{"id":4268,"date":"2021-12-23T16:57:19","date_gmt":"2021-12-23T16:57:19","guid":{"rendered":"http:\/\/132.248.251.218\/wpArduino\/index.php\/modulo-7-segmentos\/visualizacion-de-numeros-copy-2\/"},"modified":"2023-12-15T01:08:36","modified_gmt":"2023-12-15T01:08:36","slug":"control-temperatura","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/practicas-con-dasa\/control-temperatura\/","title":{"rendered":"Sistema de control de temperatura ambiental"},"content":{"rendered":"\n

Pr\u00e1cticas con DASA<\/p>\n\n\n\n

\n
\n
\"\"\/<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
\n
T\u00edtulo de la pr\u00e1ctica:<\/td>Sistema de control de temperatura ambiental<\/td><\/tr>
Objetivo:<\/td>El alumno dise\u00f1ar\u00e1 un sistema electr\u00f3nico de control de temperatura con Arduino para mantener una habitaci\u00f3n con una temperatura m\u00e1xima espec\u00edfica.<\/td><\/tr>
Tiempo estimado:<\/td>100 minutos<\/td><\/tr>
Nivel de dificultad:<\/td>Intermedio<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
<\/div>\n\n\n

Introducci\u00f3n<\/span><\/h2>\n

La dom\u00f3tica \u201ces un conjunto de tecnolog\u00edas aplicadas al control y automatizaci\u00f3n inteligente de una vivienda, que permite el uso eficiente de la energ\u00eda, aporta seguridad y confort, adem\u00e1s de comunicaci\u00f3n entre el usuario y el sistema\u201d (CEDOM, 2017).<\/p>\n

Las principales funciones de un sistema dom\u00f3tico son:                             <\/p>\n

    \n
  1. Recolectar informaci\u00f3n en tiempo real de distintos fen\u00f3menos f\u00edsicos mediante el uso de sensores.<\/li>\n
  2. Procesar la informaci\u00f3n obtenida de manera autom\u00e1tica.<\/li>\n
  3. Controlar el funcionamiento de distintos dispositivos de salida (actuadores) para mantener las condiciones deseadas en la vivienda.<\/li>\n<\/ol>\n

    Una de las ventajas de la dom\u00f3tica es que nos permite el ahorro de energ\u00eda administrando eficientemente la iluminaci\u00f3n, climatizaci\u00f3n, uso del agua, etc., aprovechando mejor los recursos naturales y disminuyendo los gastos de una vivienda. Adem\u00e1s, mediante la monitorizaci\u00f3n de consumos, se obtiene la informaci\u00f3n necesaria para modificar h\u00e1bitos y aumentar el ahorro y la eficiencia.<\/p>\n

    En esta pr\u00e1ctica crear\u00e1s un sistema automatizado de control de temperatura que permita mantener la temperatura ambiental dentro de un rango deseado. Estos sistemas son ampliamente usados en el \u00e1mbito de la dom\u00f3tica.<\/p>\n\n\n

    \n
    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"dom\u00f3tica\"
    Figura 1 Dom\u00f3tica por M<\/a>ax Pixe<\/a>l<\/a><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Materiales<\/mark><\/h2>\n\n\n\n
    \n
    \"computadora\"
    Computadora<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
    \"tarjeta_arduino\"
    Tarjeta Arduino UNO<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
    \"Tarjeta-DASA\"
    DASA<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
    \"cable-usb\"
    Cable USB-AB<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
    \"ventilador\"
    Ventilador<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
    \"\"
    2 cables macho-macho<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
    \"\"
    Desarmador de punta plana<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
    \"\"<\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Programas<\/span><\/h4>\n

    Arduino IDE. Disponible en: https:\/\/www.arduino.cc\/en\/software<\/a><\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n\n
    \n

    Desarrollo<\/span><\/h2>\n

    Para el desarrollo de esta pr\u00e1ctica utilizaremos el sensor de temperatura LM35. Si a\u00fan no est\u00e1s familiarizado con el uso de este sensor te invitamos a que antes de continuar, revises la pr\u00e1ctica Medici\u00f3n de temperatura ambiental<\/a> para conocer sus caracter\u00edsticas y funcionamiento. Tambi\u00e9n haremos uso de un display LCD, si a\u00fan no conoces c\u00f3mo usarlo, es conveniente que revises la pr\u00e1ctica Impresi\u00f3n de informaci\u00f3n con un display LCD<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n\n

    Construcci\u00f3n del circuito electr\u00f3nico<\/span><\/h2>\n

    Vamos a comenzar a conectar los componentes electr\u00f3nicos que necesitamos para construir el sistema de control de temperatura.<\/p>\n

    <\/p>\n

    Conexi\u00f3n del ventilador al DASA<\/span><\/h4>\n

    Conecta el ventilador al DASA como se muestra en la Figura 2:<\/p>\n

      \n
    1. Toma un cable jumper.<\/li>\n
    2. Conecta uno de sus extremos a la tierra del ventilador (cable negro).<\/li>\n
    3. Ubica en el DASA la conexi\u00f3n M- del motor DC.<\/li>\n
    4. Utiliza el desarmador para aflojar el tornillo del boque de conexi\u00f3n M- del motor DC del DASA, introduce el otro extremo del cable jumper y vuelve a usar el desarmador para apretar el tornillo.<\/li>\n
    5. Toma el otro cable jumper.<\/li>\n
    6. Conecta uno de sus extremos a la corriente del ventilador (cable rojo).<\/li>\n
    7. Ubica en el DASA la conexi\u00f3n M+ del motor DC.<\/li>\n
    8. Utiliza el desarmador para aflojar el tornillo del conexi\u00f3n M+ del motor DC del DASA, introduce el otro extremo del cable jumper y vuelve a usar el desarmador para apretar el tornillo.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
      <\/div>\n\n\n
      \n
      \"\"
      Figura 2 Conexi\u00f3n del ventilador al bloque de terminales del motor DC del DASA<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
      <\/div>\n\n\n\n

      Conexi\u00f3n del DASA a la tarjeta Arduino UNO<\/span><\/h4>\n

      Conecta el DASA la tarjeta Arduino UNO como se muestra en la Figura 3. Aseg\u00farate que todos los pines se introduzcan completamente en los conectores de la tarjeta Arduino correspondientes.<\/p>\n\n\n\n

      <\/div>\n\n\n
      \n
      \"\"
      Figura 3 Conexi\u00f3n del DASA a la tarjeta Arduino UNO<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
      <\/div>\n\n\n\n

      Nota: si no tienes un DASA, puedes construir el circuito electr\u00f3nico mostrado en la Figura 4, o bien, utilizar la herramienta de simulaci\u00f3n de circuitos electr\u00f3nicos de Arduino<\/em> de Tinkercad.<\/em> Considera que en Tinkercad no existe el componente ventilador, pero puedes sustituirlo por un Motor de CC.<\/p>\n\n\n\n

      <\/div>\n\n\n\n
      \"circuito-control-temperatura\"\/
      Figura 4 Diagrama esquem\u00e1tico del circuito electr\u00f3nico de control de temperatura<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
      <\/div>\n\n\n\n

      Programaci\u00f3n del circuito electr\u00f3nico<\/span><\/h2>\n

      El procedimiento que debemos seguir para mantener la temperatura menor o igual al umbral es el siguiente:<\/span><\/p>\n

        \n
      1. Lectura del valor registrado por el sensor de temperatura.<\/span><\/li>\n
      2. C\u00e1lculo de la temperatura ambiental en grados cent\u00edgrados.<\/li>\n
      3. Evaluar si la temperatura excede el umbral establecido.<\/span><\/li>\n
      4. Encender o apagar el ventilador dependiendo de la temperatura registrada.<\/li>\n<\/ol>\n

        Esto se realiza utilizando la estructura de control de decisi\u00f3n if-then-else. Primero se eval\u00faa la condici\u00f3n temp > umbral, si el resultado es verdadero, el ventilador se enciende con la instrucci\u00f3n digitalWrite(PIN_VENTILADOR, HIGH) y si el resultado es falso, el ventilador se apaga con la instrucci\u00f3n digitalWrite(PIN_VENTILADOR, LOW).<\/span><\/p>\n\n\n\n

        <\/div>\n\n\n\n

        Codificaci\u00f3n del programa de Arduino<\/span><\/h4>\n

        A continuaci\u00f3n se presenta el programa del circuito electr\u00f3nico de temperatura:<\/p>\n

        \/* Control de temperatura
        * Programa que mantiene la temperatura ambiental menor o igual a un umbral establecido.
        * Si la temperatura excede el umbral, se encender\u00e1 un ventilador el tiempo necesario
        * hasta que la temperatura baje.
        * NOTA: El sensor est\u00e1 conectado al pin A3 y el ventilador al pin 3
        * UNAM 2022
        *\/

        \/\/ Biblioteca para el uso del display LCD
        #include<\/span> <LiquidCrystal<\/span>.h>

        \/\/ Definici\u00f3n de los pines de comunicaci\u00f3n con el display LCD
        \/\/ lcd(RS, E, D4, D5, D6 D7);
        LiquidCrystal<\/span> lcd(13, 12, 11, 10, 9, 8);

        \/\/ Declaraci\u00f3n de la constante PIN_SENSOR con el valor del pin al que est\u00e1 conectado el sensor de temperatura
        const int <\/span>PIN_SENSOR = 3;

        \/\/ Declaraci\u00f3n de la constante PIN_VENTILADOR con el valor del pin al que est\u00e1 conectado el ventilador
        const int<\/span> PIN_VENTILADOR = 3;

        \/\/ Declaraci\u00f3n de la constante UMBRAL que almacena el valor m\u00e1ximo de temperatura
        const float<\/span> UMBRAL = 23.0;

        \/\/Declaraci\u00f3n de variables para el c\u00e1lculo de la temperatura
        int<\/span> valorSensor = 0;
        float<\/span> temp = 0;

        \/\/Declaraci\u00f3n del caracter especial grado centr\u00edgrado (\u00b0)
        byte<\/span> grado[8] = {
             0b01110, 
             0b10001,
             0b10001,
             0b01110,
             0b00000,
             0b00000,
             0b00000,
             0b00000
        };
        \/\/https:\/\/omerk.github.io\/lcdchargen

        void<\/span> setup<\/span>() {
           \/\/ Configuraci\u00f3n del pin del ventilador de salida
           pinMode<\/span>(PIN_VENTILADOR,OUTPUT<\/span>);

           \/\/ Inicializaci\u00f3n del display LCD
           lcd.begin<\/span>(16,2);

           \/\/ Creaci\u00f3n del caracter especial \u00b0 y asignaci\u00f3n al arreglo 0 
           lcd.createChar<\/span>(0, grado);
        }

        void<\/span> loop<\/span>() {
           \/\/Lectura del sensor de temperatura
           valorSensor = analogRead<\/span>(PIN_SENSOR);

          \/\/C\u00e1lculo de la temperatura sensor LM35
          temp = ((valorSensor\/1023.0)*5000)\/10;

          \/\/C\u00e1lculo de la temperatura sensor TMP36
          \/\/temp = (((valorSensor\/1023.0)*5000)-500)\/10;

           \/\/Muestra la temperatura en el display LCD
           lcd.setCursor<\/span>(0,0);
           lcd.print<\/span>(\"Temp = \");
           lcd.print<\/span>(temp);
           lcd.print<\/span>(\" \");
           lcd.write<\/span>(byte<\/span>(0)); \/\/Imprime caracter grados cent\u00edgrados
           lcd.print<\/span>(\"C\");

           \/\/Eval\u00faa si la temperatura ambiental es mayor que el umbral 
           if<\/span> (temp > UMBRAL)
              digitalWrite<\/span>(PIN_VENTILADOR,HIGH<\/span>);
           else<\/span>
              digitalWrite<\/span>(PIN_VENTILADOR,LOW<\/span>);
           delay<\/span>(1000);
        }<\/pre>\n
        Captura, compila y ejecuta tu programa por medio de siguientes acciones:<\/p>\n
          \n
        1. Abre el IDE de Arduino.<\/li>\n
        2. Crea un nuevo sketch.<\/li>\n
        3. Captura las instrucciones del programa.<\/li>\n
        4. Guarda tu programa.<\/li>\n
        5. Compila tu programa. En caso necesario, dep\u00faralo hasta que no tenga ning\u00fan error.<\/li>\n
        6. Conecta la tarjeta Arduino a tu computadora.<\/li>\n
        7. Selecciona el puerto serial (COM) de la computadora asociado a la tarjeta.<\/li>\n
        8. Sube el programa a la memoria de la tarjeta Arduino UNO.<\/li>\n
        9. Ejecuta tu programa.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
          <\/div>\n\n\n\n
          Resultados<\/span><\/h2>\n
          Pon a prueba tu circuito electr\u00f3nico con temperaturas menores y mayores al umbral establecido en el programa y observa cu\u00e1ndo se acciona el ventilador.<\/p>\n
          Modifica el c\u00f3digo de tu programa para que el ventilador se active cuando la temperatura rebase los grados cent\u00edgrados que t\u00fa desees.<\/p>\n\n\n\n
          <\/div>\n\n\n\n
          Conclusiones<\/span><\/h2>\n
          Finalmente, te invitamos a que respondas las siguientes preguntas:<\/p>\n
            \n
          1. \u00bfQu\u00e9 aprendiste con esta pr\u00e1ctica?<\/li>\n
          2. \u00bfEn cu\u00e1les procesos de la ciencia o la industria es \u00fatil un sistema de control de temperatura?<\/li>\n
          3. \u00bfQu\u00e9 ventajas y desventajas tiene el uso de un sistema de control de temperatura?<\/li>\n
          4. Si tuvieras que crear un sistema de control de temperatura con Arduino resistente al agua, \u00bfc\u00f3mo lo har\u00edas?<\/li>\n<\/ol>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
            <\/div>\n\n\n\n
            \n
            Reto Arduino<\/mark><\/h2>\n\n\n\n
              \n
            1. Construye y programa un circuito electr\u00f3nico que registre la temperatura ambiental y encienda el LED del color indicado en la Tabla 1 dependiendo del rango en el que se encuentre la temperatura.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
              Rango de temperatura en \u00b0C<\/th>LED que debe encenderse<\/th><\/tr><\/thead>
              [17,20)<\/td>verde<\/td><\/tr>
              [20,23)<\/td>amarillo<\/td><\/tr>
              23 o mayor<\/td>rojo<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
              Tabla 1 Rangos de temperaturas y estados de los LEDs<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
              <\/div>\n\n\n
              Referencias<\/span><\/h2>\n
              Arduino. (2021). Language Reference. https:\/\/www.arduino.cc\/reference\/en\/<\/a><\/p>\n
              Ba\u00f1uelos, M., Pacheco, M. y Villegas, R. (2022). Dispositivo Automatizado de Sensores para Arduino (DASA). Manual de Usuario.<\/p>\n\n\n
              <\/div>\n\n\n\n
              \n
              \n
              < Pr\u00e1ctica Impresi\u00f3n de informaci\u00f3n con un display LCD<\/a><\/p>\n<\/div>\n\n\n\n
              \n
              Pr\u00e1ctica Sensor ultras\u00f3nico: medici\u00f3n de distancias ><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
              <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
              Pr\u00e1cticas con DASA T\u00edtulo de la pr\u00e1ctica: Sistema de control de temperatura ambiental Objetivo: El alumno dise\u00f1ar\u00e1 un sistema electr\u00f3nico de control de temperatura con Arduino para mantener una habitaci\u00f3n con una temperatura m\u00e1xima espec\u00edfica. Tiempo estimado: 100 minutos Nivel<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"parent":352,"menu_order":2,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-4268","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/4268","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4268"}],"version-history":[{"count":87,"href":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/4268\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6919,"href":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/4268\/revisions\/6919"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/352"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/iaciduino.enp.unam.mx\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4268"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}