PROYECTO“Construir un termómetro digital casero con un rango de -25°C a 125°C, empleado para medir

la temperatura del Neem (planta perenne arbórea)”

Introducción:En el presente trabajo se tratara sobre la elaboración y modelo de un termómetro digital el cual nos ayudara a comprender los conceptos de temperatura y el comportamiento que esta tiene en la planta denominada neem. Se pretende elaborar un termómetro digital el cual se probara con dicha planta obteniendo la comprobación de las temperaturas teóricas

Hipótesis:El termómetro digital a base del sensor DS1820 será capaz de medir temperaturas en un intervalo de -25°C a 125°C, y será eficiente en el aspecto de precisión y estética. A través del display, el lector podrá visualizar la temperatura de una manera sencilla, exacta y fácil, además, por su pequeño tamaño puede ser transportado a diversas situaciones donde se necesite medir la temperatura.

Justificación:En el presente trabajo se explica el diseño y desarrollo para implementar un "termómetro digital”.

El   termómetro   es   un   instrumento   de   medición   de   temperatura.   Desde su invención ha evolucionadomucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales.

Inicialmente  se  fabricaron  aprovechando  el  fenómeno  de  la  dilatación, por lo que  se  prefería  el  uso  de materiales  con  elevado  coeficiente de  dilatación,  de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramientoera fácilmente visible. El metal  base  que  se  utilizaba  en  este  tipo de  termómetros  ha  sido  el  mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada.El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; éste podría considerarse el predecesor deltermómetro. Consistía en un tubo de vidrio terminado en una esfera  cerrada;  el  extremo  abierto  se sumergía  boca  abajo  dentro  de  una mezcla de alcohol  y agua,  mientras  la  esfera  quedaba  en la  parte superior.  Al calentar el líquido, éste subía por el tubo.

OBJETIVOS General:

Aprender a armar un termómetro digital, que funcione correctamente.

Específico: Conocer y comprender el concepto de temperatura.

Aprender del funcionamiento y construcción de un termómetro digital.

Conocer teórica y experimentalmente la temperatura de la planta del Neem.

MARCO TEÓRICO Termómetro Digital - Rango de -25° a 125°

El funcionamiento de este termómetro se basa en un sensor de temperatura de la compañía “Dallas Semiconductores” el “DS 1820″ el cual usa el protocolo de lectura y escritura “One Wire” es decir que contamos con una lectura de la temperatura en forma totalmente digital a través de dos bytes de información.

Entre otras características que podemos mencionar de este potente

componente, es que viene en un encapsulado “TO 92″ es decir que es muy fácil manejar, ya sea para pegarlo en algún objeto del cual quisiéramos saber su temperatura ó simplemente agregar unos cables para alejarlo de la plaqueta y formar una especie de “sonda” la cual podremos acercar al lugar donde necesitemos medir la temperatura.

Un diagrama interno del sensor, nos muestra que de dentro de él, se encuentran complejos sistemas con comparadores, sensores y memorias, es decir que contamos con un microcontrolador diseñado exclusivamente para medir temperatura, no tendremos que preocuparnos por tensiones de referencia ni por configurar “conversores analógicos digitales” y ni hablar de calibrar el sensor, ya que la compañía de Dallas Semiconductors se encargó de ello.

Para más información sobre el sensor te recomendamos descargar su Hoja de Datos, la cual puedes encontrar en ALLDATASHEET solo basta con poner en su buscador el nombre del componte y descargar su hoja de datos. 

Continuando con el desarrollo del termómetro el circuito que te proponemos consta de un Pic 16F628a , debido a que es el mas común entre los pics comerciales, no obstante se puede utilizar si se quisiera el Pic 16f627a, el cual tiene menos memoria que el primero, pero suficiente para dejar el termómetro funcional ya que el programa que lleva dentro consta de unos cuantos bytes, pudiendo ejecutarse con uno o con otro pic.

FuncionamientoEl circuito del termómetro muestra un regulador de voltaje, un pic, que se encarga de leer la temperatura del sensor DS1820, y al mismo tiempo se encarga de mostrar esa temperatura en tres displays mediante un proceso de multiplexado. 

El programa que se ejecuta dentro del pic, lee la temperatura con el uso del protocolo “One Wire” una vez que el proceso de lectura termina, se guarda en la memoria del pic, para luego ser convertido en un numero decimal común, ya que en un principio este número tiene información de signo de la temperatura y un decimal después de la coma. Una vez que el dato está listo, ingresa a una función donde es convertido en un número binario de 8 bits para que pueda mostrarse y visualizarse en los displays de siete segmentos. 

 EFECTO DE LAS TEMPERATURAS SOBRE LAS PLANTAS

Las temperaturas tienen efecto sobre la velocidad de crecimiento, germinación, transpiración, respiración, fotosíntesis, y absorción de agua y nutrientes (Urbano, 1999, Villalobos et al., 2002). Velocidad de crecimiento: existe una relación entre temperatura y velocidad de crecimiento. La integral térmica (unidades de calor) modeliza esta influencia

Germinación: Por debajo del cero de crecimiento existe una temperatura por debajo de la cual las semillas no germinan, esta temperatura se denomina cero de germinación. Para temperaturas superiores al cero de germinación, según aumentan se recorta el tiempo necesario para la nascencia.

Transpiración: Sin restricciones de humedad los principales factores que influyen sobre la transpiración son la temperatura y la iluminación. El principal factor que interviene en la apertura de las estomas es la iluminación, así a igualdad en la iluminación, puede observarse que al aumentar la temperatura se incrementa la transpiración, incremento ligado al descenso de la humedad relativa del ambiente en el que la planta transpira.

Respiración: La actividad respiratoria es baja a bajas temperaturas, aumentando según aumentan las temperaturas hasta llegar a un máximo a partir del cual la actividad respiratoria decrece.

Fotosíntesis: La fotosíntesis se puede realizar incluso a temperaturas próximas al cero, según aumenta la temperatura aumenta la actividad fotosintética hasta llegar a un máximo a partir del cual decrece. Este máximo se sitúa según especies entre los 25 y 30ºC.

Absorción de agua y nutrientes: con temperaturas más bajas de las normales se disminuye la velocidad de absorción de agua y de soluciones nutritivas por parte del sistema radicular, disminuyendo la velocidad de translocación interna de las soluciones absorbidas. Se reduce la asimibilidad de las sustancias nitrogenadas y se hace especialmente lenta la síntesis de proteínas. Baja la asimilación del K2O, y en menor medida la del P2O5. El termo periodismo y el proceso de la vernalización nos dan también dos ejemplos de la influencia de las temperaturas sobre las plantas. [Cortez, 2010]

NEEM

El cultivo del árbol de Neem, también conocido como nim y lila india y cuyo nombre científico es Azadirachta indica, se da de excelente manera en zonas que tengan climas tropicales, subtropicales y también en lugares muy húmedos con temperaturas elevadas.

El neem se desarrolla desde los 0 hasta los 1000 metros sobre el nivel del mar. Necesita de precipitación anual del orden de los 800 milímetros, sin embargo, crece muy bien en zonas que presenten precipitaciones que oscilen entre el rango de los 500-1200 milímetros de agua caída.

CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS DEL NEEM

El árbol del neem es muy exigente con las temperaturas, necesita para crecer de manera óptima que las temperaturas mínimas estén por sobre los 20°C, ya que es muy intolerante a las heladas y temperaturas mínimas cercanas a los 0°C.

El Neem puede desarrollarse en diferentes tipos de suelo, pero sobrevive mejor en sustratos bien drenados, profundos y arenosos (con un pH de 6,2 a 7). Vive en regiones con una temperatura anual de entre 21 y 32 °C, puede tolerar muy altas temperaturas, pero no tolera las menores de 4 °C, porque se deshoja y puede morir.

Como especie oriunda de zonas tropicales y subtropicales, el árbol demanda mucha luz y temperaturas entre 26 y 36 °C.

Por otra parte, el neem no es muy exigente en cuanto a las condiciones del suelo, se adapta muy bien a suelos con bajos niveles de materia orgánica, sin embargo, no se desarrolla en suelos arenosos y secos.  Necesita de suelos con buen drenaje y bastante profundidad.

Cuando el neem se ha desarrollado y presenta un crecimiento importante se convierte en una especie tolerante a las sequías. Debido a las condiciones que el neem exige para ser cultivado es sumamente difícil que se desarrolle en zonas que no presentan los climas tropicales o subtropicales. [Flores, 2015]

DESARROLLOMaterial

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 = 390 R8 = 4k7 R9, R10, R11 = 1k R12 = 390 Q1, Q2, Q3 = BC 337 C1, C4 = 100 nF C2 = 100 uF C3 = 10 uF D1 = 1n 4007 D2 = Diodo Led U1 = PIC 16F628A U2 = Reg 7805 U4 = DS 1820 3 Displays de 7 Segmentos Cátodo Común Batería 9 Voltios Plaqueta PCB de 5 cm x 10 cm 

Procedimiento

1. Comprar los materiales necesarios para la construcción del termómetro.2. Descargar el PCB listo para imprimir y transferir con el método de planchado 3. . Proceder a hacer la pruebas en base a la vista de la Plaqueta y disposición de

componentes:

4. Comprobar que funcione, y mida el objeto determinado en el proyecto.5. Una vez que el termómetro funcione correctamente, hacer una “caja” en la cual irá

la placa, y solo se verán los displays que marcan la temperatura y el DS1820 al cual se le acercara el objeto a medir la temperatura.

Prototipo de la placa

Prototipo del proyecto

Displays

DS 1820

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS [Cortez, 2010] “ACCIÓN DE LA TEMPERATURA SOBRE LA VEGETACIÓN” PDF. México. Disponible en:http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/climatologia-aplicada-a-la-ingenieria-y-medioambiente/contenidos/tema-5/ACCION-DE-LA-TEMPERATURA-SOBRE-LA-VEGETACION.pdf

[Flores, 2015] ¿Qué es el Neem? Web. México. Disponible en:http://herbaldechiapas.com/content/8-el-neem-que-es-el-neem-su-estudio