Instrumentaci ´on y otros materiales utilizados

En este apartado se explicar ´a la placa de Arduino Uno y el sensor de temperatura PT1000. Luego se citar ´a el resto de materiales utilizados en el proyecto. Por la otra parte, los pro- gramas de software utilizados para el procesado de los datos, que en este caso se refiere al LabVIEW y MATLAB, se detallar ´a en el siguiente apartado. Se proporcionar ´a informa- ci ´on sobre las funcionalidades principales de los programas, que est ´an programados a mano, y tambi ´en se dar ´a un peque ˜no manual de uso de los dos programas.

2.1.3.1. Arduino Uno

Arduino Uno es una placa electr ´onica basada en microcontrolador ATmega328. Tiene un cristal de cuarzo de 16 MHz, una conexi ´on USB, un conector de alimentaci ´on, una cabe- cera ICSP y un bot ´on de reinicio. Tambi ´en cuenta con 14 pines digitales de entrada-salida, de los cuales 6 de ellos pueden ser utilizados como salidas PWM. Adem ´as, tiene 6 en- tradas anal ´ogicas que es el aspecto m ´as relevante en este proyecto. Ya que se pretende utilizar Arduino como una placa de adquisici ´on de datos, de los cuales son todas se ˜nales anal ´ogicas. Por lo tanto, cuantas m ´as entradas anal ´ogicas tenga m ´as se ˜nales de muestra podr ´an ser medidas.[20]

La utilizaci ´on de esta placa es sencilla, basta con conectarlo a un ordenador con el cable USB o la corriente con un adaptador de CA a CC o una bater´ıa para su inicializaci ´on. El entorno de programaci ´on es de software libre y dispone de una amplia comunidad de usuarios en Internet.

2.1.3.2. AvaSpec 2048

AvaSpec 2048 es un espectr ´ometro de fibra ´optica. Principalmente es utilizado para medir la intensidad de la luz en el UV, VIS, NIR e IR-regi ´on. Estas medidas se utilizan en muchas aplicaciones diferentes, tales como la medici ´on del color, determinaci ´on de la concentra- ci ´on de componentes qu´ımicos o an ´alisis de la radiaci ´on electromagn ´etica.[21]

En este proyecto se utilizar ´a este espectr ´ometro para la adquisici ´on de la intensidad de la luz emitida de los LEDs en paralelo a la adquisici ´on de los datos el ´ectricos, con la finali- dad de comparar estos resultados. AvaSpec 2048 tambi ´en dispone de un software propio, donde es relativamente sencilla adquirir los datos de los experimentos y pasarlos a otra plataforma para facilitar su procesamiento m ´as detallado.

2.1.3.3. Sensor PT1000

El sensor PT1000 es un RTD, resistence temperature detector. Es decir, un sensor de temperatura basado en la variaci ´on de la resistencia de un conductor con la temperatu- ra. En este caso, el sensor de temperatura PT1000 est ´a hecho de platino. Este material tiene una variaci ´on de resistencia el ´ectrica muy lineal en funci ´on de la temperatura. Es- ta linealidad de resistencia en funci ´on de temperatura permite simplificar su uso en una gran diversidad de aplicaciones. Los sensores PT1000 con salida directa a cable puede trabajar entre unos -50oC hasta 230oC en funci ´on del tipo de cable y de las medidas de la vaina de protecci ´on, siendo un rango de temperatura suficiente para las medidas del proyecto.[22]

Adem ´as de cumplir el rango de medida requerido, PT1000 tambi ´en dota de las siguientes caracter´ısticas[22]:

• Medidas de alta precisi ´on: midiendo temperaturas de±0.5oC.

• Caracter´ıstica de gran Linealidad temperatura-resistencia.

• Tiempo de respuesta r ´apido, alrededor de un segundo.

• Diversidad de medidas de longitud y anchura disponibles.

• Resistencia nominal de 1000 ohmios a 0oC.

• Corriente m ´axima de 1mA para no autocalentarse.

Las anteriores caracter´ısticas son ideales para la realizaci ´on de los experimentos del pro- yecto donde se requiere precisi ´on en las medidas, tiempo de respuesta r ´apido y una linealidad precisa de temperatura-resistencia.

Por otro lado, la hoja de especificaciones del sensor tambi ´en facilita la siguiente formula de la curva de temperatura caracter´ıstica. Sabiendo que las medidas de las temperaturas est ´an dentro del rango positivo, entre 0oC a 600oC. Entonces la ecuaci ´on que se tiene que utilizar es la siguiente:

R(t) = R(0) · (1 + A · t + B · t2) (2.1) D ´onde:

• R(0)=valor de termistor a 0oC que es de 1000 ohmios.

• A = 3,90802 · 10−3. • B = −5,802 · 10−7.

• t = valor absoluto de temperatura enoC.

Resolviendo la anterior ecuaci ´on de segundo grado, el valor de la temperatura queda defi- nida por la siguiente ecuaci ´on, siendo RT el valor de resistencia del PT1000 en el instante de la medida. To_C= −A + r A2_{− 4B(1 −}RT R₀) 2B (2.2)

Por lo tanto, para obtener la temperatura solo hace falta obtener el valor de resistencia del PT1000 en el instante de medida y utilizar la anterior formula. Sin embargo, se tiene que tener en cuenta los factores como la longitud del cable del PT1000, los errores de medida, y otras condiciones del entorno que pueden afectar en la correcta medida de la resistencia del PT1000. Por esta raz ´on, se tiene que hacer una calibraci ´on previa del PT1000 y ajustar a la temperatura que muestra el term ´ometro electr ´onico del laboratorio como referencia.

2.1.3.4. Otros materiales e instrumentaci ´on

En este apartado se har ´a una breve introducci ´on sobre el resto de materiales e instrumen- taci ´on del laboratorio que ha sido necesarios para realizar las pruebas experimentales del proyecto. A continuaci ´on, se expondr ´a estos elementos:

• Fuente de alimentaci ´on CC: output m ´aximo de 30 V a 1 A.

• Mult´ımetros de precisi ´on.

• Varios cables banana.

• Placa protoboard.

• Resistencias de precisi ´on de 10 de 25 W.

• Resistencias de 0.25 W.