Posts Tagged ‘formación’

Feb
03

Sensores en Arduino (I): Temperatura

En Configuración de Instalaciones Domóticas y Automáticas de 2º curso del CFGS de Sistemas Electrotécnicos y Automatizados estamos ahora dedicando unas horas a la semana a la configuración de sistemas domóticos, para lo cual estamos integrando diferentes tipos de sensores en placas Arduino y elaborando algunas aplicaciones de control domótico en sistemas no propietarios.

Un caso especialmente interesante son los sensores de temperatura, en los cuales nos centraremos especialmente en los termistores NTC y los sensores de unión semiconductora (LM35 y TMP36), dejando fuera los RTD y termopares, que integraremos en sistemas automatizados basados en autómata programable.

En el caso de los termistores NTC, estamos trabajando con termistores NTC de 10K, con un rango de medición de -80ºC a 150ºC (de sobra para las aplicaciones que queremos diseñar).

Termistor NTC 10K

El principal problema que plantean los termistores a la hora de emplearlos en aplicaciones de control de temperatura es sin duda la no linealidad de la curva R/T. Por contra, ofrecen gran sensibilidad, precisión y bajo coste frente a otro tipo de sensores. Su integración en sistemas domóticos, y en este caso en Arduino, exige una modelización de la curva R/T, teniendo en cuenta que en este tipo de sensores, una pequeña variación de la temperatura provoca una gran variación de la resistencia asociada. En este caso, al ser NTC, un aumento de temperatura provoca una gran disminución de la resistencia y viceversa.

El método más corriente para modelizar la curva R/T de los termistores NTC consiste en aplicar la ecuación de Steinhart-Hart, que relaciona la temperatura con la resistencia de la forma:

Steinhart-hart

a,b y c son parámetros específicos de cada tipo de sensor, y por tanto deben ser determinados o especificados por el fabricante. En el caso de sensores NTC como es nuestro caso, es posible simplificar la ecuación de Steinhart-Hart por:

Steinhart-Hart NTC B

donde el parámetro B (beta) es específico de cada material (y además varía con la temperatura), To es la temperatura base de referencia (25ºC o 298.15 ºK) y Ro es la resistencia a esa temperatura de nuestro sensor (10K en nuestro caso).

Naturalmente, para poder modelizar las ecuaciones necesitamos conocer los valores de a, b y c o bien los valores de B, sin lo cual no podemos hacer gran cosa. El fabricante para este caso nos ofrece diversa documentación que será necesario diseccionar para poder averiguar aquello que nos interesa. Para el caso de los termistores de 10K (tipo F), el fabricante nos ofrecen las características de los mismos, dentro de las cuales podemos ver:

Termistores tipo F 10K

es decir, el fabricante ha modificado ligeramente la ecuación de Steinhart-Hart y nos ofrece valores de a, b, c y d para su modelización R/T (que no es la misma que la original y por tanto los coeficientes no son trasladables). Introducir la ecuación ahora en un sketch para Arduino es sencillo. El único problema se presenta a la hora de conocer los valores de Rth/R25, ya que en función de ellos debemos seleccionar a, b, c y d y además hallar Rth.

Para solucionar el primer problema, el fabricante nos proporciona además en el mismo documento una tabla de Rth/R25 a diferentes temperaturas. Podemos ver cómo en el rango entre 0ºC y 50ºC, que es donde utilizaremos nuestro sensor, nos situamos entre 0.36036 y 3.274, por lo que los valores de a, b, c y d nos quedan fijados.

Rth/R25

Para solucionar el segundo problema (hallar Rth), es necesario transformar las variaciones de tensión en el pin analógico de Arduino en variaciones de resistencia. Podemos hacerlo con un montaje sencillo de la siguiente forma:

NTC 10K Arduino

De este modo, analizando de forma sencilla el circuito, podemos concluir que Rth= (1024 x 10000 / (lectura A0)) – 10000. La lectura de A0 variará entre 0 y 1023, de modo que 0 corresponde a 0V en A0, y 1023 corresponde a 5V. De este modo, podemos hallar el valor de Rth en función del valor de lectura en el pin analógico. Introducimos igualmente dicha ecuación en Arduino, de forma que nos queda algo como:

El código anterior nos devolverá cada medio segundo el valor en ºC medido por el termistor NTC 10K.

Es posible no obstante plantear el código empleando para ello el parámetro B para nuestro termistor NTC. En este caso, podemos fijarnos en la tabla que el fabricante nos adjunta para termistores tipo F, donde se detalla el valor de B para cada rango de temperaturas. A pesar de que B no es constante con la temperatura, es posible considerarla más o menos constante por rangos:

Valor de B con la temperatura

De este modo, para nuestro caso podemos considerar su valor como 3895, y plantear ahora el código anterior como:

Obteniendo de esta forma valores muy similares a los obtenidos con el código anterior, por lo que la modelización puede considerarse correcta. En otro artículo plantearemos la simplificación obtenida (con los consiguientes sacrificios) al emplear sensores basados en unión semiconductora como los LM35 o TMP36.

Jul
17

Keep calm and use Evernote

Esto no es un manual de Evernote, ni por supuesto es su objetivo pretender descubrir, con fines didácticos o no, una herramienta que lleva funcionando desde que en 2008 abriese su beta al público. Para esos fines, hay infinidad de documentación infinitamente mejor que lo relatado en este post. A modo de ejemplo, y orientado al ámbito general, aconsejo consultar la serie Evernote de ThinkWasabi, de Berto Pena (imprescindible lectura), la de David Torné  o los artículos de productividad con Evernote de Yoriento. Si lo que se busca es una orientación al ámbito educativo, además de la recopilación de recursos de Evernote for Schools, hay miles de posts con información más exhaustiva, profunda y documentada que la aquí desarrollada, que no es más que la descripción de una experiencia de uso. Podría recomendar miles, pero en esta última categoría vale la pena leer:

  • 12 formas de usar Evernote para profesores y estudiantes (TotemGuard – Recursos TIC para profesores).
  • Evernote para profesores y alumnos (Blog Evernote, por Meritxell Viñas, de nuevo TotemGuard).
  • Evernote en las aulas (Blog del Diario Vasco, por @profesorjano).
  • Advanced Evernote iOS Webinar (excelente Webinar para el uso de Evernote bajo iOS)
  • Evernote for education Webinar (fantástico Webinar para aplicaciones de Evernote al ámbito educativo).
  • (…)

En fin, que sólo con enlaces da de lejos para rellenar más de un post. No tiene sentido pues manualizar de nuevo Evernote (palabro al canto).

Evernote

Mis comienzos con Evernote

Empecé usando Evernote sin tener mucha idea ni de qué representaba o cuál era su filosofía de uso, ni de su posible experiencia de usuario. Más bien como un experimento más de los cientos de servicios a los que uno se suscribe y de los que se queda con no más de un puñado.

Abr
23

Introducción al control PID con S7-1200 de Siemens.

Las últimas semanas he tenido la suerte y el gusto de poder estar en el IES Sáenz de Buruaga de Mérida impartiendo junto con David Pecellín un curso de Introducción a los Autómatas Programables con S7-1200 de Siemens, partiendo desde el control digital y llegando hasta el control analógico y control PID con estos dispositivos, gracias a la colaboración del fantástico departamento de Instalación y Mantenimiento del centro y a la magnífica organización de la asesoría de FP y Tecnología del CPR de Mérida.

Parte del material generado es una adaptación del generado anteriormente para el curso del IES San Roque de hace poco, pero parte es completamente nuevo. Quizá lo más interesante son los fundamentos del control PID y la implementación para estos dispositivos, que aquí dejo por si a alguien le puede resultar útil.

Un placer trabajar así, y espero que se repita la experiencia con el próximo curso de Arduino.

Jun
05

Dípticos Ciclos Formativos IES San Roque

Pues lo dicho… Dípticos recién salidos del horno preparados para el curso siguiente. Tristemente son sólo 3 en vez de 4. Si esto sigue así, lo mismo en unos años no son más que 2…Consecuencias de no adaptar de forma correcta la situación curricular al contexto concreto de la comunidad.

Veremos en qué queda todo…

Ciclo Formativo de Grado Superior de Eficiencia Energética y Energía Solar Térmica

Ciclo Formativo de Grado Superior de Mantenimiento de Instalaciones Térmicas y de Fluidos

Ciclo Formativo de Grado Medio de Instalaciones Frigoríficas y de Climatización

May
12

Videotutorial de CADe_SIMU

Aunque con un poco de retraso para mis alumnos (o con un poco de adelanto para los del curso que viene, depende de cómo se mire) hace poco elaboré un pequeño videotutorial del software CADe_SIMU que muchos conoceréis. Es un programa muy sencillo, con opciones muy limitadas debido a su estructura (imposible compararlo con cosas como EPLAN Electric P8) pero muy bien construido y estupendo para iniciarse en el aprendizaje de los automatismos cableados.

Sin más, ahí va el videotutorial.

Abr
17

Entrevista en infoPLC

En la web infoPLC publican esta entrevista que muy amablemente me solicitaron y tuve el gusto de mandarles. Aprovecho para recomendaros, si no conocéis la página, la visita obligada para todo profesional de la automatización, debido a la enorme cantidad de material de formación, artículos de últimas tendencias en el sector técnico y fantástico foro donde casi cualquier duda que pueda surgir a nivel profesional puede encontrar solución.

Ene
30

¿TIC en la FP?

Si he de ser sincero, siempre que la actividad me ha puesto delante, de forma voluntaria o involuntaria, una situación en la que las diferencias entre la formación profesional y la educación secundaria obligatoria eran palpables (en estos gazpachos de gente que tenemos hechos en los institutos), casi nunca he sentido envidia (llamémosla sana por ser condescendientes) de la situación ajena respecto a la propia. Y digo casi nunca por los aspectos habituales que uno está un poco cansado de argumentar, llamémosles en general GUARDIAS, y lo dejo aquí que se me calientan las yemas de los dedos.

A lo que iba: siempre tiene uno la sensación de ser un privilegiado por el ámbito en que desempeña su labor docente, por unas u otras circunstancias que son por supuesto discutibles, pero que son las de uno. Y yo, personalmente, no las cambiaba. Pero hete aquí que conforme me he ido metiendo en ámbitos que hasta ahora sólo había rozado tangencialmente, he encontrado algo de lo que realmente siento sana (ahora sí) envidia de otros niveles educativos.

Si generalmente en el ámbito educativo y formativo la Formación Profesional ha sido siempre (ahora nos intentan vender otra cosa, pero lo venden a precio barato) la apestada del sistema (y no olvidemos, otros países sí lo saben, que de la calidad del sistema de Formación Profesional depende el nivel de desarrollo tecnológico de un país), ahora sigue siéndolo, y seguirá así me temo un rato largo, la apestada en el uso de las Tecnologías de Información y Comunicación. La situación se solventa dejando libre albedrío a las familias profesionales y ciclos para que, bajo su sesgado criterio, empleen aquello que crean oportuno, a cargo por supuesto de los presupuestos y asignaciones departamentales, pero sin un claro y definido programa que apoye, defienda y promueva el uso de TIC desde el punto de vista formativo, y no del profesional propio de cada familia.

De esta forma, mientras la educación primaria y secundaria se engordan y ceban en el uso de TIC, en la FP estamos a dos velas, hasta el punto, y esto es lo gordo, que en muchos (no en uno ni dos, en muchos) Ciclos Formativos de nuestra Comunidad no existe, no digo ya los ordenadores por cada dos, tres u ocho alumnos, sino ni siquiera el ordenador por profesor (de portátil ni hablamos, hablo del mamotreto fijo de la mesa del aula). Y aquí no pasa nada. Lo tomamos como lo más normal. Como la FP no entra cuando hablamos de TIC, pues todos contentos con lo que hay.

Y lo grave de esta situación es que es ahí realmente donde se aprovecha el potencial de las TICs a nivel formativo (no digo por supuesto que no se aproveche a otros niveles, pero no como nos quieren hacer creer los politiquillos de turno, a los que les interesa porque con eso es con lo que se imprimen las dietas). La Formación Profesional ofrece un abanico tan sumamente amplio de recursos para la explotación de las TIC que deja palpable y claro que este sistema es el del mundo al revés: hartura para quienes no pueden, quieren o saben aprovechar la comida, y hambre y miseria para aquellos que sí podrían hacerlo.

Ojalá me equivoque y de aquí a nada, cada vez que lea una noticia de asignación de equipos, pizarras digitales, programas de formación, promoción y difusión de herramientas TIC, o iniciativas para su fomento aparezcan, al lado de la educación obligatoria, las letras FP. Pero vamos, cazado un conejo, cazados todos. Todavía tiene que llover.

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This work by José María Delgado is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Spain.