Proyecto Final Fundamentos de Electricidad y Magnetismo: Sensor de Temperatura

Presentado a: Post PhD. Jaime Villalobos

Presentado por:- De León Nope Grace Vanessa Cód. 244746- Cárdenas Pinto Julián David Cód. 244776- Sánchez Hernández Orlando Andrés Cód. 245482

- Ortiz Pérez Cielo María Cód. 244766

Universidad Nacional de ColombiaFacultad de Ciencias

Departamento de Física Fundamentos de Electricidad y Magnetismo

1. Introducción

En el presente proyecto, se tendrá en cuenta la iniciativa del profesor a cargo del curso quien tiene el deseo para crear subestaciones climáticas en la ciudad de Bogotá, teniendo en cuenta la temperatura registrada en cada una, para poder cumplir con este objetivo se realizará un sensor de temperatura, con un circuito basado en un Arduino (una plataforma de código abierto basado en prototipos de electrónica flexible y fácil de usar hardware y software)1.

2. Objetivo

Construir una subestación climática, para detectar y registrar temperatura mediante las ondas electromagnéticas.

3. Materiales

Arduino

MATERIALES EMPLEADOS

Arduino

Resistencia 10 Ω

Transistor LM35 (Sensor de Voltaje)

Protoboard

4. Procedimientos

Elaborar circuito

Compilar codigo del Arduino

Tomar y Registrar datos

Enviar datos al servidor

4.1 Código para toma y registro de datos:

//Proyecto MPT.Pin.8

int lm35 = 1; //pin de conexion del sensor

int temperatura = 0; //variable para la temperatura

void setup()

pinMode(lm35, INPUT); //declara pin del LM de entrada

Serial.begin (9600); //inicia comunicacion serial

void loop()

//Calcula la temperatura usando como referencia 5v

temperatura = (5.0 * analogRead(lm35)*100.0)/1023.0;

Serial.println (temperatura); //escribe la temperatura en el serial

delay (3000); //espera 3 segundos para la siguiente medicion

4.2 Envió de datos

from time import gmtime, strftime

import sqlite3

import serial

import urllib

import urllib2

from ConfigParser import SafeConfigParser

# Play Windows exit sound.

def cargarConfiguracion():

arregloConfiguracion = []

parser = SafeConfigParser()

parser.read('conf.ini')

parser.get('Estacion', 'servidor')

arregloConfiguracion.append(parser.get('Estacion', 'Servidor'))

arregloConfiguracion.append(parser.get('Estacion', 'Directorio'))

arregloConfiguracion.append(parser.get('Estacion', 'PuertoSerial'))

arregloConfiguracion.append(parser.get('Estacion', 'remote_id'))

arregloConfiguracion.append(parser.get('Estacion', 'remote_key'))

return arregloConfiguracion

def registrarHTTP(config,temperatura, tiempo):

values = 'remote_id' : config[3],

'remote_key' : config[4],

'temperatura' : temperatura,

'marca_de_tiempo' : tiempo,

url = "http://"+config[0]+"/"+config[1]

data = urllib.urlencode(values)

req = urllib2.Request(url, data)

response = urllib2.urlopen(req)

respuesta = response.read()

return respuesta

def lecturaSerial(config):

puerto = serial.Serial(config)

return (puerto.readline().strip())

def registrarSQL(temperatura, tiempo, respuesta):

fichero = 'db/reg.db'

conexion = sqlite3.connect(fichero)

apuntador = conexion.cursor()

apuntador.execute("INSERT INTO registro (id, temperatura, marca_tiempo, estado_registro) VALUES (NULL, ?, ?, ?)",(temperatura*1, tiempo, respuesta))

conexion.commit()

conexion.close()

if __name__ == '__main__':

tiempo = strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", gmtime())

arregloConfiguracion = cargarConfiguracion()

lecturaPuerto = lecturaSerial(arregloConfiguracion[2])

respuesta = registrarHTTP(arregloConfiguracion, lecturaPuerto, tiempo)

registrarSQL(lecturaPuerto, tiempo, respuesta)

print respuesta

#winsound.PlaySound("SystemExit", winsound.SND_ALIAS)

5. Problemáticas del procedimiento

El Arduino solo transfiere datos con el computador encendido, por lo que se dificulta la toma de datos y se limito a horarios de uso común (tarde).

Para que el Arduino transfiera los datos la red se necesita estar conectado a internet, cosa que se ve interferida al cumplirse una tiempo determinado en los computadores, donde por un uso discontinuo hiberna, congelando el internet e inhibiendo el envió de datos. Localmente el Arduino si envía datos al computador sin interrupción.

La ubicación y el registro de noche se veía limitado por la presencia permanente, una vigilancia continua del programa de uno de los integrantes del grupo.

En momentos indeterminados, localmente no se obtienen datos con error en la compilación “no se encontró el puerto COM 7”, en varias ocasiones se soluciono el problema con el reinicio del sistema.

El registro de los datos por red es de un minuto, localmente es de medio segundo, aunque las variaciones son pequeñas se ven saltos repentinos por brisas cortas.

El continuo trajín del transporte del Arduino y el circuito de la protoboard por no tener un lugar fijo para la subestación climática desgasta las soldaduras, lo que debilitaba las conexiones, y justifica las tomas de 0 ° C. Los valores de 211°C aparecen cuando la subestación esta desconectada.

6. Análisis de resultados:

En primera instancia, se graficaron los datos obtenidos mediante el monitoreo de la estación, debido a que se presentaron fallas de conexión, hubo instantes, donde la temperatura se elevaba o llegaba a cero, esto se observa gráficamente a continuación:

0 50 100 150 200 250 3000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200 Estación de Monitoreo- reporte de datos

Tíempo (min)

Tem

pera

tura

(°C)

Al eliminar los datos que salen del rango, en la gráfica se puede observar la tendencia en la temperatura de la zona donde se encontraba el sensor:

Con la grafica corregida sin datos atípicos, se tiene un promedio de 19,11 y varia de 24 °C a 16 °C en un horario de 11 am a 10 pm. Cuando se compara con los datos del IDEAM:

Figura 1. Temperatura y otros valores2

Se tiene una temperatura encima del promedio por 4 °C pero se mantiene en . el rango de temperatura media y máxima (14°C -20 °C) , se mantienen vientos fríos en la hora de tarde y en la entrada de la noche se mantiene al margen del nivel medio para la Ciudad (IDEAM2).

Figura 2. IDEAM prevé altos valores de Radiación Ultravioleta hasta marzo de 20123

“Por cielos despejados y bajas concentraciones de ozono, el IDEAM reporta un incremento significativo de la radiación ultravioleta, con valores por encima de lo normal en todo el país”3, noticia publicada el 3 de enero de 2012 nos evidencia una gran comparación con respecto a fenómenos presentados en el mismo del año 2011, donde se evidencian anillos visibles, simulando un arcoíris dando la vuelta al sol, denominados Halo, este fenómeno se produce en zonas frias o lugares donde se desarrollan tormentas, nubes, “mal tiempo”. Causado por partículas de hielo en suspensión en la Troposfera que refractan la luz haciendo un espectro de colores alrededor de la luna o el sol.5

En el firmamento cada despliegue de cada cristal de hielo es tan diferente como cada patrón de un caleidoscopio. Los despliegues en el cielo de día dependen de la inclinación de los cristales de hielo en el aire y de la altitud del Sol. Los despliegues dependen de si los cristales de hielo son como platos planos o como lápices alargados. Dependen también del tamaño de los cristales. Aquellos cristales que son demasiado pequeños o imperfectos no pueden actuar como prismas. Pero si los cristales son de una excepcional calidad, casi como joyas, el domo entero del cielo diurno puede acabar festoneado con exóticos halos, bucles, arcos y cruces (el círculo parhélico)4

Figura 4. Trudy Bell hizo este boceto en 3 dimensiones del círculo parhélico5

Figura 5. Imagen del sol mes 2011

7. Bibliografía

http://www.arduino.cc/es/ 7/01/12 http://bart.ideam.gov.co/cliciu/bogota/temperatura.htm 7/01/12 http://institucional.ideam.gov.co/jsp/loader.jsf?

lServicio=Publicaciones&lTipo=publicaciones&lFuncion=loadContenidoPublicacion&id=1943 7/01/12

http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2002/24oct_sunrings/ http://es.wikipedia.org/wiki/Halo_(fen%C3%B3meno_meteorol

%C3%B3gico)