Temperatura con PIC18f4550

Temperatura

1. Objetivos 

Maneja las características básicas de I/O del Micro controlador programándolo Para registrar la temperatura de mediante un sensor, modificarla con un calentador y un ventilador y mostrarla en un display.

2. Materiales     

PIC18F4550 1 Patalla LCD de 16x2 1 Protoboard 1 Ventilador  1 Foco

    

1 Relé para 220VA Resistencia de 10K  1 LM35 1 Cristal de 4MHz Potenciómetro de 10K 

3. Fundamento Fundamento Teórico. 3.1. Concepto de estado. Espacio Espacio de estados.

Una representación de espacios de estados es un modelo matemático de un sistema físico descrito mediante un conjunto de entradas, salidas y variables de estado relacionadas por ecuaciones diferenciales de primer orden que se combinan en una ecuación diferencial matricial de primer orden. Para prescindir del número de entradas, salidas y estados, las variables son expresadas como vectores y las ecuaciones algebraicas se escriben en forma matricial (esto último sólo puede hacerse cuando el sistema dinámico es lineal e invariante en el tiempo). La representación de espacios de estado (también conocida como aproximación en el dominio del tiempo) provee un modo compacto y conveniente de modelar y analizar sistemas con múltiples entradas y salidas. Con P entradas y Q salidas, tendríamos que escribir PxQ veces la transformada de Laplace para procesar toda la información del sistema. A diferencia de la aproximación en el dominio de la frecuencia, el uso de la representación de espacios de estado no está limitada a sistemas con componentes lineales ni con condiciones iniciales iguales a cero. El espacio de estado se refiere al espacio de

dimensiones cuyos ejes coordenados

están formados por variables de estados. El estado del sistema puede ser representado como un vector dentro de ese espacio. 3.2. Características de la Ecuación de estado y su Solución

Como se puede observar la salida del sensor es 10.0mV por cada grado centrigrado, en esta configuración se puede medir hasta 150°C, además se toma en cuenta que el voltaje máximo que puede recibir nuestro micro controlador en 5V y la conversión que realiza es a 254 bits la ecuación que tendríamos seria: En el sensor:

     En nuestro microcontrolador  

 

El sensor a la máximo voltaje que llegara es a 1.5V por lo que reconfigurando la conversión en el ADC hay que dividirlo por 1.5

 

     

3.3. Características de Controlabilidad y observabilidad del sistema 

Controlabilidad

Lo que se ira controlando es en caso de suba la temperatura encender un ventilador y en caso de que baje demasiado encender un foco que representaría una estufa. 

Observabilidad

Lo que se introduce al microcontrolador es voltaje lo que hace esto es convertirlo a bits internamente se re aliza un conversión para medir temperaturas y desplegarlo a la pantalla y poder controlar la temperatura en la cual se desea que se mantenga 3.4. Explicar cómo es la temperatura en el espacio de estados

Dado que el sensor nos permite tomar datos de forma lineal los datos de entrada al microcontrolador es voltaje, los datos de salida es la temperatura más la acción a realizar ya sea calentar o enfriar el ambiente.

3.5. Características del Microcontrolador

Como se puede observar el microcontrolador que se utiliza tiene 6 conversores Analógico Digital, para este caso utilizamos un cristal de 4MHz que con configuraciones internar llega a trabajar a 48MHz. El muestreo que realiza es a 254bit, se programa mediante mikroC. 4. Desarrollo y Procedimiento.

U4 RC0

15

RC1

16

RC2

17

RC4

23

RC5

24

RC6

25

RC7

26

RC0/T1OSO/T1CKI

RA0/AN0

RC1/T1OSI/CCP2/UOE

RA1/AN1

RC2/CCP1/P1A

RA2/AN2/VREF-/CVREF

RC4/D-/VM

RA3/AN3/VREF+

RC5/D+/VP

RA4/T0CKI/C1OUT/RCV

RC6/TX/CK

RA5/AN4/SS/LVDIN/C2OUT

RC7/RX/DT/SDO

RA6/OSC2/CLKO OSC1/CLKI

RD0

19

RD1

20

RD2

21

RD3

22

RD4

27

RD5

28

RD6

29

RD7

30

RE0

8

RE1

9

RE2

10

RE3

1

RD0/SPP0

RB0/AN12/INT0/FLT0/SDI/SDA

RD1/SPP1

RB1/AN10/INT1/SCK/SCL

RD2/SPP2

RB2/AN8/INT2/VMO

RD3/SPP3

RB3/AN9/CCP2/VPO

RD4/SPP4

RB4/AN11/KBI0/CSSPP

RD5/SPP5/P1B

RB5/KBI1/PGM

RD6/SPP6/P1C

RB6/KBI2/PGC

RD7/SPP7/P1D

RB7/KBI3/PGD

2

RA0

3

RA1

4

RA2

5

RA3

6

RA4 RA5

7 14

RA6

13

OSC1

33

RB0

34

RB1

35

RB2

36

RB3

37

RB4

38

RB5

39

RB6

40

RB7

    S    D    E     S    D    E     V    V    V

    S    W     R    R    E

    1    2    3

    4    5    6     1    2    3     B    B    B     R    R    R

    0    1    2    3    4    5    6    7     D    D    D    D    D    D    D    D     7    8    9    0    1    2    3    4     1    1    1    1    1     4    5    6    7     B    B    B    B     R    R    R    R

RE0/AN5/CK1SPP RE1/AN6/CK2SPP RE2/AN7/OESPP RE3/MCLR/VPP

VUSB

18

    0     C     R

U1

1

    0     A     R

PIC18F4550

C1 R E3

150.0

O SC 1

R1

RA0 27n

    1     C     R

VOUT

2

D1 LED-RED

10k

C2

3

LM35

RA6 27n

5. Observaciones.

Mediante el circuito implementado obtuvimos las siguientes respuestas 6. Conclusiones. 

Durante la experiencia, se observó el funcionamiento del sensor utilizado, mediante el cual también con un tester comprobamos el voltaje que iba midiendo de esta manera la temperatura que desplegaba el sensor fuera la correcta.



Pudimos comprobar que la conversión que realizaba el microcontrolador era la adecuada para la configuración del sensor.

7. Recomendaciones. 

Es necesario ver los rangos en los que trabaja el sensor para ver si cumple con los requerimientos para la realización de cualquier experimentación que se realice a futuro.



De existir fallas es necesario ir calibrando el sensor de forma que pueda ir midiendo la temperatura de manera correcta

Bibliografía, Sitios Web.

http://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_de_estados http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf