el más preciso de todos. Un cable común razonablemente grueso sería uno de diámetro equivalente a 18 AWG.2 ohm y la lectura del instrumento será 96 °C.2 = 137.5°C en la lectura. pero si el cable Rc1 tiene 1.579 ohm lo que inducirá un error de 1. Por supuesto el lector de temperatura debe ser para este tipo de conexión.3 ohm y el Rc2 tiene 1.0193 = 0. Con 3 hilos El modo de conexión de 3 hilos es el más común y resuelve bastante bien el problema de error generado por los cables. la resistencia total de los cables será 15*2*0.3+1.Conexión de un PT100 Existen 3 modos de conexión para las Pt100. El objetivo es determinar exactamente la resistencia eléctrica R (t) del elemento sensor de platino sin que influya en la lectura la resistencia de los cables Rc. Conexión del PT100 con 3 hilos El único requisito es que los tres cables tengan la misma resistencia eléctrica pues el sistema de medición se basa (casi siempre) en el "puente de Wheatstone".2 ohm entonces la resistencia medida será 134. se debe hacer pasar una cierta corriente I por el elemento sensor de modo de poder medir su resistencia. Valores típicos del error producido en un Pt100 son del orden de 0.05°C con la misma Pt100 en agua.1 mA a 2 mA dependiendo del modelo y marca del equipo. Por ejemplo es mayor cuando se mide temperatura en el aire que cuando se la mide en el agua. Conexión del PT100 con 4 hilos Por los cables 1 y 4 se hace circular una corriente I conocida a través de R (t) provocando una diferencia de potencial V en los extremos de R (t). La potencia de autocalentamiento depende del cuadrado de la corriente de excitación.5°C por miliwatt generado cuando la Pt100 está en aire sin circular y 0.Fig7. . Finalmente el instrumento obtiene R (t) al dividir V medido entre la corriente I conocida. mucho menor será el efecto. luego mientras menor sea esta corriente. Un problema que puede ocurrir es que la "corriente de excitación" genere por efecto Joule (P=I*I*R) un calentamiento del elemento sensor aumentando su temperatura y produciendo así un error en la lectura. Esta corriente I llamada "corriente de excitación" la suministra el instrumento lector y es del orden de 0. Autocalentamiento y corriente de excitación Cualquiera que sea el método de conexión. Este problema es más pronunciado mientras más pequeña sea la Pt100 (menor capacidad de disipación del calor generado) y a la vez mientras se esté midiendo en un medio menos conductor de calor. Los cables 2 y 4 están conectados a la entrada de un voltímetro de alta impedancia luego por estos cables no circula corriente y por lo tanto la caída de potencial en los cables Rc2 y Rc3 será cero (dV=Ic*Rc=0*Rc=0) y el voltímetro medirá exactamente el voltaje V en los extremos del elemento R(t). TABLA DE PT100 . Tabla del PT100 .Tabla1. Divisor de Voltaje AMPLIFICADOR NO INVERSOR La señal de entrada Vi se aplica al terminal no inversor del Amplificador Operacional La señal de salida Vo está en fase con la entrada.( R 1+ R 2) Sustituyendo el valor de I1: Vo= (R 1+ R 2) . Fig9.Divisor de Voltaje Fig8. Vi R1 La ganancia en tensión ∆ v= Vo (R 1+ R 2) = Vi R1 ( ∆ v ) viene determinada . Amplificador no Inversor Si observamos el circuito determinamos I 1=I 2 I 1= Vi Ri V o=I 1. Flash) -Voltajes de operación (desde 2. Hasta 6v) -Frecuencia de operación (Hasta 20 MHz) Fig10.De lo que se deduce que no se puede conseguir ∆ v=1 R 3=R 1/¿ R 2 Familia del PIC16F877 El microcontrolador PIC16F877 de Microchip pertenece a una gran familia de microcontroladores de 8 bits (bus de datos) que tienen las siguientes características generales que los distinguen de otras familias: -Arquitectura Harvard -Tecnología RISC -Tecnología CMOS Estas características se conjugan para lograr un dispositivo altamente eficiente en el uso de la memoria de datos y programa y por lo tanto en la velocidad de ejecución Variantes principales Los microcontroladores que produce Microchip cubren un amplio rango de dispositivos cuyas características pueden variar: -Empaquetado (desde 8 patitas hasta 68 patitas) -Tecnología de la memoria incluida (EPROM. ya que utiliza cantidades muy pequeñas de energía eléctrica. A menudo se utiliza en dispositivos electrónicos de pilas.5 v. Partes del PIC 16F877A LCD (liquid crystal display) Una pantalla de cristal líquido o LCD (sigla del inglés liquid crystal display) es una pantalla delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o reflectora. ROM. . y dos filtros de polarización. La dirección de la alineación de cristal líquido se define por la dirección de frotación. Cuando se aplica un voltaje a través de los electrodos. Este tratamiento suele ser normalmente aplicable en una fina capa de polímero que es unidireccionalmente frotada utilizando. Debido a que el material es de cristal líquido birrefringente. LCD 4. Lista de Materiales N° 1 2 Materiales Amplificador Operacional U741 RTD PT100 WZP cantidad 3 1 Precio de c/u $ 0.Características Cada píxel de un LCD típicamente consiste de una capa de moléculas alineadas entre dos electrodos transparentes. o retorcida. las moléculas de cristal líquido en el centro de la capa son casi completamente desenrolladas y la polarización de la luz incidente no es rotada ya que pasa a través de la capa de cristal líquido. Esto reduce la rotación de la polarización de la luz incidente. La mitad de la luz incidente es absorbida por el primer filtro polarizante. constituyéndose los diferentes tonos de gris. lo que le permite pasar por el segundo filtro polarizado. y por eso será bloqueada y el pixel aparecerá negro. En un dispositivo twisted nematic.5 8. la luz que pasa por el primer filtro sería bloqueada por el segundo (cruzando) polarizador. por ejemplo. un paño. Esta luz será principalmente polarizada perpendicular al segundo filtro. la orientación de las moléculas de cristal líquido está determinada por la adaptación a las superficies. Sin cristal líquido entre el filtro polarizante. la luz se puede permitir pasar a través de distintas cantidades.5 Precio total 1. TN (uno de los dispositivos más comunes entre los de cristal líquido). Fig11.5 . las direcciones de alineación de la superficie de los dos electrodos son perpendiculares entre sí. una fuerza de giro orienta las moléculas de cristal líquido paralelas al campo eléctrico. Por el control de la tensión aplicada a través de la capa de cristal líquido en cada píxel. Si la tensión aplicada es lo suficientemente grande. pero por lo demás todo el montaje es transparente. los ejes de transmisión de cada uno que están (en la mayoría de los casos) perpendiculares entre sí. que distorsiona la estructura helicoidal (esto se puede resistir gracias a las fuerzas elásticas desde que las moléculas están limitadas a las superficies).5 8. La superficie de los electrodos que están en contacto con los materiales de cristal líquido es tratada a fin de ajustar las moléculas de cristal líquido en una dirección en particular. y el dispositivo aparece gris. la luz que pasa a través de un filtro polarizante se gira por la hélice de cristal líquido que pasa a través de la capa de cristal líquido. y así se organizan las moléculas en una estructura helicoidal. Antes de la aplicación de un campo eléctrico. 5 0.7kΩ Resistencia 510Ω Resistencia 1KΩ Resistencia 300Ω Resistencia 2.2KΩ Resistencia 1.25 0.2 31.2 Cálculos a. Divisor de Voltaje b.2 TOTAL 6 5 0.3 0.1 5.6 0.7 1 0.2 0.25 0.3 0. LCD 2X16 1m de cable UTP Pulsador PIC 16F877A Cristal 4MHz capacitor 2. Para realizar los cálculos partimos de un divisor de voltaje: Fig12.5KΩ Resistencia 320Ω 1 10 1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 2 1 1 1 6 0.1 5.3 0.2 0.25 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5.2uF Capacitores 22pF Diodo Zener Potenciómetro 1KΩ Resistencia 4.7 1 0.25 0.15 0. El siguiente paso es amplificar la señal con un amplificador no inversor.2 0. con un Vo=4V: .4 0.2 0. Fig13. R 3=1 kΩ (Asumida) Entonces: Remplazando en la Ec.(1) R 1= R 2∗R 3 R 2−R 3 Ec.6 kΩ−1 kΩ c.2 kΩ 1. (2) obtenemos: R 1= (1 kΩ )∗(1. Amplificador no Inversor Dado que: Vo= Vi∗R 2 R3 Ec.5V ∗R 2 entonces : R 2=1.5V . La siguiente etapa de acondicionamiento consiste en convertir el Voltaje a corriente.66 kΩ ≈ 2.6 kΩ≈ 1. (1) obtenemos: 4V = 2. .6 k ) entonces : R 1=2.5 kΩ 1 kΩ Remplazando en la Ec. Vo=4 V .(2) Dónde: Vi=2. IL=−12 mA .(4) Dónde: Vi=4 V .3Ω 80 m que . Convertidor de Voltaje a Corriente Dado que: R 1=R 2 IL= Ec. (5) obtenemos: −12 mA = −4 V entonces : R 4=333. (4) obtenemos: R 3=R 4 entonces : R3=300 Ω Nota: la corriente IL=−12 mA posee una resistencia de es la que va a recorrer todo el cable de Rc=21.Fig14. R 1=510 Ω (Asumida) Entonces: Remplazando en la Ec.(3) R 3=R 4 −Vi R4 Ec. (3) obtenemos: R 1=R 2 entonces: R 2=510Ω Remplazando en la Ec.33 Ω ≈ 300Ω R4 Remplazando en la Ec.(5) Ec. 33Ω ≈ 320 Ω Nota: Al final de la etapa de acondicionamiento se colocara un diodo Zener de 5V para que no sobrepase ese voltaje ya que podríamos causar daños al micro controlador.d. Ii=−12 mA Entonces: Remplazando en la Ec. . para lo cual. convertimos una señal analógica (Voltaje) en una digital (Temperatura-Voltaje). (6) Dónde: Vo=4 V . Esta es la etapa final del acondicionamiento utilizamos un convertidor de corriente a voltaje: Fig15. 6. Etapa digital Lo que se busca en ésta etapa es representar la señal obtenida del sensor PT-100 en digital. Convertidor de Corriente a Voltaje Dado que: Vo=−RL∗Ii Ec. (6) obtenemos: 4 V =−RL∗(−12 mA ) entonces : RL=333. Cabe recalcar que para el correcto funcionamiento del PIC se debe hacer uso de un oscilador (Cristal). RTC. en cualquier caso siempre debe haber uno definido como principal mediante la inclusión de la llamada main (). capacitores y una configuración de RESET como se muestra en la siguiente imagen. Pin16=GND). Etapa de conversión corriente-voltaje y PIC Como se mencionó anteriormente para la conversión de un valor analógico a un digital se hace uso del PIC 16F877A. Señal Digitalizada Transformación Corriente-Voltaje Señal Fig16. I2C. etc. Programas o Funciones: Conjunto de instrucciones. (Pin15=Vcc. EEPROM RS232. el cual debe ser programado para su funcionamiento. El oscilador de éste circuito es de 4MHz. USB. Se debe considerar que dentro de una programación se debe considerar la siguiente estructura: Directivas de Procesado: Controlan la conversión del programa a código máquina por parte del compilador. (Los microcontroladores PIC tienen conversores Análogo-Digitales multicanales de 10 bits). Programación del PIC 16F877A. Instrucciones: Indican cómo se debe comportar el PIC en todo momento. Puede haber uno o varios. Además suministra los controladores (drivers) para diversos dispositivos como LCD.C el cual es una poderosa herramienta de desarrollo para microcontroladores PIC. convertidores AD. Proporciona la solución más fácil al cliente para las aplicaciones en vías de desarrollo para sistemas embebidos. Utilizamos el software PIC. . El dispositivo que nos permitirá visualizar la conversión analógica a digital es una LCD 2x16 que aparte de ser conectada al PIC debe ser polarizada para emitir la imagen.Para llevar a cabo dicho procedimiento nos valemos del uso del PIC 16F877A que consta con puertos de entrada/salida de datos y un puerto de conversor Análogo-Digital mismo que permite el muestreo de señales analógicas y el procesamiento digital dentro del microcontrolador. c) Activación de fusibles del micro de HS (High Speed) y NOWDT (Sin Watch Dog Timer) d) El cristal que se va a utilizar: (clock=4000000) e) La LCD que trabaja por default en el puerto D A B C D E Fig17. Descripción del Programa PT-100 Siguiendo con la estructura anterior nuestro programa inicia con la declaración de las librerías. . Comentarios: Permiten describir lo que significa cada sentencia del programa. Para nuestra programación utilizamos variables del tipo Int16 para la lectura del dato y Float que serán nuestras variables. activando: a) Que reconozca nuestro modelo de PIC b) El conversor Análogo-Digital: Se configura el conversor a 10 bits ya que el conversor del micro es de 10 bits y divide los 5V que entran al PIC en 1023 partes. Librerías utilizadas en el Programa para el PIC Declaramos la función void main () dentro de él estarán todas las instrucciones que va a realizar nuestro PIC 16F877A. Declaración de la Función Elegimos ése tipo de variable ya que nos permiten tener un Entero de 16 bits y valores del punto flotante respectivamente como lo muestre la siguiente tabla. Fig18. Inicialización del LCD y lectura del puerto AN0 Siguiendo con las estructura del programa entramos a un bucle infinito while (1) { } que nos ayuda a que toda la programación que se encuentre dentro de ésta función se repita infinitamente. Dentro del bucle infinito: a) Se lee el valor que se encuentra en el PIN AN0 b) Aplicamos la fórmula que nos transforma el valor leído a voltaje c) Comentado tenemos el valor del ADC. Fig19. es decir.Tabla2. d) Impresión del voltaje en LCD e) Un delay de 300ms: en un segundo toma 3 veces la lectura f) Aplicamos la fórmula que nos transforma el valor leído a temperatura g) Impresión de temperatura en LCD A . Tipo de Datos Se procede leer la variable ingresada al PIC en el puerto AN0. en la LCD se visualizará el valor en bits que presenta la entrada analógica en ése momento. se activa el reloj interno del conversor Análogo-Digital y se inicializa la LCD. al quitar el comentario. Partes del Bucle infinito Como conclusión se tiene el siguiente programa compilado: .B C D E F G Fig20. 70 3.54 119.59 3.93 3.81 2.24 127.04 3. Programa Compilado Tabla de Datos Experimentales Por medio del uso de la siguiente tabla se obtiene las ecuaciones que ayudarán a transformar la señal analógica a un valor digital como lo es el Voltaje y la Temperatura en la LCD.48 3.22 88.79 111.9 Voltaje ADC 2.15 3.4 123.7 138.24 4.34 667 688 708 729 750 770 791 811 832 .18 92.13 4.5 3.25 84. Temperatur a -50 -40 -30 -20 -10 0 10 Resistenci a 80.25 3.89 134.02 4.7 2.67 115.07 100 103.Fig21.91 4.07 130.37 518 540 562 583 604 624 646 20 30 40 50 60 70 80 90 100 107.81 3.13 96. 5 f(x) = 0.48x .01x . ADC y = TEMPERATURA .45 852 Tabla3.29 4.5 2 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 ADC Fig22.58 80 60 TEMPERATURA 40 20 0 -20500 550 600 650 700 750 800 850 900 -40 -60 ADC Fig23.02 4 VOLTAJE 3. x = ADC 120 100 f(x) = 0. Tendencia lineal de Temperatura VS. x = ADC 5 4.299.0.110 142.5 3 2. ADC .Ddatos que proporcionan la conversión de señal Analógica a Digital GRAFICAS DE TENDENCIA y = VOLTAJE . Tendencia lineal de Voltaje VS. Circuito de acondicionamiento: Fig24.7. Simulación del Circuito de Acondicionamiento . Simulaciones a. b. Simulación de la Visualización de los Datos c. Presentación o visualización del dato Fig25. Simulación del circuito completo . Simulación del Circuito Completo .Fig26. 05 40.07 30.92 4.83 -18.71 0.2 49.11 19.23 0.79 1.98 1.46 3.25 3.91 4.99 0.01 4.06 20.66 19.77 89.35 2.72 99.62 19.91 -10.77 19.80 3.55 0.97 19.92 19.07 20.41 2.87 69.29 2.47 0.45 110 - - 4.02 19.01 4.08 4.18 3.93 -30 2.10 20.52 .1144 3.64 3.36 3.29 1.01 19.54 2.27 3.83 3.25 0.34 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3.13 2.25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3.09 10.01 - 10.13 70.37 3.09 10.81 -40 2.47 3.47 3.8.52 Tabla4.23 1.18 3.07 30.05 20. Análisis de Resultados Validación de Resultados TEÓRICO SIMULACIÓN PRÁCTICO VOLTAJ TEMPERATU VOLTAJ TEMPERATU VOLTAJ TEMPERATU E RA E RA E RA 2.71 2.04 -20 2. Validación de Resultados - ERRORES TEÓRICO SIMULACIÓN ERROR ABSOLUTO VOLTAJ TEMPERATU VOLTAJ TEMPERATU VOLTAJ TEMPERATU E RA E RA E RA 2.47 3.64 3.10 20.7 -50 2.57 3.99 0.82 19.23 2.77 89.52 0.73 3.53 110 4.04 0.92 59.72 99.16 1.87 69.41 1.27 3.19 129.02 4.81 -40 2.67 109.45 3.19 129.90 4.82 79.85 2.92 59.69 3.57 0.46 3.62 119.02 19.13 4.15 -10 3.58 3.98 29.37 3.93 -30 2.11 - - 3.57 3.92 4.72 19.04 -20 2.87 19.83 3.91 -10.57 1.01 1.55 3.02 21.85 20.24 4.60 1.83 -18.07 2.67 19.11 0.37 3.62 119.82 79.95 60.02 39.77 2.73 1.81 3.55 3.97 3.7 -50 2.70 3.71 -30.97 49.02 39.59 3.48 3.71 -30.97 49.69 2.67 109.73 3.15 -10 3.55 3. TEÓRICO PRÁCTICO ERROR ABSOLUTO . 08 - 3. El PIC tiene una entrada máxima de voltaje de 5 voltios. Para que la señal no tenga muchas pérdidas se realiza primero la etapa de amplificación de la señal que proviene del PT-100 y luego realizamos una etapa de conversión de voltaje a corriente.05 40.29 1.47 3.05 0.95 60. Errores - - - ANÁLISIS DE RESULTADOS Los cálculos de errores realizados en las tablas previas son errores absolutos en los que podemos observar que el error absoluto entre los valores teóricos y la simulación son bastante elevados debido a que el programa con el que se encuentra el PIC de la simulación es el programa con el que está quemado el PIC de la vida real.53 110 4. luego que la señal cruza por todo el cable se vuelve a convertir la señal a voltaje con un convertidor corriente-voltaje para que así la señal este correctamente acondicionada antes de su ingreso al microcontrolador.20 -0.77 1.92 3.12 1.60 - 0. Conclusiones y Recomendaciones Conclusiones: Al realizar el acondicionamiento de señal. .2 49.69 2. y es por tal motivo que los errores presentados entre la los valores teóricos y los reales son menores.29 2.33 10.08 2.24 3.23 4.11 -0.13 70.81 2.85 2.90 4.95 0.13 0.63 2.02 -0.VOLTAJE 2.41 2.01 1.03 TEMPERATUR A - VOLTAJ E - TEMPERATUR A - 3. por lo que se colocó un diodo Zener de 5 voltios. para los casos de bajas y altas temperaturas respectivamente 9.15 -10 3.25 0.97 3.25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3.12 4.11 19.13 2.58 3.57 1.80 2.94 1. Luego de realizar las mediciones con el PT-100 se demostró que su funcionamiento es muy parecido a un sensor lineal. asegurando así la entrada máxima de 5 voltios hacia el PIC. primero se intentó acondicionar el sensor con un puente de Wheatstone pero este mostró mucha inestabilidad por lo que se tomó la decisión de utilizar un divisor de tensión cuyo acondicionamiento es más fácil que el puente de Wheatstone.04 TEMPERATUR A -50 -40 -30 -20 VOLTAJ E 2.93 3.44 Tabla6.14 - 3.36 3.01 4.46 2.80 3.98 29.7 2. Los valores obtenidos en la parte práctica están dentro del rango mostrado en la tabla ya que es difícil realizar una medición en la que podamos obtener el cero absoluto en temperatura o incluso menores al cero absoluto.69 2. Éste ensayo es realizado ingresando el sensor PT-100 en agua con hielos y con agua caliente.73 1.69 3. no debe sobrepasar los niveles de corriente máxima de 25mA por cada pin del micro ya sea para salida o para entrada.rbb.google. Para la alimentación del PIC se debe procurar utilizar un regulador de 5V 7805 y no un adaptador de pared. su operación.arian.png&h=0&w=0&sz=1&tbnid=Mf8yRlrrrWj1OM&tbnh=163&tbnw=30 9&zoom=1&docid=piTKKNnOoMkUCM&ei=fjhkUuyCCKnC4AOr5oAY&ved=0CAI QsCU RTD y características http://es. instalación y tablas. El PIC al ser poco consumidor de corriente.cl/doc/12697042/92301_INSTRUMENTACION_Y_AUTOMATIZA CION/Cap3_2Temperatura.usm.wikipedia. Hay que recordar que el PIC es de tecnología CMOS. Bibliografía LCD http://www.org/wiki/RTD Pt100.m.cl/downloads/nt-004.wikipedia.com.pdf 11. quiere decir que consume muy poca corriente pero a la vez es susceptible a daños por estática. Anexos .Recomendaciones: Es recomendable hacer una tabla comparativa del voltaje que tiene el sistema a cierta temperatura para así poder realizar los rangos adecuados en el PIC y se puedan mostrar los valores correctos en la pantalla. http://www.ec/imgres?imgurl=&imgrefurl=http%3A%2F %2Fes.org%2Fwiki%2FArchivo %3ALcd_16x2.pdf Clases de RTD http://pad. 10. Fig27. Circuito Físico Armado final CUADRO COMPARATIVO EXPERIMENTAL Temperatura (Termómetro Voltaje (Multímetro) Temperatura – Voltaje . Cuadro comparativo .Análogo) (LCD) TEMP = 10 ºC TEMP = 24 ºC Fig28.