Control de Temperatura Con PIC

5/5/2018 Control de Temperatura Con PIC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/control-de-temperatura-con-pic 1/13

CONTROLADOR DE TEMPERATURA

Realizado por:

Sabina Manzano RodríguezJosé Tomás Medina LuqueJuan Seguí Moreno



INTRODUCCIÓN.

El controlador de temperatura o termostato nos permite mantener la temperatura en unrango previamente seleccionado. Ésto es útil en el uso de climatizadores, cuando sedesea mantener la temperatura de una sala para un ambiente suave. Conseguiríamos

fácilmente que cuando llegue a una mínima temperatura el climazitador caliente ycuando llegue a una máxima enfrie. Con este fin nos decidimos a construir dicha placa.Para este cometido pondremos en marcha un largo proceso en el que aparecen diversastareas: Diseñar, enrutar, insolar, taladrar, soldar y programar. Fotos de la placa:

Frontal

Trasera



Descripción del Funcionamiento.

Nuestra placa es un termostato que, por lo tanto, nos controla la temperatura para que semantenga entre dos límites previamente fijados o que podremos variar mediante unospulsadores.

Esta placa tiene actualmente muchas posibilidades relacionadas con la temperatura y suvariación, ya que es de gran utilidad poder mantener una temperatura en todo tipo deaparatos electrónicos para evitar ciertos peligros por exceso de calor o fallos debidos aun exceso de frio.

• Para ello hacemos uso de un sensor:o En este caso un sensor LM35 que se encargará de detectar la

temperatura.• Y de dos relés:

o Uno de ellos se encargará de enfriar cuando la temperatura llegue allímite máximo establecido.

o El otro se encargará de calentar cuando la temperatura llegue al mínimoestablecido.

A través de un programa y mediante un conector RJ11 nos encargamos de que la placacumpla su cometido y que, además, se pueda reprogramar una vez fabricada. Es decir,que no se limite siempre en las mismas temperaturas sino que en un momento dadopodamos cambiarlo a nuestro gusto, tanto el límite superior como el inferior. Estocomplica bastante la programación pero nos da lugar a un termostato mucho másversátil.

Ejemplo de Funcionamiento

La placa podría funcionar en el interior de cualquier aparato electrónico, dándole mayorseguridad. Un ejemplo válido de funcionamiento sería en una estufa eléctrica, en la quequeramos mantener una temperatura entre 20 y 25 grados, sin llegar a salir en ningunmomento de este margen. El termostato nos garantiza una temperatura totalmentepersonalizada y no simplemente calor, como hacen muchas estufas convencionales.



EXPLICACIÓN TEÓRICA.

La placa recibe alimentación de la fuente a través de los conectores banana con unatensión de 12 v, que luego el regulador de tensión L7805 repartirá entre los diferentescomponentes. En caso de que la alimentación sea correcta se encenderá un LED verde

puesto para tal efecto.El sensor LM35DZ, capta la temperatura ambiental y el amplificador operacionalLM358n hace corresponder a cada grado de temperatura 5 voltios. Esta informaciónpasa al PIC, el obtiene la información captada por el sensor.Por otro lado, el cristal con sus dos condensadores de desacoplo, le indica al PIC que lafrecuencia a la que habrá que trabajar será de 4 Mhz, lo cual nos condicionará incluso elprograma.Ahora llegamos a la zona importante de la placa, el PIC, que es el que controla,mediante el programa, todas las funciones que le hayamos introducido al programa.Para comenzar debemos estudiar el PIC y según nuestro diseño distinguir entre entradasy salidas. Por supuesto, hay que saber las diferentes zonas del mismo según lanumeración de sus puertos. Por ello, lo primero que haremos será activar dos pines enconcreto el D4 y C7 que corresponden a las decenas y las unidades de la temperaturacaptada. El PIC, además almacenará dos temperaturas umbrales previamente definidaspor nosotros, que indicarán la temperatura máxima permitida así como la mínima, demanera que al llegar a una de estas el PIC nos llevará a un circuito o a otro.Por su parte, el display nos marcará en todo momento la temperatura a la que nosencontramos, leyendo la información obtenida directamente del PIC y ajustada según elsensor.Hay dos circuitos diferentes, el de refrigeración y el de calefacción. Al llegar a una delas temperaturas umbrales activamos uno de los dos circuitos:

- Si la temperatura es baja, activamos el circuito de calefacción el cual activaráun LED rojo (simulando calor) y el relé conectado a esta parte del circuitodará corriente permitiendo la conexión de una estufa.- Si la temperatura es alta, activamos el circuito de refrigeración, el cualactivará un LED verde y el relé conectado a esta parte del circuito darácorriente permitiendo la conexión de un ventilador.



Desarrollo y fases del proyecto.

Diseñar

Como primer objetivo, había que pensar lo que queriamos hacer. A partir de ahí yahabía que buscar un diseño por internet de lo que queríamos realizar más o menos. Unavez hecho esto ya podíamos empezar con Orcad, en este caso con Capture, para preparartodas las conexiones y componentes de la placa. Luego intentar utilizar los mínimoscomponentes posibles para que la placa funcione, hasta aquí todo bien. Yposteriormente, asociar un footprint a los componentes para poderlo pasar todo a OrcadLayout para su posterior enrutado.

Enrutar

Enrutar es, seguramente una de las partes más importantes de la placa. Ordenaradecuadamente los componentes así como conseguir optimizar el diseño, ocupando losespacios libres y reduciendo el tamaño es bastante costoso, pero no imposible.

Lo cierto es que al principio costó, pero al final encontramos la manera, juntarcomponentes por zonas, esto es, todos los elementos que corresponden a una mismaparte de la placa agruparlos (la fuente de alimentación, los reles, etc). Así conseguimostener varias zonas pequeñas bien colocadas y a partir de ahí intentar juntar esas zonaspara formar un "todo". Después de enrutar todo varias veces al final conseguimos undiseño digno de insolar en cuanto a tamaño y colocación de componentes (pese a contarcon algún que otro puente).

Insolar

Esta tarea fue cosa de los técnicos del laboratorio.

Soldar

No ha sido tan gran problema el tema de soldar, salvo en algunos casos en que las pistasestaban muy juntas y había peligro de cortocircuito. Pero en general, fuímos cogiendopráctica y el trabajo fue fluyendo por si solo.

Conseguimos lograr una mejor soldadura calentanto las patas de los componentes enlugar de calentar directamente el estaño con el soldador. De esta forma quedaba todomucho más limpio de cara a la presentación

A la hora de soldar el mayor problema fue soldar el sensor, por que las pistas están muycerca una de la otra, para esta tarea nos ayudo, Ximo, técnico de laboratorio deelectrónica de la EPSA, para el resto no tuvimos mayor problemas, que los derivados

por la inexperiencia con el soldador, algunas soldaduras frías, pero todo se ha idosolucionando con el tiempo.



Programar

El programa ya fue otro mundo, fue cambiar el chip y olvidarse de la placa como algofísico y pensar en ella como "un aparato que hace algo". Bueno, con ayuda de los

manuales de la asignatura empezamos a entender lo que había que hacer, a separar lasentradas de las salidas en el PIC, a insertar bucles en el código... así nuestra placaempezaba a hacer algo ya. Luego solo era cuestión de ir optimizando el código paraconseguir lo que queríamos.Finalmente conseguimos que fuera nuestra placa, como termostato y como termómetro,pero fue inútil la programación de los pulsadores. Los cuales habíamos pensado queservirían para poder cambiar los márgenes entre los que oscilaría la temperatura, pero alfinal no funcionaron. Y como conclusión, hay que dejar claro que aunque la placa no hallegado a funcionar completamente, cumple con creces la función de termostato y, porlo tanto, podría ser utilizada en la vida real.



DISEÑO.Aquí mostramos las diferentes partes de la placa tanto en Orcad Capture como en OrcadLayout

ORCAD CAPTURE- Display

- Fuente



- LEDs

- PIC



- Programador

- Pulsadores

- Relés

- Sensor



Componentes y FootPrint asociado.

A continuación mostramos la relación de componentes utilizados.

Id en Capture Valor Footprint

RESISTENCIAS

R1,R26,R27 1KR1W4/L.400/P.80/D.0.8

R2 4K7R1W4/L.400/P.80/D.0.8

R3,R4,R5,R23 100R1W4/L.400/P.80/D.0.8

R6,R7,R24,R25,R28,R29,R30 1.2KR1W4/L.400/P.80/D.0.8

R8,R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17,R18,R19,R20,R21

220 R1W4/L.400/P.80/D.0.8

R22 390kR1W4/L.400/P.80/D.0.8

CONDENSADORES

C1 470 uF/35VCAP/D.400/L.200/P.100

C2 330nFCAP/300X100/L.200/P.80

C3,C4,C7,C8 100nF CAP/300X100/L.200/P.80

C5,C6 15 pFCAP/300X100/L.200/P.80

DIODOSD1 1N4004 DO-41/L.400/P.100

D2,D5,D7,D8,D9,D10 ONLEDLED5MM/P.70/D.0.8

D3 1N4148 DO-35/L.300/P.70D4,D6 1N4007 DO-41/L.400/P.100

TRANSISTORESQ1,Q2,Q3,Q4 CB639 TO92 (F)-2

CONECTORES

tipo banana JumperCON BANANA5MM

tipo banana Jumper2CON BANANA5MM

DC 12con.alimentación. Jumper3 DC 12V

CIRCUITOS INTEGRADOSRegulador de tensión (7805) U1 LM7805 TO220V_1



LM35/DZ Sensor de Temperatura U2 LM35/TO TO-92A

Amplificador Operacional(KA358) U3 KA358DIP.100/8/W.300/L.400

PIC 16F877 U4 PIC16F877 40DIP600/P.60X100

DISPLAYDisplay cátodo común Disp_Cat_Com SX-56

PROGRAMADOR

con. RJ11 con 6 patasCONNECTORRJ11-6

RJ11-6

RESETJP1 RESET JUMPER 2X1

RELÉS

OMRON RELAY_SPDT_1A

RELE_NEGRO

PULSADORES

SW1,SW2,SW3WPUSHBUTTON-SPST

SWITCH

CRISTALY1 4MHz CRISTAL_HC49

TORNILLOS

TORNILLOSSEPARADORHEXAGONAL

SEP. HEXAGONAL



ENLACES DE REFERENCIA.

• Páginas que nos han sido de referencia:

o Farnell: http://es.farnell.com o Microchip: http://www.microchip.com o OrCAD: http://www.orcad.com

• Páginas de la universidad:

o Universidad Politécnica de Valencia: http://www.upv.es o Escuela Politécnica Superior de Alcoy: http://www.epsa.upv.es o Departamento de Ingeniería Electrónica: http://server-die.alc.upv.es



AUTORES DEL TRABAJO.

Este trabajo ha sido realizado para las asignaturas de SED, LSED y SAD de laespecialidad ITT Telemática de la Universidad Politécnica de Valencia por:

Sabina ManzanoRodríguez

Jose Tomás MedinaLuque

Juan Seguí Moreno

Web creada y diseñada por: Juan Seguí Moreno

Documents

Control de Temperatura Con PIC