Hay varios sensores de humedad en el mercado, pero
el recomendado para este proyecto es el Honeywell
HIH-3610-001. Este sensor convierte directamente humedad
a tensión con circuito incorporado de acondicionamiento
y se vende en un pequeño encapsulado de 3 patas.
Dos de ellas se conectan a una fuente regulada de
5V, mientras que la tercera brinda una tensión
de salida lineal que es proporcional a la humedad.
Esto significa que se puede conectar directamente
al Datalogger (mediante el conector CT4) sin ningún
circuito adicional. Como con todos los sensores de
humedad, hay que tener cuidado de no tocar el área
sensible del dispositivo, dado que la humedad o la
grasa de la mano podría dañar el sensible
elemento sensor.
En la figura 1 vemos el gráfico de la respuesta
del sensor de humedad. Cuando lo usamos con el PICAXE,
la tensión de salida del sensor se mide con
el convertidor analógico-digital interno (ADC)
y se almacena en una variable (por ejemplo, b1) como
un número entre 0 y 255. Cada escalón
del ADC es 5V/256 = 0.0195, usando una fuente de alimentación
de 5V.
El gráfico de la figura 1 muestra un corrimiento
de aproximadamente 0,8V, lo que significa un valor
del ADC de 41 (0,8 / 0,0195). La pendiente de humedad
relativa RH se establece en aproximadamente 0,0306V
por %RH, o sea, 1,57 pasos del ADC por %RH.
El %RH real se puede calcular mediante la siguiente
fórmula:
%RH = (Valor del ADC - Corrimiento) / Pendiente
del gráfico = (Valor del ADC - 41) / 1,57
Sin embargo, el lenguaje de programación
del PICAXE no puede manejar fracciones, de manera
que la división por 1,57 en realidad se ejecuta
multiplicando primero por 100 y dividiendo luego
por 157 así:
%RH = ((Valor del ADC - 41) X 100) / 157
La verificación de estos valores de prueba
(con una sonda calibrada usando el programa de prueba
de la figura 2) mostró que el sistema PICAXE
es muy exacto.
Nota: para mantener la exactitud de las lecturas
del sensor de humedad, el Datalogger debe ser alimentado
con una fuente bien regulada de 5V.
Control de la Humedad
Un proyecto muy interesante con el PICAXE es una
incubadora de huevos de pájaros de una rara
especie de un parque de vida salvaje.
El movimiento, la humedad y la temperatura son factores
cruciales cuando se incuban huevos. El movimiento
y la temperatura son relativamente fáciles
de controlar, pero los controladores comerciales
de humedad son muy caros y generalmente implican
algún tipo de bomba que libera agua en una
esponja. El área de superficie de la esponja
es crucial y a menudo puede requerir un ajuste físico.
La desventaja del sistema es que el tiempo de respuesta
es extremadamente lento y la humedad puede variar
enormemente. Tampoco es muy higiénico, ya
que la esponja atrae bacterias rápidamente.
Por eso, hemos diseñado una alternativa novedosa
y barata.
La unidad se basa en un contenedor plástico
de alimentos lleno de agua.
Se hacen 2 agujeros en la tapa de la caja. Una abertura
sirve para poner un pequeño ventilador de
5V, el cual se fija a la caja mediante algún
pegamento. La segunda abertura, de aproximadamente
2 cm por 5 cm, se cubre con un trozo de plástico
y se lo fija a lo largo de un borde mediante cinta
adhesiva, formando una lengüeta.
Cuando se enciende el ventilador, la presión
del aire eleva la tapa plástica, permitiendo
que la corriente húmeda de aire salga de
la caja.
Cuando se apaga el ventilador, la lengüeta
plástica cae y efectivamente sella la caja
(en la práctica, la pequeña superficie
expuesta a través de las aspas del ventilador
no afecta la operación del sistema).
El sistema ofrece un área de superficie eficaz
muy grande cuando funciona el ventilador, lo cual
significa que la humedad se puede controlar mucho
más exactamente.
El Datalogger controla el ventilador mediante una
simple interfaz (Fig. 3). El circuito se puede construir
en una plaqueta de experimentación (protoboard
o plaqueta perforada) y se lo conecta a la salida
del zumbador piezoeléctrico (Salida 0).
Accesorio Serie LCD
Se puede usar un módulo serie LCD para mostrar
las lecturas de temperatura y humedad de la incubadora.
Este consta de 16 caracteres y 2 líneas y
se enchufa a una plaqueta de PC del microcontrolador.
La tarea del microcontrolador es recibir datos en
serie del Datalogger y generar las señales
necesarias para mostrar los datos en el módulo
LCD.
Digamos que el módulo LCD incluye un diodo
de protección de polaridad en serie con la
entrada V+.
La caída de 0.7V a través del diodo
produce una reducción de contraste del LCD
(brillo) cuando se trabaja con una alimentación
de 4,5V. En ese caso, podemos reemplazar el diodo
por un alambre, pero primero debemos asegurarnos
de que hemos conectado bien los terminales de la
fuente.
En la figura 4 se muestra el programa para regular
y mostrar la humedad para un valor RH del 60%. Este
programa también muestra la temperatura con
una precisión de 3 lugares decimales. Los
valores se leen cada 5 segundos y se muestran en
el módulo LCD mediante el comando serout.
Los valores se almacenan en la EEPROM una vez por
minuto.
Los códigos del comando serout 254.128
y 254.192 del listado de la programación
son comandos cursor que mueven el cursor
a las líneas superior e inferior del módulo
LCD, respectivamente.
Mediciones de temperatura
El sensor de temperatura DS18B20 (suministrado
con el kit del Datalogger) es un dispositivo digital
de 12 bits con una resolución máxima
de 0,0625 grados centígrados. La mayor parte
de esta exactitud se pierde con el comando readtemp
12 del PICAXE, el cual redondea y corrige el valor
al grado entero más próximo. Sin embargo,
el PICAXE-18X también tiene el comando readtemp
12 que permite que se retengan los 12 bits de la
lectura de la temperatura para obtener la máxima
exactitud.
El programa de la figura 4 muestra cómo separar
los 12 bits de datos en 2 bytes: el grado entero
y la fracción. Estos valores se muestran
luego en el módulo LCD con 3 decimales.
Expansión de la Memoria
El kit del Datalogger viene con una sola EEPROM
24LC16B. Esto da suficiente espacio para lecturas
de 512 bytes para 4 sensores, o lecturas de 1024
bytes para 2 sensores. Si quiere agregar más
memoria, es muy fácil: reemplazamos la EEPROM
24LC16B por la 24LC256. Esto aumenta el espacio
disponible a lecturas de 8192 bytes para 4 sensores.
En términos de programación, la única
diferencia real entre los 2 chips es el comando
i2slave. Para la 24LC256, use el comando i2slave,
%10100000, i2cword que tiene una dirección
de una palabra en vez de una de un byte.
Si se desea, se pueden agregar hasta 7 EEPROMs más
al Datalogger (del tipo 24LC256) mediante una plaqueta
de expansión de memoria, multiplicando así
la memoria disponible en 8 veces. Esta es una pequeña
plaqueta de PC con 7 zócalos para las EEPROMs
adicionales, y simplemente se enchufa en el Datalogger
mediante el conector de expansión I2C de
5 patas (CT8)
El programa que se muestra en la figura 4 almacena
datos en las EEPROMs 24LC256 en las posiciones 1,
2 y 3 de la plaqueta de expansión. Por lo
tanto, se pueden hacer hasta 32768 lecturas, brindando
22 días de registro con un intervalo de muestreo
de un minuto.
Kits Electrónicos en el DF
Constantemente los lectores nos consultan sobre
la posibilidad de tener kits de componentes de montajes
que publicamos en nuestra querida revista ya sea
desarmados o listos para usar. Como un servicio
al lector, el Club Saber Electrónica autoriza
a determinadas empresas a fabricar KITS de nuestros
proyectos que pueden ser adquirido por nuestros
lectores en tiendas adheridas al Club Saber Electrónica
(vea la página 79).
Algunos de los montajes publicados en Saber Electrónica
y que Ud. puede adquirir en forma de kit son los
siguientes:
ATR-001: Kit Didáctico Quark Pro 2.
AXE101K/Q: Mascota Electrónica.
AXE102K/Q: Alarma Electrónica.
HDV-001: Central de Alarma Inteligente.
HDV-002: Grador de Funciones.
HDV-003: PLC de 3 Entradas y 2 Salidas.
HDV-004: Caja para Telefonía Celular RS232.
ICA-001: Sumador, Restador Binario.
ICA-002: Probador de Continuidad de Cableados de
Red.
ICA-003: Indicador de Batería Baja.
ICA-004: Mando Bimanual.
ICA-005: Timbre Automático para Negocios.
ICA-006: Generador de Rampa por DAC.
ICA-007: Termómetro Electrónico.
Los dados son sólo algunos de los kits disponibles.
Recuerde que si tiene consultas o sugerencias que
realizar y desea una atención personalizada,
puede dirigirse a la tienda Centro Japonés
del DF (México), donde asistentes especializados
lo asesorarán sobre diferentes productos
y bibliografía que precise y recibirán
sus sugerencias y dudas para direccionarlas a nuestro
departamento técnico para que se pongan en
contacto con Ud.
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