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domingo, 28 de abril de 2013

Cinco termómetros a la vez con Arduino

Estaba preparando las prácticas para mis alumnos de física en calor y temperatura y sucede que más de una vez, llegamos al laboratorio de la escuela y hay un solo termómetro (con suerte) otras veces me pasó que el que estaba, tenía el bulbo roto :-(

Hay muy lindos experimentos que serán motivo de otra entrada en mi blog con calor y es necesario contar con varios termómetros que lean en forma simultanea, este es el tema que hoy abordaremos.

Materiales

5 diodos 1N4148 (valen menos de 1$ o podemos sacarlos de alguna plaqueta)

5 resistencias de ¼ W de 2K2 ohms (tres bandas rojas en el código de colores)

Cable de mouse

Spaguetti termocontraible

La placa arduino.

clip_image002

Circuito eléctrico

Esta imagen muestra como ejemplo la conexión de dos de ellas

termometro5sondas

Construcción de las sondas

Es conveniente usar para todas la misma longitud de cable, unos 50 cm esta bastante bien, podemos usar el cable de los Mouse que son muy flexibles, tienen varios cables dentro pero solo usaremos dos de ellos. En uno de los extremos soldamos el diodo cuidando siempre usar los mismos colores para ánodo y cátodo, para luego no confundirnos en la conexión. Una vez soldado le pondremos un trozo de termocontraible para dejarlo prolijo y resguardar las soldaduras.

clip_image006

Las cinco sondas

clip_image008

En la imagen se ve el protoboard con las cinco sondas y ya conectadas a la placa Arduino

Calibrado

Para calibrar es sumamente sencillo, una vez armado el dispositivo como se ve en la imagen anterior cargamos el siguiente código a Arduino
//Código para calibrar las sondas del termómetro
void setup() {
Serial.begin(9600);
analogReference(INTERNAL);// pone como referencia iterna 1.1V
}
void loop() {
Serial.print (" Term 1= ");
Serial.print (analogRead(0));
Serial.print (" Term 2= ");
Serial.print (analogRead(1));
Serial.print (" Term 3= ");
Serial.print (analogRead(2));
Serial.print (" Term 4= ");
Serial.print (analogRead(3));
Serial.print (" Term 5= ");
Serial.println (analogRead(4));
delay(1000);
}

Una vez hecho esto activamos el monitor, nos encontraremos con cinco columnas como estas:

clip_image010

Atamos las 5 sondas con una banda elástica y las colocamos en una copa con hielo y un poco de agua dejando unos minutos para que se estabilicen las lecturas.

clip_image012

Tomamos nota de las lecturas

Por ejemplo en mi caso fueron:



























Numero de sondaLectura a 0°
1632
2630
3629
4628
5641

Ahora hacemos lo mismo pero colocando las sondas en agua hirviendo

clip_image014

Igual que antes tomamos nota, como ejemplo doy los valores míos pero cada uno deberá hacer sus medidas para que los termómetros marquen bien.



























Número de sondaLectura a 100°
1452
2459
3450
4449
5473

Ahora vamos a cargar el código que dará las lecturas de los termómetros que es este:
// termometro múltiple fácil de calibrar
float termometro1= 0;// entrada A0
float termometro2= 0;// entrada A1
float termometro3= 0;// entrada A2
float termometro4= 0;// entrada A3, se pueden poner mas sondas en A4 y 5
float termometro5= 0;
int tiempo=0;
int cnt=0;
float t1=0;
float t2=0;
float t3=0;
float t4=0;
float t5=0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
analogReference(INTERNAL);// pone como referencia iterna 1.1V
}
void loop() {
   t1 = map(analogRead(0),452,632,1000,0); // a 0°C la lectrura de analgRead es 140 y a 100°C es 99
   t2 = map(analogRead(1),459,630,1000,0);// calibrar cada sonda por separado y poner los valores correspondientes en map  
   t3 = map(analogRead(2),450,629,1000,0);
   t4 = map(analogRead(3),449,628,1000,0);
   t5 = map(analogRead(4),473,641,1000,0);
   termometro1= t1/10;
    termometro2= t2/10;
     termometro3= t3/10;
      termometro4= t4/10;
       termometro5= t5/10;
   tiempo =millis()/1000;
   // para ver en el monitor
Serial.print (tiempo);
Serial.print (" Term 1= ");  
Serial.print (termometro1,1);
Serial.print ("        Term 2= ");
Serial.print (termometro2,1);
Serial.print ("        Term 3= ");
Serial.print (termometro3,1);
Serial.print ("        Term 4= ");
Serial.print (termometro4,1);
Serial.print ("        Term 5= ");
Serial.println (termometro5,1);
delay(1000);
}

Antes de proceder a cargarlo vamos a colocar los datos de referencia

Donde dice:

t1 = map(analogRead(0),450,631,1000,0);

debemos reemplazar los valores en rojo por las lecturas que tomamos a 0° y a 100° para la sonda 1, asi:

t1 = map(analogRead(0),452,632,1000,0);

Luego igual con la sonda2, 3, 4 y 5

En mi caso quedaría asi:
t1 = map(analogRead(0),452,632,1000,0); // a 0°C la lectrura de analgRead es 140 y a 100°C es 99
t2 = map(analogRead(1),459,630,1000,0);// calibrar cada sonda por separado y poner los valores correspondientes en map
t3 = map(analogRead(2),450,629,1000,0);
t4 = map(analogRead(3),449,628,1000,0);
t5 = map(analogRead(4),473,641,1000,0);

Hecho esto grabamos y levantamos el código a arduino, activamos el monitor y tenemos que tener lectura igual +/- 1° en todas las sondas marcando temperatura ambiente

Así:

con1digito

Listo, ahora podemos usar nuestras sonda por separado, probamos si da el cero con agua con hielo, o la temperatura corporal etc.

Este dispositivo voy a usarlo en unas pruebas interesantes de calor y tempertura en una próxima entrada.

domingo, 25 de abril de 2010

Estufa de cultivo para microbiología

 

Siguiendo con el tema microscopía, es probable que alguien este interesado en ver bacterias y  será necesario hacer algún cultivo, esto requiere de una estufa que mantenga la temperatura en 37ºC bien, ese es el objetivo de este proyecto

Mas adelante pondré una serie de cuidados que hay que tener cuando se trabaja con microorganismos

Hace unos días un compañero de trabajo me regaló un microondas que se había quemado y como sabe que soy de los “juntamugre”… la cuestión es que pensaba usar el transformador para una soldadora de puntos y me quedaba el gabinete que esta en muy buenas condiciones y las resistencias del grill que también están en perfecto estado y así empecé este proyecto, queriendo usar esto, pero antes de desguazarlo probé un magnetrón que tenía tirado en el taller y oh! sorpresa salió andando, así que quedará para experimentos múltiples como microondas, todo esto lo digo porque seguramente muchos tendrán algún gabinete de este tipo y viene fenómeno para el proyecto.

Tengo un par de amigos de alto conocimiento en electrónica Ángel y Héctor y les pedí que me diseñaran alguna electrónica de un termostato para ponerle, asi cada uno diseño uno, el de Ángel es bastante sencillo lleva un par de integrados y los indicadores son led y Hector un proyecto mas ambicioso con una PIC y un display digital con lectura directa de temperatura este circuito estará proximamente en el blog para los mas entendidos en electrónica

Como no tenía ahora el gabinete del microondas improvisé uno con una conservadora de vacunas que tienen un tamaño aproximado de 35x50x35 cm en el interior como resistencia calefactora un foco de filamentos de 40W El termostato que usé para esta estufa es el de Ángel, al mas elaborado lo dejé para modificar la estufa de cultivos del laboratorio que tiene un termostato mecánico muy viejo, pero como ya dije también podrán encontrarlo a la brevedad en el blog

clip_image002

En la foto se ve el conjunto, la conservadora de vacunas que se ve iluminada en su interior por el foco, el termostato y el tester con la termocupla controlando la temperatura, es sorprendentemente estable.

clip_image004

clip_image006

Tratar de que el foco no toque las paredes de la conservadora para que no se queme

Este simple circuito lleva como sonda una con cuatro diodos comunes 1N4148 la que debe estar dentro delrecinto de la estufa así como también el foco de 40W o la resistencia que se use, la electrónica del termostato va en una caja plástica con los led a la vista y el potenciómetro que regula la temperatura, he agregado una llave de corte general me queda hacerle un cuadrante marcado con las temperaturas a que corta, este simple dispositivo es muy adecuado para incubadoras, asi que los criadores de aves podrán servirse del mismo. Si el recinto de la estufa es bastante grande muy bien puede servir un secador de cabellos como calefactor, que resulta muy adecuado por tener el ventilador que homogeiniza la temperatura .

clip_image008

El circuito

Gracias Ángel por todas las molestias que te tomaste en el diseño, el pcb, la lista de materiales y demás

clip_image010

La distribución de los componentes

clip_image012

El pcb

clip_image014

Vista previa

clip_image015

Lista de materiales y otros archivos con el PCB a medida aqui

Mas fotos del que he construido

clip_image017

Los cuatro leds, el de la izquierda marca el equipo encendido, los dos centrales indican si estan encendidos ambos que la temperatura esta en rango, si solo el rojo esta prendido esta pasado de temperatura y si solo el verde, le falta temperatura, el último led verde de la derecha indica que el calefactor esta encendido. La salida inmediatamente al costado del último led va a la resistencia calefactora, el cable gris es el de la sonda con los 4 dioditos.

clip_image019

Aca se ve el interior de la caja, el trafo es uno de 12+12 500 mA de la línea LQH (lo que había) igual los dos transistores que usé no son los del diagrama también de esta famosa línea LQH

Primera prueba

En una cápsula de petri con agar nutritivo, apoyé mi dedo sobre la superficie del medio y dejé en estufa durante 12 horas

clip_image021

La capsula recién sembrada con la contaminación de mi dedo

clip_image023

Se pueden ver una buena cantidad de colonias distintas, algunas han alcanzado bastante tamaño, otras mas chiquitas.


sábado, 7 de junio de 2008

Fuente regulada de 0.2 a 27vcon fusible electrónico


 

Marche una fuente para laboratorio sin fritas y sin puré (de transistores) con fusible electrónico

 

Fuente regulada de 0.2 a 27v económica con fusible electrónico modelo Black Tiger

 

Visitando la página de mi amigo Angel,  http://www.electrowork.com.ar/ElectroTiger/EcoFuente.htm

encuentro este diseño , muy accesible para los no sabemos mucho de electrónica, completamente hecha con transistores, todos muy fáciles de conseguir y económicos. El modelo original es el que está en la página antes mencionada, pero tras haber hecho algunas pruebas fue equipado además con un fusible electrónico regulable, en mi caso esta en 3 amperes, lo que la convierte en casi irrompible, por cualquier cortocircuito o exceso de consumo salta la protección y hay que resetear.

He armado por separado la fuente en si, con el PCB que está en el archivo y el fusible esta separado en una placa de pertinax cobreado del tipo para prototipos.

Además he agregado en paralelo otro transistor 2n3055 con su respectiva resistencia de emisor. Ambos transistores montados en una aleta disipadora.

Van los diagramas, pcb y fotos

ecofu anaje final

 

La plaqueta de circuito impreso la pueden encontrar aquí

Esta es la plaqueta vista del lado de los componentes

EcoFuente comp

 

Como se ve es muy simple, como les dije antes esta plaqueta no incluye el circuito del fusible electrónico regulable que esta separado y es muy interesante para agregarse a cualquier fuente.

Para completar conviene ponerle algún instrumento, he comprado un tester chino por unos  U$A 4 y el que he usado para medir voltios y corriente, con una pequeña llave conmutadora se tienen los dos parámetros, este multímetro es analógico, pero por igual precio se consiguen digitales que se pueden adaptar

Una generosa caja de chapa y un robusto transformador reciclado de no se que... tenía algo de 40 v en alterna por lo que con una cirugía menor saqué una derivación al secundario en unos 28 v que rectificados se fueron a 36 v 

Si se deciden a armar este modelo les recomiendo ver el siguiente hilo en DTforuM http://www.dtforum.net/index.php?topic=50100.0

 

fuente3

 

fuente2

 

El modelo terminado

fuente1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sábado, 12 de mayo de 2007

Termómetro electrónico de fácil construcción con sonda



Hace unos días tuve la necesidad de tomar temperaturas en un recipiente muy pequeño donde ni siquiera era posible poner el bulbo del termómetro de laboratorio, lo comenté en el foro de www.cientificosaficionados.com y un amigo me dió unos datos para construir esta sonda que hoy les presento.

Se trata de una fuente regulada con un integrado 7805 una resistencia de 2,2 Kohms y en la sonda lleva un diodo común 1N4148, según me comentó este amigo, Miguel Ghezzi (le hacemos la propaganda) puede usarse cualquier diodo.

circuitosondatermometro

El circuito puede verse en las fotos del blog, y también el montaje, hay una foto de la sonda que no es mas que un cable con el diodo en la punta y para evitar el ingreso de humedad que pueda falsear la lectura le he puesto un poco de silicona Silastic  y sobre ésta un trocito de termocontraíble. Como instrumento se usa el tester digital en la escala de 1 ó 2 voltios. Para la calibración, como cualquier termómetro se pone la sonda en el agua hirviendo y se anotan los mV, después se prepara hielo molido en agua y también se anotan los mV (el primero corresponde a 100º y el del hielo a 0º), van a ver que las lecturas son inversas, a más baja temperatura mayor lectura y a más alta menor.

Solo para tener como parámetro, a mi me dio 696 mV el 0º y 513 mV los 100º, pero eso dependerá de los materiales que se usen.

Acá pongo un documento en Excel con el gráfico (pinchar acá) solo tienen que tomar los valores y cambiarlos a los que le den en la práctica y tendrán su termómetro listo para usar.

Las ventajas son varias, es muy rápido en la estabilización, en pocos segundos marca lectura estable, es muy bueno para medidas en lugares chicos, con el mismo logré medir temperaturas en 0,2 ml . Lo que me quedó en el tintero es ver el rango, para abajo medí hasta -18º sin problemas, pero para arriba no hice pruebas, queda para uds. hacer las mismas.

 













lunes, 27 de noviembre de 2006

Instrumento casero para medir vacio (Vacuómetro)


Este sencillo instrumento esta  basado en la ley de Boyle y Mariotte  P.V=P´V´ Donde P es presión y V volumen.  Trabaja asi: se coloca un tubito de volumen conocido, preferentemente graduado, en mi caso usé un viejo hematocrito de Wintrobe marcado de 0 a 100 (ver fotos) este tubo se pone con la parte abierta sumergida en aceite, vaselina líquida o mercurio, a presión atmosférica quedara completamente lleno de aire, luego se introduce en la cámara de vacío y se acciona la bomba, comienzan a salir burbujas, cuando ya no salen más, se corta la bomba y se le da ingreso de aire de a poco, el líquido va a subir hasta cierto punto y quedara una burbuja de aire, aplicando la formula de la ley de gases P=P´.V´/V, donde P´ es la presión atmosférica, V´ es el volumen de la burbuja y V es el volumen inicial, en mi caso 5 mm la burbuja y como el tubo completo no entraba en la cámara lo corté y me quedó de 86 mm de volumen inicial .

Por lo tanto mi bomba depresora conseguirá un vacío de:

 P= 1 atm x 5 mm / 86 mm = 0,058 atm o lo que es lo mismo 58 milibares

  vacuometrowintrobe

 Modificacion interesante

En el laboratorio no falta material de vidrio que ha quedado en desuso, asi encontré las viejas pipetas de Thoma, son pipetas que se usaban y en algunos laboratorios se usan todavia, por lo que son bastante fáciles de conseguir. Hay de dos tipos, la de glóbulos blancos, que tiene una capacidad total de 11 y diviciones de 0.1 por lo que es posible medir vacios de hasta  0.0090 atm. y la otra la que tiene la perlita roja adentro , se usa para contar glóbulos rojos y tiene un volumen total de 101 con diviciones de 0.1 por lo que pueden medirse vacios de hasta 0,00099 atm. En la foto se puede ver tambien una pipeta de blacos a la que se le ha hecho una "cirugia" y esta lista para poner en el frasquito con vaselina liquida, esa cirugia es cortarla justo donde tiene la marca 11. En el extremo que debe estar cerrada se coloco un émbolo de una jeringuita tuberculina.

vacuometro2

 

 


domingo, 19 de noviembre de 2006

Cámara de vacio con filtro de combustible

Estaba en un desguase buscando los materiales para armar una campana de vacio que figura en el siguiente link: http://www.cientificosaficionados.com/TBO/camara%20de%20vacio/campanas%20para%20vacio.htm y me encontre con algo que podía servir sin necesidad de ninguna modificación, una vieja trampa de combustible de mas o menos medio litro de capacidad, tiene una base de aluminio con la entrada y salida a la que se puede ver, le adapté una canilla de bronce a un lado para cerrar y como posible entrada de gases y la otra  va a la bomba de vacio. tambien abajo hay un tornillo que puede usarse como tercera entrada. En la parte superior de la campana de vidrio que por cierto es bien grueso lleva una junta de goma y al medio sa adapta un caño rosacado que esta sellado con un tornillo con un o-ring. Todo el conjunto se arma con una varilla roscada que va al medio. yo la saqué ya que el mismo vacio hace que se peguen la base con la campana, que ajustan sobre una junta de goma, de esa manera puedo usar como electrodos la parte superior y la base. Se puede ver en las fotos.

En cuanto haga algunas pruebas las pondé aca.

 base_juntacampana_armadacampana_vacio

domingo, 3 de septiembre de 2006

Modificacion del conductimetro para visualizar con Led



Modificación del puente para utilizar como indicador de equilibrio un led.

  Después de exponer en el foro la inquietud de utilizar como instrumento del puente un LED y de paso aislarlo de la corriente continua que podía aportar el rectificador del microamperímetro, Angel de Villa Elisa mandó un circuito que es el que figura abajo

circuito

Con algunas modificaciones, realice el proyecto que resultó brindar un excelente resultado.  Todo esta montado en una robusta caja de fuente de PC como puede verse en la Foto 4. El potenciómetro R6 en la parte superior izquierda actúa de control de sensibilidad, en la misma parte superior en el medio hay una llave que conmuta dos escalas  X1 y X10  y en lado derecho esta el LED indicador. El potenciómetro PC16S del puente es uno de 1K lineal y la calibración se hizo colocando resistencias de valor conocido en el lugar de la celda. Los resultados, sorprendentes para la sencillez del modelo. La Celda es de acero inoxidable, una hoja de cuchillo paso a ser parte de la misma, lo mismo que un marcador fluor

foto4foto5

 Aca van los datos y como se realizaron.

Para evaluar el comportamiento se preparó una solución madre de Cl K  al 10% p/v y de ahí se hicieron las siguientes diluciones

 








 


Tubo 1


Tubo 2


Tubo 3


Tubo 4


Tubo 5


Tubo 6


Tubo 7


Tubo 8


Tubo 9


Cl K 10%


0,2


0,3


0,4


0,5


0,6


0,8


1,0


1,2


1,8


Agua dest.


9,8


9,7


9,6


9,5


9,4


9,2


9,0


8,8


8,2


 

La temperatura de las soluciones: 18 ºC.

La celda esta construida con dos placas de acero inoxidable de aproximadamente 1cm2 separadas entre si alrededor de unos 3 mm. (Foto 5)

Resultado de las lecturas y cálculos de conductancia















Concentraciongr/l 


Resistencia leidaohms


Conductancia calculadamS


0,2


550


1818


0,3


370


2702


0,4


285


3508


0,5


220


4545


0,6


170


5882


0,8


120


8333


1


110


9090


1,2


80


12500


1,8


60


16666


Grafica de concentraciones y conductancias


Haciendo un promedio de las pendientes de cada lectura se puede hacer una comparación de la lectura obtenida con el instrumento y la esperada  de acuerdo al promedio















Lectura obtenida


Lectura calculada


550


531


370


354


285


266


220


213


170


177


120


132


110


106


80


88


60


59


 

Curvas comparativas (real en azul y teórica en fucsia)

  Por último para calcular la TDS y la conductancia de las muestras hice una pequeña calculadora en Excel, donde se ingresa la lectura obtenida en el puente y la temperatura del líquido y ella se encarga de calcular las sales totales disueltas y la conductancia teórica de la misma y corrección por temperatura.

http://cid-c7f66de844f97871.skydrive.live.com/browse.aspx/P%c3%bablico

Por supuesto en caso de realizar el proyecto se deberá cambiar la constante 0,135 que figura en E2 y es la constante de la celda de medición