Acondicionar la señal del sensor (LM35) para obtener una salida de 0.7V a 5V

1. Servicio Nacional de Aprendizaje SENA
Regional Boyacá- CIMM- Sogamoso-
Teoría y práctica Electricidad- Colegio Técnico Francisco de Paula
Santander
GUIA DE APRENDIZAJE No.5
PROGRAMA DE FORMACION TECNICO EN SISTEMAS 228172 Ver.1
PROYECTO ASOCIADO IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE INFORMACION PARA
APOYAR PROCESOS DE APRENDIZAJE EN LA IET FRNACISCO DE
PAULA SANTANDER
ACTIVIDADDEL PROYECTO Diseño de anteproyecto - propuesta
AMBIENTE(S)F ISICO Aula Informática IET Francisco de Paula Santander
ORIENTADOR DEL PROCESO Ing. Oscar Ferney PérezHolguín
RESULTADOS DE APRENDIZAJE El aprendiz será competente para diseñar acondicionadores de
señal para sensores.
ACTIVIDAD(ES) DE APRENDIZAJE Y DURACION Diseño con amplificadores operacionales.
8 Horas
Introducción
Objetivo: Acondicionar la señal del sensor (LM35) para obtener una salida de 0.7V a 5V, a partir de un rango de
temperatura de 20°C a 40°C.
Materiales
1 Protoboard
Fuente DC variable
Multimetro
1 LM35
1 LM324
Resistencias: una de 680; cinco de 10k, 3 de 100k para el ejemplo; y de varios valores para efectos de diseño (1k,
2k, 3k, 47Ω, 22Ω, 100Ω, 220Ω, etc).
2 potenciómetro de 1k
Cable para protoboard
Acondicionamiento de la señal del sensor (LM35) para el medio ambiente:
La temperatura del medio ambiente generado por radiación, se obtiene mediante el sensor semiconductor LM35. Su
variación es de 10mV por cada grado centígrado, cuya señal debe ser acondicionada para obtener un rango de
voltaje desde 0.7V a 5V, de esta manera se consigue (para este caso) la medición de temperatura desde 20°C a
40°C.
El procedimiento para el diseño, de la etapa de acondicionamiento de la temperatura del medio ambiente se detalla
como sigue:
Figura 1. Función de transferencia para el acondicionamiento de la señal del sensor LM35
A partir de la Figura 1 se deduce la ecuación que representa la línea recta:

2. 74.2*2.17  entradasalida VV (1)
Tal función de transferencia se logra con el circuito de la Figura 2 Cuya ecuación se muestra a continuación:
b
F
entrada
FF
salida V
R
R
V
R
R
R
R
V
212
1 





 (2)
Figura 2.2. Acondicionamiento analógico de la señal del sensor LM35.
Comparando la ecuación (1) con la ecuación (2) se obtiene este conjunto de ecuaciones:
12
121.17
R
R
R
R FF
 (3) ; b
F
V
R
R
V
2
74.2  (4)
En donde para solucionar las ecuaciones (3) y (4), con el fin de encontrar el valor de las tres resistencias
involucradas se hace la relación dada por la ecuación (5):
1
2

R
RF
(5) 2.15
1

R
RF
(6)
Reemplazando la ecuación (5) en (3) se obtiene la ecuación (6), ahora si se escoge una RF =10kΩ, entonces de
las ecuaciones (5) y (6) se obtiene que los valores de las restantes resistencias son: R2 =10kΩ y R1 = 658Ω. Sin
embargo el valor hallado para R1 no es un valor comercial, así que la ajustamos al valor comercial más cercano, que
en este caso es de 680Ω, pero hay que tener presente cuales implicaciones, provoca este pequeño cambio. Para
ello se recalcula la función de transferencia resultante llegando a la siguiente:
5.27.16  entradasalida VV (7)
La ecuación (7) implica un nuevo rango de temperatura que representa a Vsalida, desde 19.75°C a 44°C, en contraste
con el rango original desde 20°C a 40°C. Como se observa el nuevo rango contiene los límites que esperan medirse,
justificando la selección de una resistencia de 680Ω en lugar de una equivalente a 658Ω.
Evaluación
Evidencia Criterios de Evaluación
1. Haga el montaje que se ejemplifica
2. Revise el Data sheet del LM35 y diseñe un
acondicionador que genere una salida de 0.7V a 5V,
para un rango de temperatura de 16 °C a 80°C.
Informe de la guía (simulaciones y evidencias de
funcionamiento “fotos”). Montaje y sustentación de los
circuitos.