Ejemplo 3: Medicion de T con NTC

M贸dulo 3 Tarjeta de sensores Picoboard

Medición de la temperatura con NTC

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 Ejemplo 3: Medición de la temperatura en ºC, K y ºF. Para ello usamos un termistor NTC 10K 5%.

Termistor NTC. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Un termistor o sensor de temperatura es una resistencia cuyo valor varía con la temperatura. En nuestro caso, disponemos de un NTC, es decir, el valor de la resistencia decrece según aumenta la temperatura. Un NTC está formado por materiales semiconductores, de modo que la relación de R con T no es lineal: R (T) = R0 (1 – α×(T – T0)) Para materiales conductores (R lineales).

Un termistor cumple la ley de SteinHart-Hart, comportándose de forma exponencial:

Comportamiento de una NTC. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Necesitamos calcular las constantes R0 y β. Para ello introducimos en el programa dos puntos (T1, R1) y (T2, R2) que podemos conseguirlos de muchas formas (Por ejemplo, utilizando un termómetro y agua). Esta entrada de datos es lo que se conoce por “calibración” y gracias a ella obtenemos el valor de la constante de temperatura β. Conocido este factor, podemos calcular Susana Oubiña Falcón

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la T de un cuerpo que ponemos en contacto con una NTC. Las fórmulas que usaré y programaré son (despejadas de la anterior):

Fórmulas para una NTC. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

El programa presenta 5 objetos: el calibrador, el botón siguiente (por si no queremos calibrar), el termómetro en Celsius, el termómetro en Kelvin y el termómetro el Farenheit:

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Objetos en el programa. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Calibrador: El calibrador tiene forma de botón. Inicialmente se mostrará y realizará un bucle de 4 repeticiones aportando un efecto gráfico que haga que el usuario se de cuenta de que debe hacer clic en él:

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Script de efectos gráficos en el botón. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

El script para realizar la calibración es el siguiente:

Script para calibrar la NTC. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

R1 es la resistencia que nos aporta el NTC a una temperatura fija T1 (idem para T2). Por lo tanto, necesitamos medir bien esas temperaturas y para ello necesitamos un termómetro.

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Botón No Calibrar: Es el botón “siguiente”. Inicialmente se muestra dando opción a no calibrar. Si se pulsa, se esconde, cambia el fondo y envía el mensaje “calcular” a los 3 objetos termómetros.

Script para “Siguiente”. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Termómetro Celsius: Este objeto presenta 16 disfraces que se usarán para mostrar 16 temperaturas diferentes en grados Celsius, cubriendo temperaturas entre -40ºC y 110ºC. En la siguiente imagen se observa que el disfraz “termómetro5” muestra 0ºC.

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Disfraces del objeto “Termómetro Celsius”. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Inicialmente se esconde el objeto hasta que recibe el mensaje “calcular”.

Cuando le llega el mensaje de “calcular”, realiza los cálculos de las variables β, α y la temperatura en grados centígrados. Sólo falta introducir el gráfico correspondiente a esa temperatura. Eso lo conseguimos enviando el mensaje “Termómetro Celsius”:

Calculo de la Temperatura en ºC”. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

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Al recibir el mensaje “Termómetro Celsius”, se muestra el correspondiente disfraz de la temperatura calculada. Como hay 16 disfraces, este script se compone de 16 condicionales:

Elección del disfraz con la T. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Los objetos Termómetro Farenhait y Termómetro Kelvin son similares al anterior: programamos su fórmula para calcular la temperatura y sus disfraces para esa T. Los scripts de ambos son los siguientes:

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Script para la temperatura en grados Farenhait. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

Script para la temperatura en grados Kelvin. Susana Oubiña Falcón. (CC BY)

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