Arduino+Labview Termopar

ARDUINO+LABVIEW Adquisición de datos de un termopar tipo K mediante el uso del modulo AD597

INTERFACES GRAFICAS MEDIANTE LABVIEW

Con el surgimiento de nuevas tecnologías de licencia libre (Hardware y software), su uso para aplicaciones académicas y profesionales se popularizo tanto que hubo la necesidad de que se diseñaran herramientas que permitieron el acoplamiento de estas tecnologías con las tecnologías licenciadas ya existentes, tal es el caso de el entorno de programación grafica labwiew de National instruments, la cual nos permite programar el hardware libre arduino mediante bloques gráficos y así  adquirir datos de sus entradas analógicas/digitales y a su vez mandar señales que pueden ser usadas para el control de automatismos o controles pequeños y medianos.

El Modulo AD597 es una de las muchas alternativas que existen en el mercado para amplificar e introducir la señal de los termopares a los microcontroladores, la particularidad de este modulo es que ya realiza la compensación del punto frio a la medición por lo que no es necesario realizar alguna otra compensación a la medición, este modulo nos arroja 1°C por cada 10mV de señal. Además de contar con un amplio rango de medición (-50 hasta 276°C). Pero el termopar que utilizaremos de tipo K solo nos puede medir el valores mayores ó iguales a cero. Dada su construcción de Cromo-Aluminio. Existen otras alternativas como el MAX6675 que es un modulo puramente digital y de alto costo que realiza la misma función que el AD597.

INTERFACES GRAFICAS MEDIANTE LABVIEW

Este nueva herramienta esta disponible solo para la programación de los sistemas arduino mas populares como lo son el modelo UNO y el MEGA, otros sistemas como nano también pueden ser programados en este entorno ya que posee el mismo microcontrolador que el UNO. El toolkit de programación grafica se puede descargar de forma gratuita del repositorio de National instruments que se instala junto con el Labview.

CARGANDO EL FIRMWARE Una vez instalado el toolkit, este nos generara un sketch de arduino llamado LIFA_BASE el cual contiene el código de cada bloque que se encuentra en labview, este sketch regularmente se aloja en el directorio: C:\Program Files\National Instruments\LabVIEW 2013\vi.lib\LabVIEW Interface for Arduino\Firmware Una vez que carguemos este programa seremos capaces de programar graficamente el arduino

PROGRAMANDO EL ARDUINO Después de haber instalado el toolkit se abre normalmente el Labview

Aparecerán dos ventanas a las cuales solo se debe presionar “ ctrl+T” y aparecerán de este modo, la ventana del lado izquierdo se le llama entorno grafico que es donde aparecen nuestros instrumentos, mientras que la ventana derecha s e le llama entorno de programación que es donde se encuentran los bloques que permiten al arduino interactuar con los

Lo primero que realizamos es introducir un bloque cíclico(While loop) el cual nos permitirá repetir lo que este dentro de el hasta que se presione el botón de stop. Se presiona click derecho en el entorno de programación y aparecerá lo siguiente:

Nos permitirá crear un rectángulo, simplemente arrastramos presionando el click izq. al tamaño que deseemos.

Ya creado el ciclo repetitivo se procede a tomar los bloques de arduino que inicien la comunicación y la terminen, para esto damos click derecho en el entorno de programación y observaremos que debajo de los bloques que se encuentran ahí, vendrá la opción que dice   “Arduino”,  nos colocamos ahí y aparecerán todas las herramientas de arduino, simplemente las seleccionamos y las colocamos: init a la izq. del while

Una vez colocados observamos que tienen ciertos conectores en el caso de init solo nos interesan:   “VISA resource”,”Arduino resource” y   “error out”,   estos dos últimos los conectamos al while. Observamos que el bloque close también posee el  “arduino resource”  y la variación   “error in”. Solo procedemos a conectar estos

Una vez conectados esto bloques, hacemos click derecho sobre el conector de   “VISA”   seleccionamos   “Create” y “constant”, lo cual nos generara un cuadro de selección que nos permitirá elegir el puerto COM donde se encuentre conectado el arduino.

Ahora ya tenemos los elementos básicos de comunicación procedemos a seleccionar en el entorno grafico los instrumentos necesarios para nuestra aplicación, damos clic derecho y nos desplegara una lista en la cual se encuentran los elementos, para nuestro caso escogimos un “chart”,  dos   “numeric indicator”  y 6  “boolean”  de la lista “Silver” que se encuentran en bolean y graph.

Al seleccionar nuestros elementos vemos que nos generan bloques del lado izq. que son los bloques funcionales que lee arduino, solo nos falta escoger los bloques que nos ayuden a leer las I/O de arduino que se encuentran el la librería de Arduino en el apartado de   “Low level”,   en nuestro caso escogeremos el bloque   “analog read”   que nos permite leer las entradas analógicas (A0, A1…,A5), observamos que este bloque también tiene los conectores rosa y amarillo, unimos estos conectores a los de init y a los de close.

También se puede observar que el bloque de   “analog read”   posee dos conectores mas que son   “analog   input pin”(izquierdo)  y  “voltage”(derecho) . Al primero de ellos le crearemos una constante dando click derecho sobre el conector después   “Create”-   “constant”  y aparecerá un cuadro de texto donde introduciremos el núm. del pin que queremos leer. Posteriormente daremos click derecho sobre el entorno de programación y de el cuadro de numeric seleccionaremos el símbolo de multiplicación y uniremos el pin de voltage al pin  “x”  de la multiplicación, posteriormente crearemos una contante en el pin “y”  en la cual pondremos el numero 100, esto debido a que como mencionamos anteriormente, el modulo AD597 da 10mV de salida por cada °C esto quiere decir que a cada volt de salida le corresponden 100°C (1 V/10mV =100), así  de esta manera podremos obtener la medición de temperatura proporcional a la tensión que arroja el termopar. Y a la salida de la multiplicación conectamos el bloque de grafica y un indicador numérico, mientras que el otro indicador se conecta directo al pin  “voltage” para observar la tensión que arroja el AD597.

Para fines demostrativos se añaden los 6 boolean como indicadores de nivel de alerta 2 verdes 2 amarillas y 2 rojos los cuales se conectaran a un bloque de comparación   “Greater  or   equal”  que se encuentra en la casilla de comparison, este bloque nos permitirá comparar la medición con un valor y si la comparación es verdadera entonces encenderá el boolean permitiendo observar un indicador luminoso en pantalla.

Ahora solo queda acomodar a nuestro gusto el apartado grafico mientras que del lado de programación en la parte superior se encuentra el botón de   “clean up   diagram” que es un brochita.

Una vez hecho esto se presiona el botón de run continously que son las flechas que se persiguen. Así de esta manera se empiezan a comunicar el Lobbies con el arduino.