Diego Luis Aristizábal R., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Fïsica Universidad Nacional de Colombia Carlos Alberto Ramírez M., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Fïsica Universidad Nacional de Colombia

Roberto Fabián Retrepo A., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Fïsica Universidad Nacional de Colombia Esteban González V., Ing. Físico Asistente Técnico Escuela de Fïsica Universidad Nacional de Colombia

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PhysicsSensor

Sonda de Temperatura –LM35Descripción En este manual se describen los pasos necesarios para la construcción de una sonda de temperatura fabricada con electrónica análoga de bajo costo, que acoplada al PC a través de una tarjeta de adquisición de datos como ARDUINO, permite la lectura de temperatura con muy alta exactitud, precisión y con una apreciación de 0.1 °C en el rango de –15 °C a 150 ° C, figura 1. Figura 1

Materiales Ver figura 2 Cantidad

Descripción

Costos

1

Sensor de temperatura LM35.

US$ 1,50

1

Diodo de Germanio, referencia 1N60

US$ 0,20

1 1

Cable USB con conector macho en uno de sus extremos, de 1.5m de largo . Resistencia de 18Komh a ¼ de W Termoencogible de 2 y 5 mm. Pegante de secado rápido (comúnmente conocido como “Pega loca”) Multímetro Elementos para hacer soldaduras con estaño.

US$ 1,50

Sensor LM35

Cable USB

Diodo de Germanio 1N60 Figura 2

Termoencogible

US$ 0,20

US$ 0,50

Multímetro

Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Escuela de Física, Sede Medellín

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Sonda de Temperatura –LM35Procedimiento 

Cortar el extremo del cable USB de forma que el conector Tipo A macho sea el que quede con el cable.

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Pelar unos 5 cm del cable. Dentro de éste se encontrarán 4 cables de menor calibre, normalmente de colores rojo, negro, blanco (o azul) y verde, aunque algunas veces puede no ser así.

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Pelar cada uno de los cables, mas o menos ½ cm para cada uno de ellos.

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Es necesario utilizar el multímetro para saber a qué cable corresponde cada uno de los contactos del conector USB, figura 3 a, ya que se va a seguir la convención para las conexiones mostradas en la figura 4.

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Como sensor se va a usar un circuito integrado LM35, el cual cambia su voltaje de salida (linealmente y proporcional) de acuerdo con el nivel de temperatura al que esté sometido (10 mV por cada grado centígrado). Para saber cómo se debe conectar cada una de las terminales del sensor se recurre a la hoja de datos proporcionada por el fabricante, según la cual las conexiones se deben hacer como las que se muestran en la figura 4.

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Las terminales del sensor se deben soldar al cable USB, al diodo y a la ressitencia como se muestra en la figura 4.

(a)

(b)

Figura 3: (a) Estándar elegido para trabajar con el cable USB. (b) Conexiones de cada una de las terminales del sensor LM35.

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PhysicsSensor

Sonda de Temperatura –LM35-

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En el esquema de la figura 4 se muestra como se debe poner el termoencogible de 2 mm sobre cada uno de los cables que se van a soldar, para evitar posibles cortos circuitos. Se observa que se deben cubrir totalmente las terminales del sensor LM35. Como su nombre lo indica el termoencogible se encoge al calentarlo, así que para que se adhiera a los cables lo mejor es acercar la llama de una candela por unos breves instantes

Figura 4: Construcción e impermeabilización de la sonda.

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A continuación cubrir con el termoencogible de 5 mm toda la zona que tiene cables expuestos, incluyendo una pequeña parte del sensor LM35 hasta llegar al cable USB y cubrirlo ½ de cm, figura 4. De nuevo se utiliza la llama de una candela para que el termoencogible se adhiera a los cables hasta asegurar que no se deje ningún espacio por donde pueda pasar el agua .

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Para asegurar la impermeabilidad de la sonda se debe aplicar pegante de secado rápido en los extremos donde limita el termoencogible con el sensor y con el cable. Si se desea se pueden agregar más “capas” de termoencogible para darle más rigidez a la sonda. Como producto final se obtendrá una sonda como la que se ilustra en la figura 1

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La sonda se acoplará al PC a través de la tarjeta de adquisición de datos ARDUINO por una de sus entradas análogas, figura 5. Para desplegar en el PC las medidas de temperatura se podrá emplear el paquete PhysicsSensor: este software se diseñó bajo el concepto de Instrumentación Virtual, es de libre uso y es propiedad de la Universidad Nacional de Colombia.

Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Escuela de Física, Sede Medellín

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Sonda de Temperatura –LM35-

ARDUINO

ARDUINO

Figura 5

Escuela de Física Correo: [email protected] Profesor Diego Luis Aristizábal R Correo: [email protected]