Hola controleros y controleras, en esta entrada aprenderemos a realizar un monitoreo de temperatura, para un horno calefactor por resistencia utilizando una interfaz gráfica en MATLAB mostrado la evolución y el comportamiento dinámico de la variable temperatura en el computador. Adicionalmente, la comunicación entre el computador y el microcontrolador PIC se hará a través de una comunicación inalámbrica por radiofrecuencia utilizando dos módulos XBEE.

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Horno Eléctrico

Para el proceso de este proyecto, vamos a utilizar un horno electrico de 110VAC, de esos comerciales que podemos encontrar en nuestro hogar.

Horno electrico con PIC

Este tipo de hornos funciona con una resistencia calefactora, la idea entonces será colocar un relé de estado sólido en serie con la fase para poder regular la corriente que circula por la resistencia y de esa forma regular la temperatura.

Lectura de la Temperatura con Termocupla tipo K y PIC

El sensor de temperatura empleado en esta aplicación será un termopar tipo K, el cual estará conectado al PIC por medio de un integrado MAX6675.

Por lo tanto, la lectura de mV del sensor termopar tipo K sera interpretada por el MAX6675 y esta será enviada al microcontrolador PIC utilizando la comunicación SPI.

Si deseas conocer cómo realizar esta integración y como realizar la lectura de temperatura con el PIC, dale un vistazo a la entrada anterior:

👉 Termopar tipo K con PIC

Etapa de Potencia

Para poder controlar la potencia del horno utilizando un microcontrolador PIC, se empleará un Relé de Estado Sólido.

Relé de Estado Solido con PIC

Este relé de estado sólido tendrá que tener una entrada que acepte los 5VDC del microcontrolador PIC, por lo tanto, puede ser una entrada de 3-32VDC y una salida que acepte el voltaje alterno del horno de temperatura, que para esta práctica, se tiene un horno de 110VAC, por lo tanto la salida del relé puede ser entre 24-380VAC.

Por lo tanto, el Relé de Estado sólido, recibirá en la entrada, la señal de PWM del PIC, con lo cual el relé actuará como un SWITCHE de alta velocidad abriendo y cerrando rápidamente.

PWM PIC
15. PWM

Este switcheo de alta velocidad, conseguirá regular la corriente que circula por la resistencia y por lo tanto, la energía calorífica entregada por la misma.

Comunicación inalámbrica con PIC y XBEE

Para podernos comunicar con el computador, el microcontrolador PIC hará uso de la comunicación Serial RS232, sin embargo, en lugar de realizar una comunicación por cable, haremos la comunicación por radiofrecuencia.

Dispositivo XBEE
22. Configuración XBEE (Radiofrecuencia)

Para esto sustituimos el cable, por dos módulos de radiofrecuencia XBEE, logrando así una comunicación inalámbrica entre el PIC y el computador, para poder mandar los datos de temperatura y poderlos mostrar en la interfaz gráfica de MATLAB.

Puedes ver aquí como configurar los módulos XBEE.

Interfaz Gráfica con MATLAB

La comunicación entre el PIC y Matlab, será la esencia de este proyecto donde podremos monitorear la temperatura al interior de un horno.

Por lo tanto, en MATLAB vamos a desarrollar una interfaz gráfica capaz de mostrar tanto numéricamente cuanto gráficamente el comportamiento dinámico de la temperatura a lo largo de todo el experimento.

Dicha interfaz graficará en tiempo real la evolución de la temperatura al interior del horno, los cuales están siendo sensados por el microcontrolador PIC, para esto haremos uso de la interfaz gráfica de usuario GUIDE.

Puedes ver aquí como programar la interfaz gráfica con MATLAB animada.

Esquema del Circuito de Monitoreo de Temperatura con PIC

Monitoreo de Temperatura con PIC

Código de Implementación

A continuación tienes el código de implementación para que lo descargues gratuitamente, solo debes compartir el contenido de este post con cualquiera de los siguientes tres botones, de esa manera ayudas a que más personas aprendan a hacer estos proyectos.

Código en PIC C Compiler CCS C

Para descargar la librería del MAX6675 deberás hacerlo desde el post anterior: 👉 Termopar tipo K con PIC 

Código en PIC usando CCS C

Código en MATLAB

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Espero que esten muy bien y nos vemos en la próxima.

Monitoreo de Temperatura en Horno con PIC
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Monitoreo de Temperatura de un Horno usando PIC y MATLAB
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Monitoreo de Temperatura de un Horno usando PIC y MATLAB
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Para monitorear una variable (temperatura) con un microcontrolador (PIC), se requiere usar una conversión analogo/digital para leer el valor de la variable y enviarla por medio de una comunicación al computador, donde se puede almacenar y graficar dicha información. En esta entrada aprenderás a hacerlo TODO paso a paso.
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Monitoreo de Temperatura en Horno con PIC
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