Universidad Nacional de Ingeniera

Facultad de Electrotecnia y Computacin

Sistemas de Medicin

Elaborado por:

Levi Dan Sandoval Leiva Carnet: 2009-30216

Profesor:

Ing. lvaro Gaitn

Tema:

Medidor de temperatura con pic16f877a y sensor lm35 con visualizacin en 7

segmentos y conexin RS232

II-Resumen del Proyecto

La medicin de temperatura del ambiente por lo general es un asunto de los

termmetros de mercurio, ya sea hospitales u/o afines, el problema con este

mtodo es su visualizacin, por ejemplo si quisiramos ver la temperatura

ambiente en un termmetro de mercurio en nuestro hogar hay que ir hasta donde

el esta y observar detalladamente para lograr distinguir la temperatura medida.

En este trabajo disearemos un termmetro digital el cual sea ms fcil de

visualizar en pantallas de LED de 7 segmentos.

En el resto del documento vamos a describir el proceso de diseo de dicho

termmetro, sus elementos y su forma de funcionamiento.

Antecedentes

En principio es importante mencionar que aqu en la UNI ha habido proyectos de

curso que bsicamente son el mismo, es decir la construccin de un termmetro

digital, pero a diferencia de nuestro termmetro, estos fueron realizados con

pantallas LCD LM016, donde el costo de estas pantallas es elevado y adems su

visualizacin en entornos muy iluminados es dificultosa.

Justificacin

La principal razn por la cual hemos escogido la elaboracin de un termmetro

digital ha sido la manera en la que el costo de este puede disminuir

implementando una manera de visualizacin de la temperatura mejor y ms

barata.

Objetivo General

Disear un termmetro digital, usando un sensor de temperatura LM35, un

PIC16877A y pantallas LED de 7 segmentos para la visualizacin.

Objetivos Especficos

Realizar la programacin necesaria en el PIC para su correcto funcionamiento y

correlacin con las variables de entrada y salida.

Realizar el esquema de diseo del circuito en PROTEUS y realizar las

simulaciones necesarias para comprobar su correcto funcionamiento.

Crear un PCB del circuito para su futura implementacin.

Plan de Trabajo

Actividad #1

Hacer la programacin para el microcontrolador y simular su funcionamiento en

PROTEUS. Hacer la correcta programacin del microcontrolador es fundamental

para la realizacin de las dems actividades, usaremos el lenguaje de alto nivel

CCS y el programa PICC como compilador, para comprobar su funcionalidad

usaremos el programa PROTEUS en el cual simularemos como el PIC trabaja con

los dems componentes del circuito electrnico.

Actividad #2

Una vez realizada la actividad #1 sin inconvenientes y con los resultados

esperados procederemos a:

a) Programar el PIC 16f877A.

b) Montar el circuito completo en una tabla de nodos, igualmente como est el

diseo en las simulaciones realizadas anteriormente.

Actividad #3

Al haber comprobado su correcto funcionamiento procederemos a hacer la tarjeta

PCB para montar los componentes y finalizar el termmetro digital.

En esta etapa, ya con todos los componentes conseguidos y necesarios para el

termmetro, haremos la tarjeta del circuito, usando el software PCB WIZARD para

el diseo de las pistas, filminas para la impresin de las pistas sobre la tarjeta de

cobre y acido ntrico para la eliminar las partes de la tarjeta que no sean las pistas

donde irn fijados todos los componentes.

Introduccin

La temperatura es una variable fsica de muchsima importancia en todas las

partes del mundo, cada pas, cada ciudad e incluso cada hogar debera en

trminos bsicos y prcticos saber la temperatura del ambiente.

Esta practicidad adquiere mayor relevancia cuando hablamos de actividades

especificas ligadas al manejo intencionado de la temperatura en ambientes

cerrados, por ejemplo oficinas de trabajo, hoteles, centros de entretenimiento,

cines, etc. con aires acondicionados a determinada temperatura, se hace

indispensable conocer la temperatura ambiente para garantizar que haya un

ambiente cmodo y agradable para las personas dentro del lugar, o en otro caso

podra servir para monitorear la temperatura a la que se almacenan productos en

una bodega y asegurar su buen estado e integridad, etc.

Desarrollo

Para entrar de lleno al diseo del termmetro definiremos las caractersticas de

este y los elementos y/o componentes (valga la redundancia) necesarios para la

realizacin del mismo.

Caractersticas del termmetro digital

Rango de temperatura medible (-55 a 100) grados Celsius.

Entrada de voltaje de 115-125 voltios a 60 herz.

Voltaje DC de trabajo del circuito 5 Voltios.

Conexin RS232 serie para pc.

El sensor: Este elemento tiene la funcin de convertir la variable fsica en una

variable elctrica como voltaje o corriente.

En nuestro caso la variable fsica que mediremos ser temperatura, para ello

usaremos el sensor lm35.

Acondicionador: En este caso el acondicionamiento de la seal el sensor es

simplemente para lograr obtener una medicin de temperatura bajo cero ya que la

salida mxima del sensor es de 5 voltios los cuales son totalmente manejables por

el microcontrolador.

Procesador de variable: Tiene la funcin de estimar las medidas finales adquiridas

a travs de la variable acondicionada mediante clculos matemticos, etc. y

obtener una magnitud acertada de la variable fsica. Estos suelen ser circuitos o

sistemas ms complejos, que en la mayora de los casos necesitan ser

programados para tal funcin.

En nuestro caso el procesador de variable ser el microcontrolador, el cual

calculara mediante ecuaciones previamente programadas el valor real de

temperatura y tambin tendr la funcin de brindar las seales necesarias para las

pantallas de siete segmentos y es el que servir para la conexin RS232 con la

PC.

La programacin del microcontrolador fue hecha en lenguaje CCS de alto nivel, a

continuacin el mismo:

#include "16f877A.h" #DEVICE adc=10 // Convertidor-analgico digital del microcontrolador #include "MATH.H" #fuses XT,NOPROTECT,NOWDT // Directivas generales del pic #use delay (clock=4M) // Reloj a 4MHz #use rs232(baud=9600, xmit=pin_c6, rcv=pin_c7, bits=8, parity=N) // Conexion RS232 #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) #use fast_io(D) int32 vtemp, vd; int8 a, b, c; float temp; void prom(){ int8 prom; vd=0; vtemp=0; for(prom=0;prom

setup_adc(adc_clock_internal); // Reloj interno del conversor A/D output_b(0); output_c(0); output_d(0); delay_ms(100); while(true) { prom(); if(vtemp

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN2/VREF-/CVREF4

RA4/T0CKI/C1OUT6

RA5/AN4/SS/C2OUT7

RE0/AN5/RD8

RE1/AN6/WR9

RE2/AN7/CS10

OSC1/CLKIN13

OSC2/CLKOUT14

RC1/T1OSI/CCP216

RC2/CCP117

RC3/SCK/SCL18

RD0/PSP019

RD1/PSP120

RB7/PGD40

RB6/PGC39

RB538

RB437

RB3/PGM36

RB235

RB134

RB0/INT33

RD7/PSP730

RD6/PSP629

RD5/PSP528

RD4/PSP427

RD3/PSP322

RD2/PSP221

RC7/RX/DT26

RC6/TX/CK25

RC5/SDO24

RC4/SDI/SDA23

RA3/AN3/VREF+5

RC0/T1OSO/T1CKI15

MCLR/Vpp/THV1

U1

PIC16F877A

51.0

3

1

VOUT2

U2

LM35

A7

QA13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5

QF15

LT3

QG14

U3

74LS48

A7

QA13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5

QF15

LT3

QG14

U4

74LS48

A7

QA13

B1

QB12

C2

QC11

D6

QD10

BI/RBO4

QE9

RBI5

QF15

LT3

QG14

U5

74LS48

R1

1k

R2

1k

D11N4148

D21N4148

R310k

C1100nF

C2100nF

R410k

R510k

C3100nF

R6

1k

X1

CRYSTAL

C433pF

C533pF

D3

LED-BLUE

R7

100R8

100

R9

100

R10

100

RXD

RTS

TXD

CTS

Esquema total del circuito

El circuito se alimenta en su totalidad por 5 voltios DC, cuando se enciende

el LED indica que la temperatura medida est bajo 0 grados Celsius.

Listado de componentes: 1 LM 35 1 MIROCONTROLADOR 16F877A 1 CRISTAL OSCILADOR DE 4MHZ 2 CAPACITORES CERAMICOS DE 33 PF 1 FUENTE DC DE 5V 3 DISPLAY DE 7 SEGMENTOS DE CTODO COMN 3 TTL 74LS48 (CODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS) 2 DIODO 1N4148 3 RESISTENCIAS DE 10 K 3 RESISTENCIAS DE 1K 4 RESISTENCIAS DE 220 1 LED ROJO O AZUL 1 BOTN N/A (NORMALMENTE ABIERTO) 1 CABLE COM PARA LA CONEXIN SERIE

Detalle de los componentes

LM35

El LM35 es un sensor de temperatura con una precisin calibrada de 1C. Su

rango de medicin abarca desde -55C hasta 150C. La salida es lineal y cada

grado centgrado equivale a 10mV, por lo tanto:

150C = 1500mV

-55C = -550mV1

Sus caractersticas ms relevantes son:

Est calibrado directamente en grados Celsius.

La tensin de salida es proporcional a la temperatura.

Tiene una precisin garantizada de 0.5C a 25C.

Opera entre 4 y 30 voltios de alimentacin.

Baja impedancia de salida.

Baja corriente de alimentacin (60uA).

Bajo coste.

El microcontrolador

Los PIC16F87X forman una subfamilia de microcontroladores PIC (Peripheral

Interface Controller) de gama media de 8 bits, fabricados por Microchip

Technology Inc..

Cuentan con memoria de programa de tipo EEPROM Flash mejorada, lo que

permite programarlos fcilmente usando un dispositivo programador de PIC. Esta

caracterstica facilita sustancialmente el diseo de proyectos, minimizando el

tiempo empleado en programar los microcontroladores (C).

Para nuestro proyecto usaremos el modelo 16F877A

74LS48

Este es un circuito integrado basado en tecnologa TTL, este es un convertidoror

de cdigo BCD a 7 segmentos, y es necesario en nuestro caso para el uso de las

pantallas led.

Pantallas LED de 7 segmentos ctodo comn

Son pantallas a base de led las cuales muestran los nmeros del 0 al 9

dependiendo de las seales de entrada, usaremos tres de estas una para

decimales, una para la unidad y una para la decena.

Bibliografa

http://www.ozeros.com/foro/topic/854-guia-termometro-con-lm35/

http://es.wikipedia.org/wiki/LM35

Dataheet PIC16F877a, lm335, 74ls48.

Compilador CCS y simulador proteus para Microcontroladores PIC- Eduardo Garca Breijo