Sistema de adquisición y registro de datos de temperatura, humedad relativa y distancia

Abstract

Los sistemas de registro de datos son necesarios en la industria para el monitoreo de los procesos de producción. Los primeros sistemas capaces de hacerlo fueron las tarjetas de adquisición de datos (DAQ's), la desventaja de éstas reside en que necesitan una computadora para su funcionamiento, su memoria volátil es incapaz de almacenar datos por sí misma. Ante esto tenemos la data logger, que convierte las señales analógicas en digitales, procesa la información, imprime el dato, y lo guardar por tiempo indefinido (sin energía) en la memoria; hasta pasarlos a la computadora. Esto le da una clara ventaja sobre la DAQ, ya que sólo se necesita encender el equipo para que registre datos, las horas o días que se programe. El presente trabajo consiste en el diseño de un equipo que tiene ambas funciones, es capaz de adquirir datos online (como la DAQ) conectado a una computadora. El uso del protocolo serial asincrónico estándar RS232 entre la computadora y el equipo, permite enviar más de 9600 datos por segundo usando tres líneas, dos de datos y una de tierra. La distancia es otra ventaja de este tipo de comunicación, se puede poner sensores hasta a 30 metros del equipo (propio del protocolo) habiéndose probado 8 metros de forma experimental, esto permite monitorear ambientes distintos. La función data logger es· independiente de la computadora, en este caso se usó una memoria EEPROM 26LC256 para almacenar los datos, esta memoria se comunica con el microcontrolaclor usando el protocolo de comunicación serial sincrónica 12C, el microcontrolador usado es el PIC16F876A como registrador en serie con la EEPROM externa, es decir, adquiere las señales analógicas de temperatura, distancia y humedad; las convierte. a datos digitales y guarda estos en la memoria externa. El equipo es capaz de medir temperatura, humedad y distancia haciendo uso de sensores adaptados al mismo. Es posible conectar varios sensores a la vez usando una multiplexión, es decir: combinar dos o más canales de información en un solo medio de transmisión Se probó experimentalmente con 10 sensores de temperatura, pudiendo ser más; obteniéndose una resolución de 0.1°C en cada caso. Las incertidumbres obtenidas son:

Temperatura (LM35): ± 0.5 °C evaluado de O °C a 50 °C Humedad relativa (HS1101): ± 4.0 % evaluado de 30 % RH a 80 % RH Profundidad (UCM-R40Kl): ± 0.5 cm evaluado de 3 cm a 300 cm El complemento de este equipo es el software, que se realizó en Matlab; el programa fue diseñado como archivo *.m y posteriormente convertido a ejecutable con entorno gráfico, muestra en la pantalla el progreso de la captura y envía la data a Microsoft Excel, la lectura de la memoria EEPROM puede hacerse desde el software para pasar la data al disco duro, o manualmente si se desea visualizar en la pantalla LCD.

Palabras clave: Data logger, DAQ, serial, multiplexión, ADC, sensor.