título: construcciÓn de un cultivo hidropÓnico a …

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática

TRABAJO FIN DE GRADO

Título:

CONSTRUCCIÓN DE UN CULTIVO

HIDROPÓNICO A ESCALA. DISEÑO E

IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE

AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL.

Autor: Luis Gallegos Benítez

Tutora: Marta Sigut Saavedra

Julio 2019

AGRADECIMIENTOS:

A la familia, que desde que este proyecto era nada más que cuatro tubos mal puestos

en la terraza, siempre estuvo apoyándome. A mis padres, los inversores, a ellos les ha

tocado pagar la mayor parte de lo que he ido necesitando para que esto salga adelante.

A mi hermano, que me aportaba las risas que me faltaban cuando solo quería tirarlo

todo por la borda por culpa de algún fallo absurdo.

Por supuesto a la doctora Marta Sigut Saavedra, que aceptó mi propuesta sin

pensarlo y me ayudó a llevarla a buen cauce a base de muchas tutorías y correos.

También agradecer a Daniel, un gran amigo sin el cual esta idea no habría sido

posible. Fue él quien aportó el primer granito de arena de lo que ahora estoy orgulloso

de decir que es mi Trabajo Fin de Grado (TFG).

Y en general, a todos los que me han ayudado por el camino durante este largo año

para llegar hasta donde estamos ahora. A todos ellos, gracias.

Índice general

Gallegos Benítez, Luis

I. Resumen

II. Abstract

III. Memoria

1. Objetivo

2. Alcance

3. Antecedentes

4. Normas y referencias

5. Definiciones y abreviaturas

6. Descripción del cultivo hidropónico a escala

7. Requisitos de diseño

8. Análisis de soluciones

9. Resultados finales

10. Orden de prioridad de los documentos

IV. Anexos

1. Fichas técnicas de los componentes del circuito

2. Fichas técnicas productos utilizados en hardware

3. Programación del circuito

V. Planos y esquemas

1. Planos eléctricos

2. Esquemas eléctricos

VI. Presupuesto

VII. Conclusiones y líneas abiertas

VIII. Conclusions and Openlines

I. Resumen

El presente Trabajo Fin de Grado (TFG) tiene como objetivo el estudio, diseño,

implementación y puesta en marcha de un sistema de cultivo hidropónico completamente

autónomo.

Durante este proyecto se realizará el diseño y construcción de un cultivo a escala con el

objetivo de reproducir de manera económica y sencilla una plantación del tipo raíz flotante

en miniatura. Para ello se hará una intensa búsqueda de información para adquirir los

conocimientos y materiales necesarios para la fabricación de un modelo casero.

También se realizará un riguroso estudio de la correlación existente entre las variables de

interés para el desarrollo óptimo de las plantas, y se creará un sistema capaz de adaptarse

a los cambios en las condiciones de cultivo y de hacer frente a dichas interacciones de la

manera más eficaz posible. Para ello se diseñará un programa que aporte la autonomía

suficiente al sistema, para que éste pueda mantenerse trabajando durante largos periodos

de tiempo sin la supervisión de un operario.

Palabras clave: Cultivo Hidropónico, Raíz flotante, Autónomo, Sistema.

II. Abstract

The purpose of this Degree Final Project (DFP) is the study, design, implementation and

start up of an hydroponic crop system that works completely autonomous.

During this project, the design and construction of a scale crop will be carried out in order

to economically and simply reproduce a floating root type plantation in miniature. To

achieve this, an intense search will be made of information to get the knowledge and the

materials necessary for the manufacture of a home model.

There will also be a rigorous study of the existing correlation between the variables of

interest for the optimal development of the plants, and a system will be created capable

of adapting to changes in the growing conditions and cope with such interactions in the

most efficient way possible. For this, a program that provides sufficient autonomy to the

system so that it can keep operating for long periods of time without the supervision of an

operator will be designed.

Keywords: Hydroponic Crop, Floating Raft, Autonomous, System.



III. MEMORIA


Título:





Índice de la memoria

1. Objetivo.........................................................................................................................................1

1.1. Objetivo técnico...................................................................................................................1

1.2. Objetivo académico.............................................................................................................1

2. Alcance..........................................................................................................................................1

3. Antecedentes.................................................................................................................................2

4. Normas y referencias.....................................................................................................................3

4.1. Disposiciones legales y normas aplicadas.............................................................................3

4.2. Programas utilizados............................................................................................................3

4.3. Referencias bibiográficas.....................................................................................................4

5. Definiciones y abreviaturas............................................................................................................5

6. Lista de tareas realizadas...............................................................................................................5

7. Descripción del cultivo hidropónico a escala.................................................................................6

7.1. Maqueta...............................................................................................................................6

7.2. Descripción del circuito........................................................................................................8

7.3. Descripción de los componentes..........................................................................................9

7.3.1. Sensor de pHSEN0169...............................................................................................9

7.3.2. Sensor de conductividad casero..............................................................................10

7.3.3. Sensor de temperaturaDS18B20.............................................................................12

7.3.4. Sensor de ultrasonidosHC-SR04...............................................................................12

7.3.5. Sensores tipo flotadorCS-CO058..............................................................................13

7.3.6. Válvulas solenoides..................................................................................................14

7.3.7. Oxigenador/Bomba BIOTOP 250L/H...........................................................................15

7.3.8. Transistores NPN TIP120.........................................................................................16

7.3.9. Diodos 1N4007........................................................................................................17

7.3.10. Resistencias............................................................................................................17

7.3.11. Arduino UNO Rev3.................................................................................................18

7.3.12. Placa protoboard...................................................................................................19

7.3.13. Alimentación del Arduino.......................................................................................20

7.3.14. Alimentación de las electroválvulas.......................................................................21

7.4. Resumen de componentes del circuito..............................................................................22

8. Requisitos de diseño....................................................................................................................24

9. Análisis de soluciones..................................................................................................................33

9.1. Problemas planteados y soluciones propuestas................................................................33

9.1.1. Problema de conexión entre el sensor de pH y el sensor de conductividad...........33

9.1.2. Problema de adaptación de las electroválvulas......................................................38

9.1.3. Dificultad en el control de las variables pH y conductividad...................................39

10. Resultados finales.....................................................................................................................41

10.1. Propuestas de mejora.......................................................................................................41

10.1.1. Utilización de válvulas analógicas para el control del caudal.................................41

10.1.2. Control de la temperatura y nivel de los depósitos por medio del móvil..............42

10.1.3. Uso de una placa de circuito impreso (PCB)...........................................................43

11. Orden de prioridad de los documentos....................................................................................43

Índice de figuras

Figura 1: Bandeja semillero perforado.......................................................................7

Figura 2: Maqueta del cultivo hidropónico de raíz flotante a escala..........................7

Figura 3: Circuito montado sobre placa protoboard...................................................8

Figura 4: Sensor de pH profesional SEN0169............................................................9

Figura 5: Extremo del sensor de conductividad casero.............................................11

Figura 6: Sensor de temperatura DS18B20 con encapsulado impermeable.............12

Figura 7: Sensor de ultrasonidos HC-SR04..............................................................13

Figura 8: Sensor de nivel de líquido CS-CO058.......................................................14

Figura 9: Válvula solenoide 12 V.............................................................................14

Figura 10: Bomba BIOTOP 250 L/H........................................................................15

Figura 11: Transistor TIP120....................................................................................16

Figura 12: Diodo 1N4007.........................................................................................17

Figura 13: Resistores variados..................................................................................18

Figura 14: Placa Arduino UNO Rev3.......................................................................19

Figura 15: Placa protoboard......................................................................................20

Figura 16: Cable de conexión Arduino USB............................................................21

Figura 17: Cargador estándar de 12 V......................................................................22

Figura 18: Gráfica del pH sobre la variación de la EC.............................................28

Figura 19: Gráfica de la EC sobre la variación de la EC..........................................29

Figura 20: Gráfica del pH sobre la variación del pH................................................32

Figura 21: Gráfica de la EC sobre la variación del pH.............................................32

Figura 22: Datos de la calidad del agua en el domicilio. Fuente: EMMASA...........34

Figura 23: Gráfica de la variación del pH en función del tiempo.............................37

Figura 24: Módulo relé doble utilizado en el proyecto.............................................38

Figura 25: Ácido clorhídrico.....................................................................................40

Índice de tablas

Tabla 1: Relación de tareas desarrolladas, incluyendo su descripción y número de

horas aproximado........................................................................................................6

Tabla 2: Resumen de componentes del ciruito..........................................................22

Tabla 3: Experimento para la variación de la Electroconductividad (EC)................25

Tabla 4: Experimento para la variación del pH.........................................................30

Tabla 5: Variación del pH.........................................................................................35

III. MEMORIA Gallegos Benítez, Luis

1

1. Objetivo

1.1. Objetivo técnico

El objetivo principal del presente Trabajo de Fin de Grado es la construcción de

un cultivo hidropónico a escala, incluyendo el diseño del sistema de

automatización y control y su posterior implementación. Este proyecto se basa

en un sistema hidropónico de tipo raíz flotante con automatización de la

oxigenación y control continuo de las variables de interés para el adecuado

desarrollo de las plantas.

Se trata de replicar, a escala, un sistema de cultivo sin suelo, de miles de euros

(como los de los grandes invernaderos), pero utilizando componentes

económicos y un sistema de control eficiente que permita al usuario

desentenderse del mismo durante largos periodos de tiempo, tras su instalación.

Mediante el uso de ácidos y bases para controlar el pH, y agua destilada para

reducir la conductividad, se logra una autonomía que elimina la principal

desventaja de los sistemas hidropónicos: “Se necesita un control más estricto del

riego: tiene que ajustarse a las necesidades de la planta y debe ser constante en

el tiempo” [1].

El segundo objetivo es favorecer el consumo de productos ecológicos debido a

la ausencia de pesticidas, de forma que permita a cada persona tener un

pequeño cultivo en su vivienda, incluso en las grandes ciudades donde el espacio

escasea.

1.2. Objetivo académico

El objetivo académico de este proyecto es superar la asignatura Trabajo Fin de

Grado, para el Grado de Ingeniería Electrónica Industrial y Automática. Para esto,

se utilizan una gran variedad de conocimientos adquiridos durante estos años en

distintas áreas de la ingeniería. Además, se demuestra el interés por el proyecto,

mostrando habilidades y conocimientos que han tenido que ser adquiridos

conforme avanza el trabajo para la consecución de los objetivos técnicos.

Muchos de ellos apenas rozan la ingeniería, como la agricultura, mientras que

otros suponen un complemento para la formación universitaria, como el dominio

del lenguaje de programación Arduino.

2. Alcance

Para el presente proyecto se plantea el diseño, la innovación y la construcción de un

sistema de cultivo hidropónico a escala y completamente funcional. Se hará uso de

materiales comunes y lo más económicos posible para poder ser replicado con

facilidad en un futuro.


2

Para ello, se necesitará estudiar en profundidad el funcionamiento de los distintos

sistemas hidropónicos, de los cultivos en general, y de sus condiciones idóneas para

que las plantas crezcan fuertes y sanas. Paralelamente, se estudiarán las posibles

estrategias de código para obtener un control adecuado de las variables de interés,

al tiempo que se aprende a cómo gestionar la información proporcionada por los

sensores y como gobernar los actuadores en este lenguaje de programación.

Posteriormente, se realizarán pruebas para calibrar los sensores y para descubrir el

grado de correlación existente entre el pH, la conductividad eléctrica y la

temperatura. Una vez se obtengan los datos, se pretende realizar un estudio

estadístico donde, por medio de tablas, establezcamos las pautas a seguir para los

distintos casos en que el agua no se encuentre en las condiciones ideales (incluso

forzando situaciones desfavorables para el sistema).

3. Antecedentes Como consecuencia de la cantidad de pesticidas que se usan actualmente en la

agricultura y del uso indebido de los suelos cada vez más escasos, la hidroponía

constituye una solución eficaz y sencilla para todos aquellos que busquen alimentos

de calidad. Incluso en lugares donde el terreno no permite el cultivo, o donde el

espacio escasea, se puede instalar un sistema de cultivo basado en la hidroponía que

permita al usuario tener un huerto en su propia casa. Las ventajas de estos sistemas

son enormes comparados con los cultivos actuales, pero tienen la gran desventaja de

necesitar un control continuo y la regulación de las propiedades del agua. Esto se

debe a que las plantas, en la agricultura tradicional, extraen los nutrientes que

necesitan del suelo, mientras que, en la hidroponía los absorben del agua, por lo que

se debe controlar en todo momento la proporción de nutrientes disueltos y otras

características de interés (como el pH).

Todo esto puede producir que el usuario menos avezado en estas técnicas descuide

los cuidados de las plantas, y estas acaben muriendo por una u otra razón. Con el

objetivo de impedir que esto ocurra, surge la idea del presente Trabajo Fin de Grado

(TFG), que pretende encontrar un modelo replicable en el que las variables se

encuentren siempre controladas por un sistema capaz de ajustar el cultivo, hacia las

condiciones óptimas para su producción.

Se pretende pues, diseñar un programa basado en cálculos experimentales que, tras

su instalación, dependa lo menos posible de la supervisión humana. Además, se trata

de reducir en todo lo posible los costes del proyecto para que cualquier hogar pueda

poseer un sistema semejante a un precio razonable. Para la fabricación de la maqueta

se han usado materiales caseros y económicos de proveedores locales, a excepción

de los componentes electrónicos que serán adquiridos vía Internet.


3

4. Normas y referencias

4.1. Disposiciones legales y normas aplicadas

- Norma UNE 157001: Criterios generales para la elaboración formal de los

documentos que constituyen un proyecto técnico.

4.2. Programas utilizados

Software Arduino: Arduino es una plataforma de creación de electrónica de

código abierto, la cual está basada en hardware y software libre, flexible y fácil

de utilizar para los creadores y desarrolladores. Esta plataforma permite crear

diferentes tipos de microordenadores de una sola placa a los que la comunidad

de creadores puede darles diferentes tipos de uso [2].

Fritzing: Fritzing es un programa libre de automatización de diseño electrónico

que busca ayudar a diseñadores y artistas para que puedan pasar de prototipos

(usando, por ejemplo, placas de pruebas) a productos finales.

Fritzing fue creado bajo los principios de Processing y Arduino, y permite a los

diseñadores, artistas, investigadores y aficionados documentar sus prototipos

basados en Arduino y crear esquemas de circuitos impresos para su posterior

fabricación [3].

Microsoft Word: Microsoft Word es un programa informático destinado al

procesamiento de textos. Sirve por tanto para escribir textos con cualquier

finalidad: académica, profesional, creativa… Cuenta con un completo paquete

de herramientas que permite modificar el formato de un escrito [4].

Microsoft Excel: Excel es un programa informático desarrollado y distribuido por

Microsoft Corp. Se trata de un software que permite realizar tareas contables y

financieras gracias a sus funciones, desarrolladas específicamente para ayudar a


4

crear y trabajar con hojas de cálculo [5].

4.3. Referencias bibliográficas

[1] https://www.citysens.com/es/content/16-ventajas-desventajas-hidroponia

[2] https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-

uno

[3] https://es.wikipedia.org/wiki/Fritzing

[4] https://www.malavida.com/es/soft/microsoft-word/q/para-que-sirve-

word.html#gref

[5] https://definicion.de/excel/

[6] https://www.dfrobot.com/product-1110.html?search=sen0169

[7] http://oa.upm.es/44683/

[8] https://alejandroquinteros.files.wordpress.com/2012/11/environmental-

monitoring-with-arduino.pdf

[9] http://www.iescamp.es/miarduino/2016/01/21/placa-arduino-uno/

[10] https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3

[11] http://labbiofisicaanahuac.blogspot.com/2015/09/practica-2-funcionamiento-del-

equipo.html

[12] https://biosigma.es/tenerife/

https://www.citysens.com/es/content/16-ventajas-desventajas-hidroponia

https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-uno

https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-uno

https://es.wikipedia.org/wiki/Fritzing

https://www.malavida.com/es/soft/microsoft-word/q/para-que-sirve-word.html#gref

https://www.malavida.com/es/soft/microsoft-word/q/para-que-sirve-word.html#gref

https://definicion.de/excel/

https://www.dfrobot.com/product-1110.html?search=sen0169

http://oa.upm.es/44683/

https://alejandroquinteros.files.wordpress.com/2012/11/environmental-monitoring-with-arduino.pdf

https://alejandroquinteros.files.wordpress.com/2012/11/environmental-monitoring-with-arduino.pdf

http://www.iescamp.es/miarduino/2016/01/21/placa-arduino-uno/

https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3

http://labbiofisicaanahuac.blogspot.com/2015/09/practica-2-funcionamiento-del-equipo.html

http://labbiofisicaanahuac.blogspot.com/2015/09/practica-2-funcionamiento-del-equipo.html

https://biosigma.es/tenerife/


5

5. Definiciones y abreviaturas

- EC = Electroconductividad

- GND = Tierra (Ground)

- UNE = Una Norma Española

- CEE = Comunidad Económica Europea

- HCl = Ácido clorhídrico

- NaOH = Hidróxido sódico

- DC = Corriente Continua (Direct Current)

- AC = Corriente Alterna (Alternating Current)

- NPN = Negativo Positivo Negativo (Negative Positive Negative)

- PWM = Señal de Pulso Modulado (Pulse-Width Modulation)

- EMMASA = Empresa Mixta de Aguas de Santa Cruz de Tenerife

- mS = miliSiemens

- Datasheet = Hoja de datos/especificaciones

- NFT = Técnica de la Película de Nutriente (Nutrient Film Technique)

- PCB = Placa de Circuito Impreso (Printed Circuit Board)

6. Lista de tareas realizadas

Este proyecto comenzó en el mes de septiembre de 2.018 y su realización ha incluido

diferentes tareas como se muestra en la Tabla 1.

Se ha decidido incluir una breve descripción de las tareas realizadas, además del

número de horas dedicadas a cada una de ellas.


6

Tabla 1: Relación de tareas desarrolladas, incluyendo su descripción y el número aproximado de horas

Tarea Descripción N.º aproximado de horas dedicadas

1 Búsqueda de información sobre

cultivos hidropónicos 40

2

Determinación de las variables

críticas (conductividad eléctrica y

pH) y de los sensores y actuadores

más adecuados

45

3 Elección del Arduino y montaje del

circuito 30

4 Experimentos para determinar el

grado de interacción de las variables

controladas

60

5 Cambios en el tipo y proporción de

ácido, base y nutrientes empleados y

repetición de los experimentos

45

6 Programación del Arduino 40

7 Montaje del cultivo hidropónico a

escala, depuración y validación del

código

55

8 Redacción de la memoria y

grabación de los vídeos ilustrativos

del funcionamiento del sistema

60

7. Descripción del cultivo hidropónico a escala

7.1. Maqueta

El sistema de cultivo hidropónico implementado está basado en el tipo “raíz

flotante” usando un diseño propio. Se han empleado materiales ligeros,

asequibles y, en la mayoría de los casos, de bajo coste para la construcción del

cultivo, de forma que sea fácilmente replicable. El depósito principal es una caja

mediana de plástico poco profunda, modelo SAMLA de la tienda IKEA. Su

capacidad total es de 55 litros, pero se ha llenado hasta los 40 para este proyecto.

Para completar el depósito se ha usado un panel de corcho, recortado a medida,

sobre el que se han perforado agujeros para situar en su interior pequeños vasos

de plástico con las plantas. Estos vasos especiales vienen preparados con un

orificio en su fondo, por el que se hace pasar la raíz de las plantas, de forma que

entren en contacto con el agua que hay debajo (ver Figura 1).


7

Figura 1: Bandeja semillero perforado

Para el aporte de los nutrientes, el ácido y la base, se han utilizado garrafas de agua

destilada, debidamente vaciadas y limpias. No se utilizan las botellas originales

porque estos líquidos deben diluirse en agua en una cierta proporción. Para el

agua destilada se ha usado otra garrafa sin modificar nada. Todos estos

contenedores van conectados, en su base, mediante tubos de plástico flexibles,

a las distintas electroválvulas del circuito, y a su vez, al depósito principal. El

resultado de este trabajo es un sistema casero como el de la imagen (ver Figura

2).

Figura 2: Maqueta del cultivo hidropónico de raíz flotante a escala


8

7.2. Descripción del circuito

El circuito planteado es de invención propia y ha ido sufriendo modificaciones

continuas durante el progreso de desarrollo del proyecto hasta acabar siendo

como se muestra a continuación (ver Figura 3).

Figura 3: Circuito montado sobre placa protoboard

Dado el elevado número de componentes de circuito se ha dividido en secciones

para facilitar su entendimiento. Los esquemas se encuentran en “V. PLANOS Y

ESQUEMAS: 1. Esquemas eléctricos”.

El núcleo del circuito lo componen el sensor de pH (SEN0169) y el de

conductividad casero. Estos sensores proporcionan las variables más relevantes

del sistema, en función de cuyos valores se actúa sobre él de una forma u otra.

Una vez se tengan las lecturas de pH y EC, se sabrá si el sistema permanece estable

y no precisa ajustes, o si, por el contrario, hay necesidad de añadir nutrientes,

para subir la conductividad, hay que subir o bajar el pH, usando los ácidos/bases,

o hay que añadir agua destilada para bajar la conductividad.

Para lograr este objetivo haremos uso de electroválvulas solenoides que nos

permitan abrir y cerrar los depósitos de acuerdo al código programado. Estas

válvulas funcionan a 12 V, mientras que Arduino solo puede proporcionar 5 V

con limitaciones en cuanto a la corriente, por lo que se hace uso de un cargador

de 12 V, conectado a la electroválvula, y controlado por la placa a través de un

relé que aísla ambos circuitos, como se mostrará en el apartado “7.3.6 Válvula


9

solenoide”.

Además, se incluyen en el circuito sensores de nivel, tipo flotador, para indicar el

nivel de líquido que queda en cada depósito y avisar si alguno se encuentra a

punto de vaciarse. También se cuenta con un sensor de ultrasonidos HC-SR04,

que nos dará medidas continuas del nivel de líquido en el tanque principal. A

todo esto, se añade un sensor de temperatura sumergible DS18B20, que controla

esta variable tan importante, por si el cultivo se encuentra situado en un lugar

muy frio o muy caliente (con riesgo extremo para los cultivos).

La suma de estos componentes, más los componentes pasivos (resistencias,

diodos, transistores, diodos led, módulos relé), componen el circuito que será

manejado por la placa Arduino y nos permitirá desentendernos del cultivo

durante largos periodos de tiempo.

7.3. Descripción de los componentes

7.3.1 Sensor de pHSEN0169

El sensor de pH SEN0169 (ver Figura 4) es un sensor de tipo profesional que

proporciona medidas continuas (duración de hasta 2 años), sin necesidad de

sacarlo del agua. Se puede adquirir en la página oficial “DFRobot”, por más

de 55 dólares, pero también se encuentra en otros dominios web por unos

35 euros [6].

Figura 4: Sensor de pH profesional SEN0169

Durante la primera parte del proyecto se planteó usar la variante más simple

de este sensor (“SEN0161”), que resulta más económica. Sin embargo, esa

sonda de pH solo puede tomar medidas puntuales y no sirve para estar

sumergida durante largos periodos en el agua. Se planteó también la idea de

diseñar algún tipo de mecanismo con el que se pudiera efectuar un

mantenimiento del sensor y una limpieza del mismo. Pero en este caso, el

menor coste no justifica la mayor complejidad del sistema al tener que


10

añadir el lavado periódico del sensor.

El sensor de pH utilizado se compone de la propia sonda de medición, unida

mediante conector BNC a la placa PCB, y de la que salen 3 pines: el pin de

tensión V+, el pin de tierra G, y el pin de lectura analógica Po. Se usa el pin

A3 del Arduino, previo paso por un diodo 1N4007, para alimentar la sonda a

través del pin V+ (en el apartado “8.1 Problemas planteados y soluciones

propuestas” se explica en detalle la necesidad de usar este diodo).

El pin de lectura se conecta directamente al pin analógico A1, que recibe la

lectura para que el programa la transforme, más tarde, en un valor en la

escala de pH.

El pin de tierra se conecta a cualquiera de los pines GND del Arduino, pero

antes debe pasar por un transistor TIP120, que hará las veces de interruptor

controlado por corriente, para evitar así, la unión de las tierras de ambos

sensores (en el apartado “8.1 Problemas planteados y soluciones

propuestas” se explica por qué se necesita esta medida de seguridad en

lugar de conectar directamente a tierra).

Si atendemos al código, lo que hace este sensor es leer una medida de

voltaje de vuelta mediante el comando “analogRead()”, en valores entre 0 y

1023. Este valor se convierte a voltaje y se compara con el de salida del

Arduino (idealmente 5V). Posteriormente se transforma ese valor a un

número en la escala de pH y se muestra por pantalla.

7.3.2 Sensor de conductividad

El sensor de conductividad casero (ver Figura 5) empleado en este TFG no es

una invención propia, sino que ya lo usaba “Namir El Khouri Vidarte” (alumno

de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación en la

Universidad Politécnica de Madrid) para su Trabajo Fin de Grado “Adaptación

e Implementación de un sistema autónomo de bajo coste de monitorización

de calidad del agua en tiempo real” [7]. Una vez leído su TFG descubrí que

sacaba el circuito del libro “Enviromental Monitoring with Arduino” [8].


11

Figura 5: Extremo del sensor de conductividad casero

Para montar este sensor se tuvo que ajustar ligeramente a los materiales con

los que se contaba en casa, y a las características de los componentes usados.

Este circuito se compone de un enchufe macho cualquiera, llamado

coloquialmente Schuko, que se define en el estándar CEE 7 como “Tipo F”. El

extremo del cable del enchufe se corta y se separan los 2 cables más finos

que lleva en su interior. Uno de ellos se conecta directamente al pin A5 del

Arduino, mientras que el otro se conecta al mismo tiempo al pin A0 y a tierra,

a través de una resistencia pull-up de 10k ohmios. A esto hay que añadirle un

diodo 1N4007 entre el pin A5 y el cable, y un transistor TIP120 que aísle la

tierra de la resistencia. El motivo de estos cambios se explica en detalle en el

apartado “8.4 Problemas planteados y soluciones propuestas”.

Lo que hace internamente el sensor, por medio del código, es mandar una

señal de 5 V (5.85 V debido a la caída en el diodo), y calcular con ello la

resistencia del medio líquido en el que se encuentra, es decir, la resistencia

entre los 2 electrodos del enchufe. Esta señal es enviada por A5 (pin

analógico del Arduino) y se recoge su valor de voltaje de vuelta

“returnVoltage” en A0 (pin analógico del Arduino). Luego se utilizan el valor

de la resistencia pull-up y la resolución del Arduino para calcular la

resistencia. Una vez hallada, simplemente se invierte este valor (para dar con

la conductividad) y se multiplica por 1.000.000 para obtener el resultado en

microSiemens.


12

7.3.3 Sensor de temperatura DS18B20

El sensor de temperatura DS18B20 (ver Figura 6) es uno de los más comunes

en el mercado. Su fácil programación y el encapsulado con el que se suele

vender, lo hacen ideal para la medición en ambientes húmedos o incluso

dentro del agua. El DS18B20 se puede adquirir en multitud de páginas web,

por apenas 2 euros, y también es fácil encontrarlo en tiendas físicas.

Figura 6: Sensor de temperatura DS18B20 con encapsulado impermeable

Este sensor cuenta con un extremo (sonda) sumergible y otro extremo en el

que encontramos 3 cables: cable rojo que suele ser de alimentación Vdd,

cable negro que representa la tierra GND, y un cable amarillo DQ, que toma

la lectura de los datos. En este caso se conectó al pin digital 9 del Arduino.

La programación de este sensor requiere incluir las librerías específicas

“OneWire.h” y “DallasTemperature.h”, pero el código resulta sencillo y no

se requiere conectar ningún elemento de aislamiento como pasaba con los

dos sensores anteriores.

Este sensor se usará en el proyecto como medida de precaución en el caso de que las temperaturas del agua caigan por debajo de un cierto valor, o por encima de otro (dañinos ambos para las plantas). En dicho caso se encenderá un led de alarma indicando al usuario que debe modificar las condiciones de alguna forma, ya sea metiendo el tanque en un invernadero o refrigerando de manera manual el agua.

7.3.4 Sensor de ultrasonidos HC-SR04

El HC-SR04 es un sensor de ultrasonidos (ver Figura 7) cuyo principio de

funcionamiento se basa en el envío de un pulso de alta frecuencia que

rebota en los objetos en su camino y es reflejado hacia el sensor. Este

dispone de un receptor adecuado para esta frecuencia, por lo que midiendo

el tiempo transcurrido entre pulsos y la velocidad del sonido, nos calcula la


13

distancia a la que se encuentran estos objetos.

Figura 7: Sensor de ultrasonidos HC-SR04

Este sensor es muy fácil de encontrar y su precio ronda el euro y medio en la

mayoría de sitios web. Este dato, junto con la comodidad de conexión hacia

los pines de Arduino me llevaron a elegir este sensor para el proyecto. El HC-

SR04 cuenta con pin de alimentación Vdd, pin de tierra GND, pin Trigger y

pin Echo. Mediante el uso de estos dos pines (conectados a los pines digitales

de Arduino 2 y 3), y la siguiente fórmula somos capaces de medir distancias

con cierta exactitud.

Fórmula: Distancia = (Tiempo*Velocidad) / 2

7.3.5 Sensor tipo flotador CS-CO058

Los sensores de nivel de líquido tipo flotador CS-CO058 (ver Figura 8) son los

más simples que se usan en este proyecto. Su principio de funcionamiento

se basa en una almohadilla de goma que flota, de forma que, al llegar a un

cierto nivel de líquido, esta almohadilla sube o baja y detecta el cambio con

una señal digital. Tan solo se debe alimentar uno de los cables a 5 V del

Arduino, mientras que el otro va al pin digital elegido (pin 8) y a una

resistencia pull-up de 10 k ohmios conectada a tierra.

El código utilizado tan solo precisa de la activación del pin 8 para mandar la

señal correspondiente a lleno o vacío.


14

Figura 8: Sensor de nivel de líquido CS-CO058

Se usan los CS-CO058 en el proyecto para detectar cuando el nivel de líquido

en el interior de los distintos depósitos (agua, nutrientes, ácido clorhídrico,

hidróxido sódico) cae por debajo de un valor crítico, lo que implica la

necesidad de rellenarlos.

7.3.6 Válvulas solenoides

Las electroválvulas solenoides (ver Figura 9) de este proyecto son

actuadores sencillos de tipo “normalmente cerrado”, que funcionan a 12

Voltios en DC. Poseen 2 terminales que cuando se alimentan, abren el

mecanismo de cierre y permiten el paso del agua a través suya. Tienen

también un filtro para evitar obstrucciones de la válvula, y roscas en ambos

extremos de 1/2", para conectar con adaptadores de mangueras o tuberías

de pequeño diámetro.

Figura 9: Válvula solenoide 12 V


15

Se han elegido estas válvulas para el proyecto porque son las más pequeñas

que venden en el mercado, y no necesitamos controlar grandes caudales, por

lo que su grosor las hace idóneas para el trabajo. Son bastante económicas,

encontrándose por tan solo 3,3 euros en algunas webs de electrónica. Se

usarán en el proyecto para añadir desde sus respectivos depósitos: agua,

nutrientes, ácido y base.

Su conexión con el circuito no resulta tan sencilla, puesto que la placa

Arduino solo puede proporcionar 5V, lo que resulta insuficiente para

alimentar estos actuadores. Por ello se ha usado un cargador de 12V en

continua que proporciona esta caída de potencial entre bornes, previo paso

por un relé gobernado por Arduino, que abre o cierra el circuito según la

señal emitida por un pindigital.

7.3.7 Oxigenador/Bomba BIOTOP 250 L/H

La bomba de agua BIOTOP 250L/H (ver Figura 10) utilizada en el proyecto actúa en este caso a modo de oxigenador, proporcionando burbujas de aire al agua para evitar que se estanque y se pudra. Por esta razón, se pondrá en funcionamiento durante 10 minutos, 4 veces al día. Además, también se conectará durante 60 segundos cada vez que se realice un aporte de ácido, base, agua con nutrientes o agua destilada para homogeneizar los valores de pH y conductividad en todo el volumen de agua del recipiente. La BIOTOP 250L/H es una bomba pequeña para estanques y fuentes, con un caudal máximo de 250 litros y un consumo reducido de 2,5 W. Su altura máxima de elevación es de tan solo 0,65 m, lo cual sería un problema si en lugar de tener un cultivo de raíz flotante quisiéramos construir uno de tipo NFT (Nutrient Film Technique).

Figura 10: Bomba BIOTOP 250 L/H

Esta bomba ha sido seleccionada para el proyecto debido a su bajo coste y buenas prestaciones. BIOTOP 250L/H puede ser adquirida en cualquier tienda de la compañía “Leroy Merlín” por menos de 7 euros. Para conectarla con el resto del circuito, basta con hacer pasar el cable de


16

corriente a través de unos de los relés controlados por la placa. Cuando esta envíe una señal digital de apertura, el circuito se cerrará y la bomba comenzará a oxigenar el agua.

7.3.8 Transistores NPN TIP120

Los transistores son pequeños dispositivos usados para amplificar una señal

eléctrica, o a modo de interruptores. Su principio de funcionamiento se basa

en los semiconductores, es decir, conducen o dejan de conducir la corriente

a través de ellos en función de la excitación. Estos dispositivos tienen 3

patillas: Base, Colector y Emisor. El colector recibe el potencial del circuito y

el emisor es quien devuelve esa tensión, mientras que la base (normalmente

con una corriente muy inferior), es quien abre o cierra el circuito a modo de

interruptor. Esto ocurre con los NPN (Negative Positive Negative), aunque

también existen los PNP que operan justo al revés, emitiendo por el colector

y recibiendo por el emisor. Para este circuito se han elegido transistores

TIP120 (ver Figura 11) por su comodidad de conexión en la protoboard,

gracias a sus patillas equidistantes, por su precio asequible (unos 90

céntimos), y por sus características técnicas (hasta 60 V, hasta 5 A y una

ganancia de 1000).

Figura 11: Transistor TIP120

En el proyecto se han usado 2 transistores de este tipo, para aislar las tierras

de los sensores de conductividad y de pH. Mientras el de conductividad está

funcionando, el transistor conduce recogiendo la señal que le llega de la

sonda, tras su paso por la resistencia (10k), en el colector, y devuelve por el

emisor directamente a tierra. La corriente de base la emite el pin 8 después


17

de pasar por una resistencia de 4,7k. En el caso del sensor de pH ocurre

exactamente lo mismo, pero esta vez es el pin digital 4 el encargado de

cortar el circuito a través de la base.

Los transistores TIP120 operan de forma alterna, de manera que al tener

uno abierto el otro se encuentra cerrado, con lo que logramos que nunca

permanezcan conectados ambos sensores a tierra al mismo tiempo.

7.3.9 Diodos 1N4007

Los diodos son otro tipo de componentes semiconductores que actúan

como interruptores unidireccionales, permitiendo el paso de corriente a

través de ellos en un único sentido. Poseen un terminal positivo (ánodo) y

un terminal negativo (cátodo). Son muy conocidos por transformar la

corriente alterna (AC) en corriente continua (DC), y en esos casos se les

conoce como Rectificadores.

Figura 12: Diodo 1N4007

Para este proyecto se han elegido 2 diodos de la clase 1N400X,

concretamente su variante más potente 1N4007 (ver Figura 12). Esta es la

que mayores tensiones de trabajo de pico soporta, aunque para el uso que

se les va a dar cualquiera hubiese sido válido. Estos modelos son muy

comunes y se pueden encontrar en tiendas físicas de electrónica por apenas

8 céntimos la unidad.

Se han usado estos diodos para evitar las corrientes de vuelta a través de los

pines de solo salida: A3 (al positivo del sensor de pH), y A5 (al positivo de la

sonda de conductividad). Se comprobó experimentalmente que, si no se

usaban estos diodos, las medidas mostraban variaciones inexplicables, por

lo que se me ocurrió esta idea que acabó dando frutos.

7.3.10 Resistencias

Las resistencias o resistores (ver Figura 13) son componentes electrónicos

diseñados para presentar una cierta oposición al paso de la corriente a

través de ellos. También son usadas en otras aplicaciones para generar calor

por consecuencia del efecto Joule. Las resistencias se venden atendiendo a

valores comerciales por lo que debemos ajustar los circuitos a dichos

valores.


18

Figura 13: Resistores variados

Para el circuito usado se ha necesitado un número elevado de resistencias:

algunas (de 4,7k), fueron usadas para reducir la corriente en las bases de los

transistores, otras (de 10k y 4,7k) a modo de resistencias pull-up, para

garantizar un estado lógico en un pin cuando el circuito se encuentra en

reposo. Su precio es inapreciable, rondando los 5 céntimos por unidad.

7.3.11 Arduino UNO Rev3

Arduino Uno es una placa electrónica basada en el microcontrolador

ATmega328 (ver Figura 14). Cuenta con 14 entradas/salidas digitales, de las

cuales 6 se pueden utilizar como salidas PWM (Modulación por ancho de

pulsos), y otras 6 son entradas analógicas. Además, incluye un resonador

cerámico de 16 MHz, un conector USB, un conector de alimentación, una

cabecera ICSP y un botón de reseteado. La placa incluye todo lo necesario

para que el microcontrolador haga su trabajo, basta conectarla a un

ordenador con un cable USB o a la corriente eléctrica a través de un

transformador [9].


19

Figura 14: Placa Arduino UNO Rev3

Esta placa se puede adquirir desde la página oficial de Arduino [10], por 20

euros, pero también existe la opción de adquirir un sucedáneo en páginas

de dudosa fiabilidad por tan solo 2 euros y medio y con cable de conexión al

PC. Dado que es la placa estándar más conocida y estandarizada del mundo,

es muy fácil obtener adaptadores, shields y módulos que se adapten a

nuestras necesidades. Por no hablar de la extensa comunidad que tiene

detrás, lo que respalda la versatilidad de la placa, con muchísimo código libre,

para que cualquiera pueda iniciarse en el mundo de la electrónica.

Se ha usado la placa Arduino UNO para este proyecto porque tiene el

número justo de entradas/salidas necesarias, además de por su precio y

comodidad de uso. Todo el código de control del cultivo está hecho en

Arduino, pero es fácilmente reemplazable a otro lenguaje de programación

similar.

7.3.12 Placa protoboard

Una placa protoboard/breadboard (ver Figura 15), o más conocida en

español como placa de prototipos, es una herramienta que nos permite

montar y desmontar de manera rápida circuitos electrónicos para realizar


20

pruebas sobre ellos. Normalmente, una placa protoboard se utiliza en las

primeras etapas del proyecto, cuando aún no se tiene muy claro los

componentes que se van a utilizar, o las conexiones entre ellos. Más adelante

se suelen sustituir por placas de circuitos impresos PCB. Sin embargo, para

este proyecto, no se ha llegado a dar este paso porque el circuito es muy

experimental y se necesitan hacer ajustes continuos. Esto se encuentra

explicado en detalle en el apartado “10.1.3. Uso de una placa de circuito

impreso (PCB). La protoboard se encuentra dividida en filas y columnas

donde cada columna consta de 5 agujeros conectados entre sí, mientras que

las filas se encuentran aisladas. Además, cuenta con 2 pares de líneas de

alimentación indicadas con colores y un signo positivo y negativo, que

recorren toda la longitud de la placa (a veces con un salto a mitad).

Figura 15: Placa protoboard

La placa adquirida para este circuito costó 3 euros, pero el precio puede

variar en función del tipo de placa, de los puntos de conexión, y de la web

de venta del producto.

7.3.13 Alimentación del Arduino

La placa Arduino se puede alimentar mediante dos conexiones distintas. Una

de ellas es el cable adaptador de 5V con salida USB (ver Figura 16), que

puede conectarse directamente al ordenador para cargar el código del

programa, o conectándolo a un adaptador de corriente (cargador de móvil),


21

que nos proporcione los 5 voltios con limitación de corriente que necesita

la placa.

Figura 16: Cable de conexión Arduino USB

La otra opción es utilizar un adaptador de corriente con salida Jack de 12 V

para conectarlo a la otra entrada que posee la placa. El propio Arduino es el

que se ocupa de convertir este voltaje, al que usa internamente, por medio de

un regulador. Cualquiera de las 2 opciones es válida, pero se ha elegido para

el trabajo un adaptador de 5V por su comodidad de uso y porque no era

necesario adquirirlo, utilizando uno que ya tenía en casa.

7.3.14 Alimentación de las electroválvulas

Las válvulas solenoides, a diferencia del resto de componentes, necesitan

una alimentación de 12 V en continua para poder funcionar. Es por eso que

se adquirió un cargador de 12 voltios con salida Jack (ver Figura 17), como el

que se menciona en el apartado anterior. Básicamente se trata de un

trasformador con Voltaje de entrada AC100-240V voltaje universal, y salida

de 12V DC 2A 60W. En este caso se cortó dicha salida, se pelaron los cables

y se conectaron por medio de un relé a la placa Arduino, al tiempo que se

conectaban a las electroválvulas.


22

Figura 17: Cargador estándar de 12 Voltios

Este adaptador de corriente se puede encontrar muy barato en internet,

pero por la urgencia de realizar pruebas con las electroválvulas se adquirió

en una tienda física por 8.10 euros.

7.4 Resumen de componentes del circuito

Tabla 2: Resumen de componentes del circuito

SENSORES

Cantidad Nombre identificativo

1 unidad Sensor de pH SEN0169

1 unidad Sensor de conductividad casero

1 unidad Sensor de temperatura DS18B20

1 unidad Sensor de ultrasonidos HC-SR04

2 unidades Sensor de nivel CS-CO058

ACTUADORES


5 unidades Válvula solenoide

1 unidad Oxigenador/Bomba de agua BIOTOP 250L/H


23

ELEMENTOS DE CONTROL Y CONEXIÓN


1 unidad Placa Arduino UNO Rev3

1 unidad Placa protoboard genérica

ALIMENTACIÓN


1 unidad Adaptador USB-Arduino

1 unidad Cargador 12 V con salida Jack

OTROS


2 unidades Transistor NPN TIP120

2 unidades Diodo 1N4007

9 unidades Resistores variados

3 unidades Diodos led de colores

3 unidades Módulo relé doble


24

8. Requisitos de diseño

Uno de los principales requisitos de diseño y objetivo primordial, es conseguir la autonomía del cultivo durante periodos de tiempo que pueden exceder las 3 semanas consecutivas. Para ello se ha programado desde 0 un código (ver IV. ANEXOS: Programación del circuito), consistente en una serie de entradas (principalmente pH y conductividad), que proporcione el control sobre todo lo que ocurre en el sistema para la puesta en marcha de cualquiera de los actuadores según proceda.

Durante la fase “búsqueda de información” se determinó que los rangos idóneos para el pH y la conductividad eran: entre 5.5 y 6.5 en la escala de pH, y entre 6.6 y 1.5 mS para la conductividad.

El cultivo hidropónico que nos ocupa es en realidad un sistema multivariable con dos variables controladas (el pH y la conductividad) y dos variables manipuladas (el aporte de agua con nutrientes disueltos y el aporte de ácido y base). Habitualmente se emplea el aporte de nutrientes disueltos en agua para controlar la conductividad y el aporte de ácido o base para controlar el pH. La probabilidad de llevar a cabo el control exitoso de estas dos variables aplicando esta estrategia depende, en gran medida, del grado de interacción existente entre los dos lazos de control. Por ello nos planteamos la necesidad de realizar una serie de experimentos para medir hasta qué punto cada una de las variables manipuladas afecta a ambas variables controladas, obteniendo así una medida de la interacción presente en el sistema.

Estos experimentos consistieron en medir continuamente las dos variables controladas, mientras se aportaban pequeñas cantidades de las variables manipuladas, a fin de obtener las siguientes tablas (ver Tablas 3 y 4) en las que se aprecie la correlación existente entre pH y conductividad. Tras cada nuevo aporte, se removía y se esperaba 1 minutos hasta que las medidas se estabilizasen y en ese momento se tomaban 3 de ellas consecutivas para obtener una media.

Tabla 3: Experimento para la variación de la Electroconductividad (EC)


25

pH Cond. (mS)

Disolución estable 5,58 1,01

0 5,6 0,99

5,64 1,02

MEDIA 5,61 1,01

Un vaso de agua (285 ml) 5,67 1,05

285,71 5,68 1,03

5,7 1,06

MEDIA 5,68 1,05

2 vasos 5,69 1,12

571,42 5,7 1,17

5,71 1,13

MEDIA 5,7 1,14

3 vasos 5,74 1,24

857,13 5,74 1,25

5,72 1,26

MEDIA 5,73 1,25

4 vasos 5,78 1,33

1142,84 5,77 1,32

5,74 1,35

MEDIA 5,76 1,33

5 vasos 5,85 1,44

1428,55 5,86 1,42

5,86 1,41

MEDIA 5,86 1,42

6 vasos 5,92 1,55

1714,26 5,93 1,54

5,95 1,56

MEDIA 5,93 1,55

El resto de la botella 5,99 1,59

1999,97 6,01 1,61

5,98 1,61

MEDIA 5,99 1,60

1 vaso, 2ª botella 6,05 1,65

2250 6,12 1,68

6,08 1,64

MEDIA 6,08 1,66

2 vasos 6,15 1,78

2500 6,17 1,77

6,17 1,76

MEDIA 6,16 1,77

EXPERIMENTO PARA LA VARIACIÓN DE LA EC


26

3 vasos 6,17 1,89

2750 6,16 1,88

6,18 1,88

MEDIA 6,17 1,88

4 vasos 6,24 1,95

3000 6,23 1,96

6,26 1,92

MEDIA 6,24 1,94

5 vasos 6,29 1,99

3250 6,34 2,03

6,33 2,02

MEDIA 6,32 2,01

6 vasos 6,38 2,15

3500 6,41 2,14

6,45 2,13

MEDIA 6,41 2,14

7 vasos 6,46 2,18

3750 6,49 2,22

6,45 2,24

MEDIA 6,47 2,21

El resto de la botella 6,55 2,33

4000 6,53 2,29

6,52 2,3

MEDIA 6,53 2,31

agua destilada 6,55 2,25

4100 6,54 2,24

6,55 2,23

MEDIA 6,55 2,24

6,57 2,2

4200 6,57 2,19

6,59 2,17

MEDIA 6,58 2,19

6,6 2,14

4300 6,58 2,12

6,61 2,11

MEDIA 6,60 2,12

6,64 2,05

4400 6,64 2,04

6,63 2,08

MEDIA 6,64 2,06


27

6,7 1,98

4500 6,68 1,95

6,65 1,95

MEDIA 6,68 1,96

6,69 1,82

4600 6,69 1,81

6,67 1,79

MEDIA 6,68 1,81

6,71 1,72

4700 6,72 1,68

6,74 1,66

MEDIA 6,72 1,69

6,74 1,55

4800 6,77 1,53

6,71 1,54

MEDIA 6,74 1,54

6,72 1,48

4900 6,74 1,43

6,71 1,46

MEDIA 6,72 1,46

6,69 1,35

5000 6,72 1,36

6,73 1,36

MEDIA 6,71 1,36

6,75 1,21

5100 6,76 1,19

6,73 1,18

MEDIA 6,75 1,19

6,76 1,05

5200 6,77 1,04

6,75 1,04

MEDIA 6,76 1,04

6,81 0,95

5300 6,78 0,92

6,74 0,91

MEDIA 6,78 0,93

6,8 0,87

5400 6,79 0,88

6,76 0,85

MEDIA 6,78 0,87


28

6,78 0,83

5500 6,81 0,82

6,82 0,81

MEDIA 6,80 0,82

6,81 0,75

5600 6,77 0,76

6,76 0,76

MEDIA 6,78 0,76

Para la obtención de esta tabla se utilizó agua con nutrientes diluidos como detonante de la subida de la EC, mientras que se utilizó solamente agua destilada para disminuir esa concentración de sales disueltas. Al comienzo se añadía un vaso de agua con nutrientes cada vez (285 ml aproximadamente) y se esperaba 1 minuto a que se estabilizaran las medidas. Este proceso se repitió hasta completar las dos botellas de 2 litros preparadas o 4 litros. Posteriormente se comenzó a añadir agua destilada (100 ml aproximadamente cada vez) hasta los 1,6 litros, y se decidió parar ahí dado que se había obtenido una buena recta de calibración.

En las siguientes gráficas (ver Figuras 18 y 19) se muestra de manera más visual, esta variación que se consigue sobre la conductividad eléctrica sin afectar demasiado a las medidas de pH. En el eje X se representan los mililitros añadidos cada vez y en el eje Y la escala de pH.

Figura 18: Gráfica del pH sobre la variación de la EC

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Variación del pH

Variación del pH


29

En el eje X se representan los mililitros añadidos cada vez y en el eje Y la Electroconductividad (EC) en miliSiemens.

Figura 19: Gráfica de EC sobre la variación de la EC

Como se puede apreciar, en la figura 15 se ve que tanto el agua con nutrientes (hasta los 4000 ml) como el agua destilada (de 4000 en adelante) afectan realmente poco al pH, elevándolo ligeramente de su valor inicial. En cambio, estos aportes influyen mucho en la variación de la EC (ver Figura 19), dando lugar a una subida regular desde 1,01 mS hasta 2,31 mS en el punto más alto gracias a los nutrientes diluidos. Sin embargo, el agua destilada (conductividad ideal 0) tiene una influencia muy superior en la EC, dando lugar a la pendiente pronunciada de la gráfica. Estas rectas de calibración servirán más adelante para realizar ajustes en el código programado, que respondan a dichas interacciones.

Del mismo modo se realiza un experimento sobre la variación del pH y cómo sus cambios afectan a las medidas de conductividad eléctrica. Para ello se hace uso de ácido clorhídrico al 37% (ver IV. ANEXOS: Fichas técnicas de productos utilizados en hardware), diluido en agua destilada en la siguiente proporción: 4 ml de HCl por cada 2 L de agua. De igual forma, se usó hidróxido sódico al 25%, diluido en agua destilada en la siguiente proporción: 10 ml de NaOH por cada 2 L de agua.

En este caso se comienza aportando la base diluida (NaOH + H20) en volúmenes de 5 ml cada vez y se toman medidas hasta los 25 ml, momento en el cual se determina que se ha elevado el pH muy por encima del rango real que se quiere controlar. Después se comienza a añadir el ácido diluido (HCl + H20) en la misma cantidad hasta los 70 ml, y se para en ese momento porque se llega al límite inferior deseado.

Al igual que en el experimento anterior, se toman 3 medidas y se realiza la media (véase Tabla 4), para obtener un valor más real debido a la oscilación de los mismos.

Tabla 4: Experimento para la variación del pH

0,20

0,70

1,20

1,70

2,20

2,70

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

VARIACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD


30

pH Cond. (mS)

5,86 0,82

5,94 0,79

0 5,93 0,83

MEDIA 5,91 0,81

5 ml hidrox diluido 6,20 0,85


5 6,15 0,87

MEDIA 6,18 0,85



10 6,63 0,88

MEDIA 6,61 0,85



15 6,86 0,81

MEDIA 6,85 0,85



20 7,23 0,87

MEDIA 7,19 0,88



25 7,49 0,90

MEDIA 7,52 0,89

5 ml acido diluido 7,43 0,90


30 7,38 0,91

MEDIA 7,44 0,89



35 7,30 0,86

MEDIA 7,28 0,88



40 7,07 0,92

MEDIA 7,09 0,93



45 7,09 0,94

MEDIA 7,02 0,93

Agua con nutrientes

ajustada

EXPERIMENTO PARA LA VARIACIÓN DEL PH


31



50 6,84 0,93

MEDIA 6,86 0,96



55 6,69 0,95

MEDIA 6,63 0,97



60 6,52 0,97

MEDIA 6,54 0,96



65 6,40 1,02

MEDIA 6,44 0,98



70 6,19 0,99

MEDIA 6,20 0,97



75 6,09 0,97

MEDIA 6,09 1,00



80 5,88 0,95

MEDIA 5,92 0,97



85 5,82 0,98

MEDIA 5,84 1,00



90 5,72 0,96

MEDIA 5,70 0,97



95 5,64 1,02

MEDIA 5,61 1,01


32

Como queda reflejado en la tabla 4, se comienza en un valor inicial de pH de 5,91 y una conductividad de 0,81 mS. Esto es el resultado de añadir agua con nutrientes al depósito principal y ajustar el pH con un poco de ácido. A partir de ese punto se comienza a añadir base (hidróxido sódico) hasta los 25 ml, y después se añade ácido hasta los 70 ml.

Los resultados se muestran de nuevo de manera más gráfica en las siguientes imágenes (ver Figuras 20 y 21).

Figura 20: Gráfica del pH sobre la variación del pH

Figura 21: Gráfica de la EC sobre la variación del pH

5,00

5,50

6,00

6,50

7,00

7,50

8,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Variación del pH

Variación del pH

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

VARIACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD


33

Como se puede observar en la Figura 20, se obtienen muy buenas rectas de calibración tanto para el ácido como para la base, cada una con su pendiente característica. En la Figura 21, se observa cómo tanto el aporte de ácido como el de base poco interfieren con la conductividad de la mezcla (pese a no poder descartar la variación). Se ve claramente como sube la EC desde 0.81 hasta 1.01, pero como se vio en el experimento anterior, es fácilmente ajustable esa desviación con una pequeña cantidad de agua destilada. En el eje X se muestran en ambas gráficas las medidas aportadas en mililitros.

A la vista de los resultados obtenidos en los experimentos anteriores, vemos cómo, a pesar de las interacciones existentes en el sistema, somos capaces, por un lado, de controlar la conductividad del agua con el aporte de nutrientes disueltos en agua destilada y de agua destilada pura y, por el otro, de controlar el pH con el aporte de ácido y base.

En base a esto hemos implementado el código para el Arduino con el propósito ya antes mencionado y es que el cultivo funcione de forma autónoma el máximo tiempo posible contemplando, al mismo tiempo, algunas situaciones de emergencia.

9. Análisis de soluciones

9.1 Problemas planteados y soluciones propuestas

9.1.1 Problema de conexión entre SEN0169 y

sensor de conductividad

Para comenzar a medir el pH de una disolución determinada se hace uso de

la sonda SEN0169, que emite una señal de 5 V a través, en este caso, de un

pin analógico, y recibe por otro pin semejante, la información que a su vez

devuelve el sensor, de manera analógica. También se conecta la tierra del

sensor a la del Arduino. Del mismo modo, el sensor de conductividad emite

5 V de continua, que atraviesan el sensor y el medio líquido que une los

electrodos de la sonda. Luego regresa en menor proporción a un pin

analógico de la placa que transforma el voltaje de vuelta en miliSiemens por

cm2.

El problema se presenta al conectar ambos sensores, al mismo tiempo, a la

placa y controlarlos con un programa común. Al principio parece que las

medidas se mantienen correctas, pero a medida que avanzan los minutos se

distancian cada vez más de los valores teóricos para las disoluciones que se

están midiendo. Se piensa que la calibración puede haber fallado. Cuando

con los sensores adquiridos se miden los valores de pH y conductividad

eléctrica para el agua del grifo (comparados con los valores de EMMASA

para calle y municipio), estos resultan completamente incorrectos (ver

Figura 22).


34

Figura 22: Datos de la calidad del agua en el domicilio. Fuente: EMMASA

Un día se descubre que, al sacar del agua el sensor de conductividad, las

medidas de pH varían en más de un punto. Este fenómeno no se produce de

manera gradual, sino que es algo drástico, y al introducir la sonda de

conductividad las medidas vuelven a unos valores predeterminados. Esto

causa desconcierto durante varias semanas ya que, al remover el agua, la

medición de pH aumenta, y va disminuyendo poco a poco durante casi media

hora hasta estabilizarse en torno a 7,5. Se decide entonces restar un punto

al pH mediante el código, para que se acerque más a la medida real del agua

con nutrientes que hay en el tanque. Gran error, dado que si se fuerza un

cambio en el pH de la mezcla (por ejemplo, se añade una buena cantidad de

ácido), los valores reflejados en el monitor siguen dando alrededor de 6,5 en

la escala (tras restarle 1 punto mediante código). En esta ocasión, en cuanto

se desconectó el de conductividad el pH cayó a 3,6 (valor real). Esto hace que

haya que replantearse el circuito de nuevo ya que está claro que, si se

conectan los dos sensores a la vez, las medidas de pH serán incorrectas. Los

datos recogidos se volcaron en la tabla 4.

En esta tabla se muestra el aporte gradual de ácido primero y base después,

en medidas inexactas de tapones (unos 15 ml aproximadamente). Se observa

claramente como la EC aumenta de 218 a 709 mS con el aporte de tan solo

3 tapones de ácido clorhídrico sin diluir. En cambio, cuando se añade base la

EC cae hasta los 238 mS con la misma cantidad que el ácido y sin diluir. Esta

tabla contradice categóricamente a los experimentos mostrados en el

apartado “8. Requisitos de diseño”, que fueron realizados posteriormente.

Por tanto, se demuestra que son completamente erróneos los datos

mostrados.


35

Tabla 5: Variación del pH

pH Cond. (microSiemens)

agua del grifo 6,39 218,66





Media: agua del

grifo 6,40 218,05

un tapon (con ácido

clorhídrico) 3,52 487,10







Media: un tapon 3,49 472,86

dos tapones (acido

clorhidrico) 3,28 525,78

dos tapones (acido


dos tapones (acido


dos tapones (acido


Media: dos tapones 3,29 542,60

tres tapones (acido


tres tapones (acido


tres tapones (acido


tres tapones (acido


Media: tres tapones 3,20 709,48

TABLA PARA VARIACIÓN DEL PH


36

1 tapon (hidroxido

sodico) 3,37 559,83

1 tapon (hidroxido

sodico) 3,39 554,39

1 tapon (hidroxido

sodico) 3,41 546,14

1 tapon (hidroxido

sodico) 3,35 551,70

Media: 1 tapon 3,38 553,02

2 tapones

(hidroxido sodico) 6,77 301,08

2 tapones


2 tapones


2 tapones


Media: 2 tapones 6,79 300,50

3 tapones


3 tapones


3 tapones


3 tapones


Media: 3 tapones 7,38 238,80

Al día siguiente se buscaron valores de conductividad para productos

comerciales como la “Coca-Cola”. En un estudio se decía que, al medir la

conductividad de dicho producto, ésta daba un valor entre 290 y 300

microSiemens mientras que, al medirlo con los sensores en posesión, los

resultados mostraban una EC entre 500 y 600 [11].

Acudiendo de nuevo al código se descubrió un error en el ajuste que no se

había detectado antes. Al modificarse el código para ajustarlo a una

resistencia de 4,7k, en lugar de los 10k que se usaban en el ejemplo, no se


37

vio un multiplicador que afectaba directamente al valor de esta resistencia

para obtener la conductividad. Tras modificarlo se obtuvieron valores entre

300 y 310 microSiemens (bastante aceptables teniendo en cuenta la

precisión del sensor). Se calibraron ambos sensores usando estos datos,

además de los de EMMASA, y se tomaron nuevas medidas.

Más adelante se procedió a dejar la placa conectada y midiendo durante

varias horas (ver Figura 23), para comprobar que los valores obtenidos

previamente no cambiaban demasiado. Se mantuvo en funcionamiento

durante 2 horas y media, solo con agua del grifo en el depósito. Se descubrió

que por alguna razón subía gradualmente desde 9,5 hasta 11,3 y tras esto

se mantenía entre 11,06 y 11,36. La explicación más lógica es que el sensor

es extremadamente lento en estabilizarse por primera vez al sumergirlo en

agua por lo que necesita esas 2 horas y media antes de poder tener en

cuenta las medidas que está tomando. Esto resulta sumamente importante

ya que las futuras veces que se hagan pruebas habrá que esperar ese tiempo

prudencial. De nuevo es necesario calibrar (de manera física usando los

potenciómetros del sensor), la sonda de pH para que se ajuste a los valores

que proporciona EMMASA para el agua de grifo en la calle mostrada.

Figura 23: Gráfica de la variación del pH en función del tiempo

No obstante, dado que las medidas siguen siendo erróneas para los valores

de calibración, se decide acudir al laboratorio de electrónica para realizar allí

una serie de pruebas con la ayuda de un osciloscopio y una fuente regulable

de tensión, asesorado por el profesor Oswaldo González Hernández. Se

descubre entonces que, pese a tener desconectado uno de los sensores

mientras el otro conduce, hay una corriente circulando a través del agua que

pasa de una sonda a otra, y de ahí a la tierra común. Esto echa a perder las

medidas, por lo que surgió la idea de usar un transistor a modo de interruptor

para controlar el flujo a través de la tierra.

La solución pasaba por añadir un transistor “TIP120” a cada sensor, de

9,4

9,6

9,8

10

10,2

10,4

10,6

10,8

11

11,2

11,4

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

PH-TIEMPO


38

manera que, mediante una señal digital a la base, abriese el paso hacia la

tierra del Arduino, solo, cuando el sensor en cuestión estuviese midiendo.

Esto hace que, si se intenta derivar tensión de una sonda a otra, se encuentre

con un circuito abierto que impida su paso, y al realizar medidas consecutivas,

pero no al mismo tiempo, se consiga este efecto.

También surgió la necesidad de utilizar 2 diodos “1N4007” para impedir, que

la corriente derivase de la sonda en el agua, a uno de los pines analógicos

(A5) y (A3) usados como salida (ver V. PLANOS Y ESQUEMAS: 1. Esquemas

eléctricos). El porqué de este hecho no fue descubierto, pero se probó que

sin esos diodos que impiden que la corriente entre en la placa, los datos

salían de nuevo erróneo.

9.1.2 Problema de adaptación de las

electroválvulas

Las válvulas solenoides utilizadas en este proyecto trabajan a una tensión de 12 V en continua, de manera que no pueden ser controladas directamente por el Arduino. Necesitan una fuente de alimentación externa de 12 V, y una protección que sirva de aislamiento para la placa.

Se optó por adquirir una fuente, que se conecta a la toma de corriente normal de 230 V, y transforma este voltaje en alterna a 12 voltios de continua, con salida Jack. Se cortó entonces esta salida y se pelaron los cables para poder unirlos mediante conectores a las válvulas y a las protecciones. Para aislar el Arduino de esta tensión, se decidió utilizar relés (ver Figura 24) que permitirán, o no, el paso de la corriente hacia cada una de las válvulas, en función de la señal digital suministrada por los pines de la placa.

Figura 24: Módulo relé doble utilizado en el proyecto

Se podría haber optado, también, por usar transistores a modo de


39

aislamiento, donde la apertura se controlase a través de la base, pero se quería un método muy seguro que no diese lugar a errores que estropeasen la placa. El transistor en cambio puede dar lugar a grandes problemas si se confunden sus pines, de manera que se produzca un cortocircuito. Además, teniendo un montaje tan grande en la protoboard, esta posibilidad se hacía cada vez más real.

9.1.3 Dificultad en el control de las variables pH y

conductividad

El ajuste en las cantidades exactas a añadir de nutrientes, ácido, base

o agua destilada no es una tarea sencilla debido a la complicada

correlación entre las variables pH y conductividad. Además, durante

el desarrollo de este TFG surgieron problemas importantes debido a

varios factores:

• Los productos usados como ácido y base que se adquirieron

inicialmente no eran los idóneos. Ambos reguladores del pH fueron

obtenidos de un supermercado como productos de limpieza y, por

lo tanto, su composición no es la ideal para el ajuste del pH.

• El agua del grifo no logra bajar una conductividad muy alta, debido

a que lleva consigo partículas de cal y otros compuestos que

elevan su proporción de sales disueltas. Esto hace que no sea un

buen candidato para reducir la conductividad de una mezcla.

• Los nutrientes adquiridos inicialmente disueltos en el agua no logran elevar la conductividad eléctrica hasta los niveles deseados, a no ser que se echen en cantidades enormes.

Ante estos inconvenientes, se decide realizar una serie de indagaciones en

internet y pruebas, para descubrir qué soluciones permiten un ajuste más

adecuado de las variables de interés. En primer lugar, se sustituye el agua

del grifo por agua destilada, cuya conductividad es cercana al 0, y se puede

adquirir en cualquier supermercado por un bajo precio. Añadir agua

destilada a la mezcla hace que la concentración de sales disueltas sea

bastante menor en proporción, por lo que nos permite bajar la conductividad

en un cierto rango.

En segundo lugar, se acude a una tienda local especializada en el uso

industrial e investigador de ácidos y demás productos químicos llamada

“Biosigma” [12]. En ella se adquiere un ácido clorhídrico puro al 37 % (ver

Figura 25), con el que se consigue disminuir el pH fácilmente sin afectar

apenas a la conductividad.


40

Figura 25: Ácido clorhídrico

Por último, se hace un pequeño ajuste para aumentar de manera más

radical la conductividad cuando añadimos nutrientes disueltos en agua.

Investigando un poco se descubre que muchos agricultores (sobre todo en

Latinoamérica), utilizan un agua de riego para los cultivos mucho más sucia

que la nuestra, es decir, su agua de riego contiene más sales disueltas que

la de España. En ocasiones se encuentran con una conductividad de 0,7

miliSiemens directamente del grifo, mientras que el agua en Canarias llega

con 0,39 miliSiemens. Por esa razón se decide añadir 20 gramos de NaCl

(sal común), por cada botella de 2 litros de agua con nutrientes. De esta

forma se consigue aumentar la conductividad sin afectar a la salud de las

plantas.

Gracias a la acción de estas medidas correctivas, se obtienen las gráficas

mostradas en las Figuras 18, 19, 20 y 21, además de las tablas 3 y 4 que

dan lugar a esas gráficas.


41

10. Resultados finales

Los últimos resultados obtenidos a partir de las tablas 3 y 4 demuestran que este

sistema de cultivo hidropónico es viable y tiene una autonomía de 3 semanas

aproximadamente. Una vez transcurrido ese periodo es recomendable una

supervisión presencial para comprobar el nivel de los tanques (agua destilada, agua

con nutrientes, ácido diluido en agua, y base diluida en agua). Los depósitos de 5 litros

de agua destilada y de nutrientes, llevan incorporado en el fondo un sensor de nivel

tipo flotador, que está programado para encender un led de emergencia cuando el

nivel caiga por debajo de un valor crítico, pero antes de vaciarse. Se ha considerado

que los otros dos depósitos (ácido y base) se vaciarán mucho más despacio, debido a

que su uso es mucho más limitado, y no deberían ser rellenados hasta que el cultivo

haya sido completado (2 o 3 meses).

El código empleado será utilizado únicamente por el programador y no deberá ser

modificado en ningún caso si se quiere asegurar la supervivencia de las plantas. En

caso de querer modificar el tipo de cultivo (lechugas), por otro similar, se deberá

cambiar el tipo de nutrientes, su concentración y la cantidad que se añade al

depósito. Además, habrá que modificar mediante código el nivel de pH requerido por

la planta y su conductividad. Estos cambios afectarán a las tablas 3 y 4, por lo que

habrá que modificar gran parte del proyecto.

El experimento que se ha llevado a cabo para la validación del código y la grabación

de los vídeos se ha realizado a escala, en un tanque con 40 litros de capacidad, por lo

que si se desea aplicar a un cultivo a mayor escala será necesario ajustar las

cantidades sin modificar las proporciones. Es decir, aumentar la capacidad del

depósito de nutrientes junto con la cantidad de los mismos sin modificar su

proporción disuelta en agua.

10.1 Propuestas de mejora

10.1.1 Utilización de válvulas analógicas para el

control del caudal

Durante la primera fase de este proyecto se estuvo investigando a fondo acerca de los diferentes sensores y actuadores necesarios (ver Tabla 1) para el completo funcionamiento del sistema. Entre ellos se barajó la posibilidad de usar distintos actuadores como método para dejar pasar cierta cantidad de líquido de los tanques al depósito principal. Finalmente se decidió utilizar una válvula solenoide, pero hay muchos modelos distintos en el mercado con prestaciones y precios diferentes. Muchas de ellas se conectan directamente al grifo para controlar el agua de riego, sin embargo, no son adecuadas para este proyecto porque buscamos un control sobre el caudal entre depósitos y en ningún momento necesitamos llenar el tanque con agua del grifo.


42

La electroválvula elegida es bastante adecuada para este sistema por varios motivos: es muy económica respecto a sus competidores, opera a una tensión no peligrosa (12 V en continua), posee un mecanismo de apertura y cierre casi instantáneo, precisa de una presión mínima bastante baja lo que implica que no se necesita una bomba de agua para hacer circular el fluido a través de ella. El principal problema que tiene es que es digital (1 ó 0) con lo cual no permite un control del caudal que entra en el depósito. Sin embargo, esto no resulta un problema ya que nos encontramos con un sistema lento que precisa de largos tiempos de espera entre que se añade una cierta cantidad de líquido y las medidas se estabilizan. En ningún momento se puede añadir ácido o base hasta que el sensor detecte un cambio, puesto que el agua tarda un tiempo en estabilizarse y precisa de que se agite previamente para extender la nueva incorporación a lo largo de todo el volumen (ver IV ANEXOS: 3. Programación del circuito). Si el sistema obtuviese una respuesta rápida a los cambios, se habría estudiado la posibilidad de utilizar una válvula analógica con un controlador PI.

10.1.2 Control de la temperatura y nivel de los

depósitos por medio del móvil

Al comienzo de este trabajo se pensó que, sin ser un objetivo propuesto inicialmente, sería muy interesante que el sistema de control y automatización del cultivo hidropónico pudiera enviar información al propietario de forma remota, informándole del estado del mismo e incluso permitiendo algún tipo de actuación. Para ello se sugirió la idea de añadir al Arduino un módulo de Ethernet que permitiese enviar los datos recogidos a un servidor para poder ser visualizados desde cualquier parte. Se pensó también en diseñar una aplicación que te enviase notificaciones al móvil informándote del estado actualizado de tus cultivos, con alertas de distintos niveles en función del grado del problema. También se barajó la posibilidad de hacer que el servidor que almacena los datos enviase informes regulares vía correo electrónico al usuario, de manera que se evitaría la creación de una app. Todas estas ideas fueron quedando descartadas dados los problemas que surgieron y que debieron ser resueltos (ver apartado “9.1. Problemas planteados y soluciones propuestas”. A medida que iban surgiendo complicaciones que obligaban a realizar más experimentos y más pruebas se fue dejando pasar la posibilidad de las notificaciones al usuario, y se sustituyó por unos leds integrados en placa. Estos leds (rojo, amarillo y verde) indican: si la temperatura del agua ha salido fuera de rango, y si los depósitos de agua destilada o agua con nutrientes se encuentran prácticamente vacíos. No se plantea el uso de estos indicadores luminosos para los depósitos de ácido y base diluidos puesto que, como se comentó en el “apartado 9: Resultados Finales”, presentan una gran autonomía tras su instalación.


43

10.1.3 Uso de una placa de circuito impreso (PCB)

Como contrapartida al uso de una placa protoboard sobre la que se monten individualmente los componentes electrónicos, se propone utilizar una PCB en la que se inserten estos. Se lograría de este modo un montaje mucho más sencillo y visualmente más profesional. Las placas de circuitos impresos son superficies constituidas por caminos o buses de material conductor laminados sobre una base no conductora. De esta manera podrían evitarse problemas propios del montaje en protoboard como son: fallos de conexión en las patillas de los componentes con la placa, cables defectuosos, errores humanos de conexión, debido a la cantidad de cables, etc. Sin embargo, se ha optado en esta ocasión por el montaje en protoboard debido los problemas constantes que han ido surgiendo durante la realización de este proyecto. Esto ha impedido que se tuviera un esquema del circuito desde el principio y ha derivado en ajustes continuos del mismo hasta casi su finalización, como puede verse en los esquemas eléctricos en el apartado “Planos y Esquemas”.

11 Orden de prioridad de los documentos

El orden de prioridad debe ser el siguiente (norma UNE 157001):

1. Índice

2. Memoria

3. Anexos

4. Planos

5. Presupuesto



IV. Anexos


Título:





Índice de anexos

1. Fichas técnicas de los componentes del circuito

Anexo I: Datasheet Arduino UNO Rev3

Anexo II: Datasheet Sensor de pHSEN0169

Anexo III: Datasheet Sensor de temperatura

DS18B20

Anexo IV: Datasheet Sensor de ultrasonidos HC-

SR04

Anexo V: Datasheet Válvula solenoide 12 V

Anexo VI: Datasheet Transistor NPNTIP120

Anexo VII: Datasheet Diodo 1N4007

Anexo VIII: Datasheet Cable USB A/M to USB B/M

2. Fichas técnicas productos utilizados en hardware

Anexo IX: Ficha de datos de seguridad Hydrochloric acid Honeywell

Anexo X: Ficha de datos de seguridad Agua destilada Unex

3. Programación del circuito

Anexo XI: Código funcional en lenguaje de programación Arduino




Título:





1. Fichas técnicas de los

componentes del circuito




Título:





Anexo I: Datasheet Arduino UNO

Rev3

Arduino Uno R3

INTRODUCTION

Arduino is used for building different types of electronic circuits easily using of both a physical

programmable circuit board usually microcontroller and piece of code running on computer with

USB connection between the computer and Arduino.

Programming language used in Arduino is just a simplified version of C++ that can easily replace

thousands of wires with words.

ARDUINO UNO-R3 PHYSICAL COMPONENTS

ATMEGA328P-PU microcontroller

The most important element in Arduino Uno R3 is ATMEGA328P-PU is an 8-bit Microcontroller

with flash memory reach to 32k bytes. It’s features as follow:

• High Performance, Low PowerAVR

• Advanced RISC Architecture

o 131 Powerful Instructions – Most Single Clock CycleExecution

o 32 x 8 General Purpose Working Registers o Up to 20 MIPS Throughput at 20 MHz o On-chip 2-cycle Multiplier

• High Endurance Non-volatileMemorySegments

o 4/8/16/32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash programmemory o 256/512/512/1K Bytes EEPROM o 512/1K/1K/2K Bytes Internal SRAM o Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000EEPROM o Data retention: 20 years at 85°C/100 years at25°C

o Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits o In-System Programming by On-chip Boot Program o True Read-While-Write Operation

o Programming Lock for Software Security

• Peripheral Features

o Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode o One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, andCaptureMode o Real Time Counter with Separate Oscillator

o Six PWM Channels o 8-channel 10-bit ADC in TQFP and QFN/MLFpackage o Temperature Measurement o 6-channel 10-bit ADC in PDIP Package o TemperatureMeasurement

o Master/Slave SPI Serial Interface

o Byte-oriented 2-wire Serial Interface (Philips I2 C compatible) o Programmable Watchdog Timer with Separate On-chipOscillator o On-chip Analog Comparator o Interrupt and Wake-up on Pin Change

• Special Microcontroller Features

o Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection o Internal Calibrated Oscillator o External and Internal Interrupt Sources o Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby, and

Extended Standby

• I/O and Packages

o 23 Programmable I/O Lines o 28-pin PDIP, 32-lead TQFP, 28-pad QFN/MLF and32-padQFN/MLF

• Operating Voltage:

o 1.8 - 5.5V

• TemperatureRange:

o -40°C to 85°C

• Speed Grade:

o 0 - 4 [email protected] - 5.5V, 0 - 10 [email protected] - 5.5.V, 0 - 20 MHz @ 4.5 - 5.5V

• Power Consumption at 1MHz,1.8V,25°C

o Active Mode: 0.2 mA

o Power-down Mode: 0.1 µA

o Power-save Mode: 0.75 µA (Including 32 kHz RTC)

mailto:[email protected]


• Pin configuration

ATMEGA16u2- mu microcontroller

Is a 8-bit microcontroller used as USB driver in Arduino uno R3 it’s features as follow:

• High Performance, Low PowerAVR

• Advanced RISC Architecture

o 125 Powerful Instructions – Most Single Clock CycleExecution

o 32 x 8 General Purpose Working Registers o Fully Static Operation o Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz

• Non-volatile Program and Data Memories

o 8K/16K/32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

o 512/512/1024 EEPROM

o 512/512/1024 Internal SRAM

o Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits

o In-System Programming by on-chip Boot Program hardware-activated afterreset o Programming Lock for Software Security

• USB 2.0 Full-speed DeviceModule with InterruptonTransfer Completion

o Complies fully with Universal Serial BusSpecificationREV2.0

o 48 MHz PLL for Full-speed Bus Operation: data transfer ratesat12Mbit/s o Fully independent 176 bytes USB DPRAM forendpointmemoryallocation o Endpoint 0 for Control Transfers: from 8 up to 64-bytes o 4 Programmable Endpoints:

– IN or Out Directions – Bulk, Interrupt and Isochronous Transfers – Programmable maximum packet size from 8 to 64bytes

– Programmable single or doublebuffer

o Suspend/Resume Interrupts

o Microcontroller reset on USB Bus Reset without detach o USB Bus Disconnection on Microcontroller Request

• Peripheral Features

o One 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode (two 8-bit PWM channels)

o One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare and CaptureMode(three8- bit PWMchannels)

o USART with SPI master only mode and hardware flow control(RTS/CTS) o Master/Slave SPI Serial Interface

o Programmable Watchdog Timer with Separate On-chipOscillator o On-chip Analog Comparator o Interrupt and Wake-up on Pin Change

• On Chip Debug Interface(debugWIRE)

• Special Microcontroller Features

o Power-On Reset and Programmable Brown-out Detection o Internal Calibrated Oscillator o External and Internal Interrupt Sources o Five Sleep Modes: Idle, Power-save, Power-down, Standby, and ExtendedStandby

• I/O and Packages

o 22 Programmable I/O Lines

o QFN32 (5x5mm) / TQFP32 packages

• Operating Voltages

o 2.7 - 5.5V

• Operating temperature

o Industrial (-40°C to +85°C)

• MaximumFrequency

o 8 MHz at 2.7V - Industrial range o 16 MHz at 4.5V - Industrial range

• Pin configuration

OTHER ARDUINO UNO R3 PARTS

Input and Output

Each of the 14 digital pins on the Uno can be used as an input or output, using pinMode (),

digitalWrite(), and digitalRead() functions. They operate at 5 volts. Each pin can provide or

receive a maximum of 40 mA and has an internal pull-up resistor (disconnected by default) of

20-50 k Ohms. In addition, some pins have specialized functions:

o Serial: 0 (RX) and 1 (TX). Used to receive (RX) and transmit (TX) TTL serial data. These

pins areconnected tothecorresponding pins of the ATmega8U2 USB-to-TTL Serialchip.

o External Interrupts: 2 and 3. These pins can beconfigured to trigger an interrupt on a low value, a rising or falling edge, or a change invalue.

o PWM: 3, 5, 6, 9, 10, and 11. Provide 8-bit PWM output withtheanalogWrite()function. o SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). These pins support SPIcommunication

using the SPI library.

o LED: 13. There is a built-in LED connected to digital pin 13. When the pin is HIGH value, the LED is on, when the pin is LOW, it's off.

The Uno has 6 analog inputs, labeled A0 through A5, each of which provide 10 bits of resolution

(i.e.1024 different values). By default they measure from ground to 5 volts, though is it possible

to change the upper end of their range using the AREF pin and the analogReference() function.

Additionally, some pins have specialized functionality:

• TWI: A4 or SDA pin and A5 or SCL pin. Support TWI communication using the Wire library.

There are a couple of other pins on theboard:

• AREF: Reference voltage for the analog inputs. Used withanalogReference().

• Reset: Bring this line LOW to reset the microcontroller. Typically used to add a reset button to shields which block the one on theboard.




Título:





Anexo II: Datasheet Sensor de pH

SEN0169

PH meter(SKU: SEN0161)

Analog pH Meter Kit SKU:SEN0161

Analog pH Meter Kit SKU:SEN0169

Contents

• 1 Introduction • 2 Specification • 3 Precautions • 4 pH Electrode Characteristics • 5 Usage

5.1 Connecting Diagram 5.2 Method 1. SoftwareCalibration 5.3 Method 2. Hardware Calibration throughpotentiometer

• 6 FAQ

Introduction

Need to measure water quality and other parameters but haven't got any low cost pH meter? Find it difficult to use with Arduino? Here comes an analog pH meter, specially designed for Arduino controllers and has built-in simple, convenient and practical connection and features. It has an LED which works as the Power Indicator, a BNC connector and PH2.0 sensor interface. You can just connect the pH sensor with BNC connector, and plug the PH2.0 interface into any analog input on Arduino controller to read pH value easily.

Specification

SEN0161 dimension

• Module Power:5.00V

• Circuit Board Size:43mm×32mm

• pH Measuring Range:0-14

• Measuring Temperature: 0-60ª

• Accuracy: ±0.1pH (25 ª) • Response Time: ≤1min

• pH Sensor with BNCConnector

• PH2.0 Interface ( 3 foot patch)

• Gain AdjustmentPotentiometer

• Power Indicator LED

Precautions

• Before and after use of the pH electrode every time, you need to use (pure)water to cleanit.

• The electrode plug should be kept clean and dry in caseofshortcircuit.

• Preservation: Electrode reference preservation solution is the 3N KCLsolution.

• Measurement should be avoided staggered pollution between solutions, so as not to affect the

accuracy ofmeasurement.

• Electrode blub or sand core is defiled which will make PTS decline, slow response. So, it should be

based on the characteristics of the pollutant, adapted to the cleaning solution, the electrode performance recovery.

• Electrode when in use, the ceramic sand core and liquid outlet rubber ring should be removed, in order to make salt bridge solution to maintain a certainvelocity.

pH Electrode Characteristics

The output of pH electrode is Millivolts, and the pH value of the relationship is shown as follows

(25 ª):

NOTE: Differences between the probes, SEN0161 and SEN0169

Their usages/ specifications are almost the same. The differences locates at

Long-firing Operation: SEN0169 supports, while SEN0161 NOT, i.e. you can not immerse SEN0161 in water for Continuous Testing.

Life Span: In 25 ª, pure water, do Continuous Testing with them both, SEN0169 can worktwoyears,whileSEN0161canonlylastfor 6months.Andjustforreference,ifput them in turbid, strongly acid and alkali solution, 25ª, the life span would drop to one year (SEN0169), 1 month(or shorter, SEN0161). Tempreture, pH, turbidity of the water effect the probe life span a lot.

Waterproof: You can immerse the whole probe SEN0169 into the water, while you can only immerse the front part of the probe SEN0161, the electrode glass bulb, into water, the rear part, from the white shell to the cable, MUST NOT be under water.

Strongly Acid and Alkali: SEN0169 are preferred for strongly acid and alkali test. And if your testing range is usually within pH6~8, then SEN0161 is capable for that.

Usage

Connecting Diagram

NOTE: It is normal that if your reading is much different with the table since you are not reading from the electrode directly but from the voltage adapter, it has converted the original voltage (-5V ~ +5V) to Arduino compatible voltage, i.e. 0 ~ 5V. See the discussion on Forum.

NOTE:

Method 1. Software Calibration

The software calibration is easier than the next part - Hardware Calibration through the Potentiometer. Because it writes the calibration values into Arduino's EEPROM, so you can calibrate once for all if you won't replace your Arduino. It uses mathematical method that to draw a line using two points, i.e. using the Acid standard solution, pH = 4.00 and alkaline pH = 10.00 or 9.18 to draw the linear relation between the voltage and the pH value.

For NOTE 3. Arduino sample sketch "EEPROM Clear"

Before you insert the pH probe into one solution from another, or after you finish using the sensor, you must wash the pH electrode with pure water everytime (distilled water is the best)! The closer power supply to +5.00V, the more accurate pH readings you could get. You have to immerse the pH probe into stationary solution instead of the running one to get relative stable pHreadings. How long should it be under the solution? It depends on the pH value, the closer to neutral solution (pH = 7.00), the longer it will take. As we tested in water pH = 6.0, the blue one costs 6 minutes, and in standard Acid/ Alkali (4.00/ 10.00) solutions, it only needs 10 seconds.

NOTE:

During the calibration (from step 4 to step 7), power outage should be avoided, or you will have to start over from step 4.

Software Calibration has nothing to do with the potentiometer on the adapter. Especially after you finished the calibration, you should never adjust the potentiometer, or you should start over. Moreover, considering the mechanical vibration might interfere the potentiometer value, you could seal it by Hot Melt Adhesive. If you want to try Hardware Calibration, you'd better reset the EEPROM setting by uploading the Arduino IDE sample sketch "EEPROM Clear" as shown as the right hand picture.

Steps

1. Wiring the pH probe, pH meter adapter (the littlePCB board)and Arduino UNO as the Diagram sectionabove.

2. Upload the sample code "Software Calibration" belowtoUNO.

3. Open Serial Monitor, choose command format as “Both NL & CR”and 115200.

4. Send “Calibration” to enter Calibration Mode, and you will see“Enter Calibration Mode” directly.

5. Acid Calibration 1. Wash your pH probe with pure water (distilled water is best) and dryer it

in case of diluting the standard pH solution. Insert it into standard acid solution of pH = 4.0. Wait several seconds till the readings get relative stable.

2. Enter “acid:4.00”(no bland space, lower case), and you will get “Acid Calibration Successful” notice. Then go on with AlkaliCalibration.

6. Alkali Calibration 1. Take out the pH probe out of the acid solution, CLEAN it again as you

did in last step. After this, insert it into the standard alkali solution with pH = 10 or 9.18.Waiting for the stablereadings

2. Enter “alkali:10.00”, and you will see “AlkaliCalibrationSuccessful”.

7. Enter “exit” to finish calibration. You will see“Calibration Successful,Exit Calibration Mode”.

8. Check if the pH meter was calibrated successfully with the solutionpH = 4.00, 9.18, 10.00, if the readings are within the error of 0.1. Congrats!

In Standard acid solution pH = 4.00

In Standard alkali solution pH = 10.00

Sample code: Software Calibration

byte receivedBufferIndex = 0;

// store the serial

);for(; i < sizeof(p); i++) pp[i]=EEPROM.read(address+i);

#define ReceivedBufferLength 20

char receivedBuffer[ReceivedBufferLength+1];

command

#include <EEPROM.h>

#define EEPROM_write(address, p) int i = 0; byte *pp = (byte*)&(p

);for(; i < sizeof(p); i++) EEPROM.write(address+i, pp[i]);

#define EEPROM_read(address, p) int i = 0; byte *pp =(byte*)&(p

/***********Notice and Troubleshooting***************

1.Connection and Diagram can befound here

2.This code is tested on Arduino Uno.

****************************************************/

GNU Lesser General Public License.

See <http://www.gnu.org/licenses/> for details.

All above must be included in any redistribution

****************************************************/

Created 2016-8-11

By youyou from DFrobot <[email protected]>

/***************************************************

This example uses software solution to calibration the ph meter,

not the potentiometer. So it is more easy to use and calibrate.

This is for SEN0161 and SEN0169.

http://www.gnu.org/licenses/


the beginning of the EEPROM. The slope is a float number,occupies

4 bytes.

#define InterceptValueAddress (SlopeValueAddress+4)

float slopeValue, interceptValue, averageVoltage;

boolean enterCalibrationFlag = 0;

#define SensorPin A0

#define VREF 5000 //for arduino uno, the ADC reference is thepow

er(AVCC), that is 5000mV

void setup()

Serial.begin(115200);

readCharacteristicValues(); //read the slope and intercept of th

e ph probe

void loop()

if(serialDataAvailable() > 0)

byte modeIndex = uartParse();

phCalibration(modeIndex); // If the correct calibrationc

ommand is received, the calibration function should becalled.

ibratiEoEnP,ROtMh_erenaedw(SslopeVanudeAidndtreerscse,ptslsohpoeuVladlube ;read ,/t/o Aupfdteater caclu

rrent value.

EEPROM_read(InterceptValueAddress, interceptValue);

// (slope of the ph probe)store at #define SlopeValueAddress 0

// sum of sample point

//store the sample voltage int analogBuffer[SCOUNT];

int analogBufferIndex = 0;

#define SCOUNT 30

static unsigned long sampleTimepoint = millis();

if(millis()-sampleTimepoint>40U)

sampleTimepoint = millis();

analogBuffer[analogBufferIndex] =analogRead(SensorPin)/1024.

0*VREF; //read the voltage and store into the buffer,every 40ms

analogBufferIndex++;

if(analogBufferIndex == SCOUNT)

analogBufferIndex = 0;

averageVoltage = getMedianNum(analogBuffer,SCOUNT);

the stable value by the median filtering algorithm // read

static unsigned long printTimepoint = millis();

if(millis()-printTimepoint>1000U)

printTimepoint = millis();

print the voltage to user, to watch the stability of voltage

Serial.print("Voltage:");

Serial.print(averageVoltage);

Serial.println("mV");

else

Serial.print("pH:");

e ph value to user

Serial.println(averageVoltage/1000.0*slopeValue+interceptValu

e);

boolean serialDataAvailable(void)

// in normal mode, print th

// in calibration mode, if(enterCalibrationFlag)

char receivedChar;

static unsigned long receivedTimeOut = millis();

while (Serial.available()>0)

if (millis() - receivedTimeOut > 1000U)

receivedBufferIndex = 0;

memset(receivedBuffer,0,(ReceivedBufferLength+1));

receivedTimeOut = millis();

receivedChar = Serial.read();

if (receivedChar == '\n' || receivedBufferIndex==ReceivedBuffe

rLength)

receivedBufferIndex = 0;

strupr(receivedBuffer);

return true;

else

receivedBuffer[receivedBufferIndex] = receivedChar;

receivedBufferIndex++;

return false;

byte uartParse()

byte modeIndex = 0;

if(strstr(receivedBuffer, "CALIBRATION") !=NULL)

modeIndex = 1;

else if(strstr(receivedBuffer, "EXIT") !=NULL)

modeIndex = 4;

else if(strstr(receivedBuffer, "ACID:") != NULL)

modeIndex = 2;

else if(strstr(receivedBuffer, "ALKALI:") !=NULL)

modeIndex = 3;

return modeIndex;

void phCalibration(byte mode)

char *receivedBufferPtr;

static byte acidCalibrationFinish = 0, alkaliCalibrationFinish

= 0;

static float acidValue,alkaliValue;

static float acidVoltage,alkaliVoltage;

float acidValueTemp,alkaliValueTemp,newSlopeValue,newIntercept

Value;

switch(mode)

case 0:

if(enterCalibrationFlag)

Serial.println(F("Command Error"));

break;

case 1:

receivedBufferPtr=strstr(receivedBuffer, "CALIBRATION");

enterCalibrationFlag = 1;

acidCalibrationFinish = 0;

alkaliCalibrationFinish = 0;

Serial.println(F("Enter Calibration Mode"));

break;

case 2:


receivedBufferPtr=strstr(receivedBuffer, "ACID:");

receivedBufferPtr+=strlen("ACID:");

acidValueTemp = strtod(receivedBufferPtr,NULL);

if((acidValueTemp>3)&&(acidValueTemp<5)) //typica

l ph value of acid standand buffer solution should be4.00

V

acidValue = acidValueTemp;

acidVoltage = averageVoltage/1000.0; // mV ->


Serial.println(F("Acid Calibration Successful"));

else

acidCalibrationFinish =0;

Serial.println(F("Acid Value Error"));

break;

typical ph value of alkali standand buffer solution should be 9.18

or 10.01

alkaliValue = alkaliValueTemp;

alkaliVoltage = averageVoltage/1000.0;


Serial.println(F("Alkali Calibration Successful")

);

else

//

case 3:


receivedBufferPtr=strstr(receivedBuffer,"ALKALI:");

receivedBufferPtr+=strlen("ALKALI:");

alkaliValueTemp = strtod(receivedBufferPtr,NULL);

if((alkaliValueTemp>8)&&(alkaliValueTemp<11))


Serial.println(F("Alkali Value Error"));

break;

case 4:


if(acidCalibrationFinish && alkaliCalibrationFinish)

newSlopeValue = (acidValue-alkaliValue)/(acidVoltage

- alkaliVoltage);

EEPROM_write(SlopeValueAddress, newSlopeValue);

newInterceptValue = acidValue - (slopeValue*acidVolt

age);

EEPROM_write(InterceptValueAddress, newInterceptValu

e);

Serial.print(F("Calibration Successful"));

else Serial.print(F("Calibration Failed"));

Serial.println(F(",Exit Calibration Mode"));



enterCalibrationFlag = 0;

break;

int getMedianNum(int bArray[], int iFilterLen)

int bTab[iFilterLen];

for (byte i = 0; i<iFilterLen; i++)

bTab[i] = bArray[i];

int i, j, bTemp;

for (j = 0; j < iFilterLen - 1; j++)

for (i = 0; i < iFilterLen - j - 1; i++)

if (bTab[i] > bTab[i + 1])

bTemp = bTab[i];

bTab[i] = bTab[i + 1];

bTab[i + 1] = bTemp;

if ((iFilterLen & 1) > 0)

bTemp = bTab[(iFilterLen - 1) / 2];

else

bTemp = (bTab[iFilterLen / 2] + bTab[iFilterLen / 2 - 1]) /

2;

return bTemp;

void readCharacteristicValues()

EEPROM_read(SlopeValueAddress, slopeValue);

EEPROM_read(InterceptValueAddress, interceptValue);

if(EEPROM.read(SlopeValueAddress)==0xFF && EEPROM.read(SlopeVa

lueAddress+1)==0xFF && EEPROM.read(SlopeValueAddress+2)==0xFF && E

EPROM.read(SlopeValueAddress+3)==0xFF)

slopeValue = 3.5; // If the EEPROM is new, therecommendat

ory slope is 3.5.

Method 2. Hardware Calibration through potentiometer

If you've taken the Method 1. Software Calibration, you can ignore this part.

1. Connect according to the graphic, that is, the pH electrode is

connected to the BNC connector on the pH meter board, and then use the connection lines, the pH meter board is connected to the analog port 0 of the Arduino controller. When the Arduino controller gets power, you will see the blue LED onboardison.

2. Upload the sample code to the Arduinocontroller.

3. Put the pH electrode into the standard solution whose pH value is 7.00, or directly short circuit the input of the BNC connector. Open the serial monitor of the Arduino IDE, you can see thepH value printed to it, and the error does not exceed 0.3. Record the pH value printed, then compared with 7.00, and the difference should be changed into the "Offset" in the sample code. For example, the pH value printed is 6.88, so the difference is 0.12. You should change the # define Offset 0.00 into # define Offset 0.12 in thesamplecode.

4. Fine adjustment

• For Acid solution: Put the pH electrode into the pH standard solution whose value is 4.00. Then wait about a minute, adjust the Gain Potential device, let the value stabilise at around4.00. At this time, the acidic calibration has been completed and you can measure the pH value of anacidicsolution.

• For Alkaline solution: According to the linear characteristics of pH electrode itself, after the above calibration,youcan

EEPROM_write(SlopeValueAddress, slopeValue);

if(EEPROM.read(InterceptValueAddress)==0xFF && EEPROM.read(Int

erceptValueAddress+1)==0xFF && EEPROM.read(InterceptValueAddress+2

)==0xFF && EEPROM.read(InterceptValueAddress+3)==0xFF)

interceptValue = 0; // If the EEPROM is new, therecommenda

tory intercept is 0.

EEPROM_write(InterceptValueAddress, interceptValue);

directly measure the pH value of the alkaline solution, but if you want to get a better accuracy, you can recalibrate it with the standard solution, pH = 9.18. Also adjust the gain potential device, let the value stabilise at around 9.18. After this calibration, you can measure the pH value of the alkaline solution.

Sample Code for Hardware Calibration

//Test the serial mon Serial.println("pH meterexperiment!");

itor

//times of collection

//Store the average value of thesensor int pHArray[ArrayLenth];

feedback

int pHArrayIndex=0;

void setup(void)

40

//deviation compensate

#define ArrayLenth

//pH meter Analog output to Arduin

# Product: analog pH meter

# SKU : SEN0161

*/

#define SensorPin A0

o Analog Input 0

#define Offset 0.00

#define LED 13

#define samplingInterval 20

#define printInterval 800

: 1.0 # Ver

/*

# This sample code is used to test the pH meter V1.0.

# Editor : YouYou

void loop(void)

static unsigned long samplingTime = millis();

static unsigned long printTime = millis();

static float pHValue,voltage;

if(millis()-samplingTime > samplingInterval)

pHArray[pHArrayIndex++]=analogRead(SensorPin);

if(pHArrayIndex==ArrayLenth)pHArrayIndex=0;

voltage = avergearray(pHArray,ArrayLenth)*5.0/1024;

pHValue = 3.5*voltage+Offset;

samplingTime=millis();

Serial.println(pHValue,2);

digitalWrite(LED,digitalRead(LED)^1);

printTime=millis();

double avergearray(int* arr, int number)

int i;

int max,min;

double avg;

long amount=0;

if(number<=0)

Serial.println("Error number for the array to avraging!/n");

return 0;

nds, print a numerical, convert the state of the LED indicator

Serial.print("Voltage:");

Serial.print(voltage,2);

Serial.print(" pH value: ");

//Every 800 milliseco if(millis() - printTime >printInterval)

if(number<5) //less than 5, calculated directlystatistics

for(i=0;i<number;i++)

amount+=arr[i];

avg = amount/number;

return avg;

else

if(arr[0]<arr[1])

min = arr[0];max=arr[1];

else

min=arr[1];max=arr[0];

for(i=2;i<number;i++)

if(arr[i]<min)

amount+=min;

min=arr[i];

else

if(arr[i]>max)

//arr<min

amount+=max;

max=arr[i];

else

amount+=arr[i]; //min<=arr<=max

//if

//for

avg = (double)amount/(number-2);

//if

return avg;

//arr>max




Título:





Anexo III: Datasheet Sensor de temperatura DS18B20

Click here for production status of specific part numbers.

DS18B20 ProgrammableResolution

1-Wire DigitalThermometer

General Description The DS18B20 digital thermometer provides 9-bit to 12- bit

Celsius temperature measurements and has an alarm

function with nonvolatile user-programmable upper and

lower trigger points. The DS18B20 communicates over a

1-Wire bus that by definition requires only one data line

(and ground) for communication with a central

microprocessor. In addition, the DS18B20 can derive

power directly from the data line (“parasite power”),

eliminating the need for an external power supply.

Each DS18B20 has a unique 64-bit serial code, which

allows multiple DS18B20s to function on the same 1-Wire

bus. Thus, it is simple to use one microprocessor to control

many DS18B20s distributed over a large area.

Applications that can benefit from this feature include

HVAC environmental controls, temperature monitoring

systems inside buildings, equipment, or machinery, and

process monitoring and control systems.

Applications Thermostatic Controls

Industrial Systems

Consumer Products

Thermometers

Thermally Sensitive Systems

Ordering Information appears at end of data sheet.

1-Wire is aregistered trademark of Maxim Integrated Products, Inc.

19-7487; Rev 5; 9/18

https://www.maximintegrated.com/en/storefront/storefront.html

G

Benefits and Features Unique 1-Wire® Interface Requires OnlyOnePort

Pin for Communication

Reduce Component Count with Integrated Temperature Sensor and EEPROM

• Measures Temperatures from -55°C to+125°C (-67°F to +257°F)

• ±0.5°C Accuracy from -10°C to +85°C

• Programmable Resolution from 9 Bits to 12Bits

• No External Components Required

Parasitic Power Mode Requires Only 2 Pins for

Operation (DQ and GND)

Simplifies Distributed Temperature-Sensing Applications with Multidrop Capability

• Each Device Has a Unique 64-Bit SerialCode Stored in On-Board ROM

Flexible User-Definable Nonvolatile (NV) Alarm Settings

with Alarm Search Command Identifies Devices with

Temperatures OutsideProgrammedLimits

Available in 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP,and

3-Pin TO-92 Packages

Pin Configurations

TOP VIEW

N.C. 1 8 N.C.

DS18B20 N.C.

2

DS18B20

7

N.C.

VDD

1 2 3

3

6

N.C.

DQ

DQ

ND DQ VDD

N.C.

N.C.

1 2 3 GND

BOTTOM VIEW

TO-92

(DS18B20)

4 5 GND

SO (150 mils)

(DS18B20Z)

1 +

2 DS18B20

3

4

µSOP

8

7

6

5

VD

N.

N.

D

.

N.C.

C.

DS18B20 Programmable Resolution

1-Wire Digital Thermometer

Absolute Maximum Ratings Voltage Range on Any PinRelativeto Ground ............. V to +6.0V

Operating TemperatureRange ....................... .. -55°C to +125°C

Storage TemperatureRange .......................... .. -55°C to +125°C

Solder Temperature.................................Refer to theIPC/JEDEC

J-STD-020Specification.

These are stress ratings only and functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operation sections of this specification is not implied. Exposure

to absolute maximum rating conditions for extended periods of time may affect reliability.

DC Electrical Characteristics (-55°C to +125°C; VDD = 3.0V to 5.5V)

PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

Supply Voltage VDD Local power (Note 1) +3.0 +5.5 V

Pullup Supply Voltage

VPU

Parasite power (Notes 1, 2)

+3.0 +5.5 V

Local power +3.0 VDD

Thermometer Error

tERR

-10°C to +85°C

(Note 3)

±0.5

°C -30°C to +100°C ±1

-55°C to +125°C ±2

Input Logic-Low VIL (Notes 1, 4, 5) -0.3 +0.8 V

Input Logic-High

VIH

Local power (Notes 1,6)

+2.2 The lower

of 5.5 or

VDD + 0.3

V

Parasite power +3.0

Sink Current IL VI/O = 0.4V 4.0 mA

Standby Current IDDS (Notes 7, 8) 750 1000 nA

Active Current IDD VDD = 5V (Note 9) 1 1.5 mA

DQ Input Current IDQ (Note 10) 5 µA

Drift (Note 11) ±0.2 °C

Note 1: All voltages are referenced to ground.

Note 2: The Pullup Supply Voltage specification assumes that the pullup device is ideal, and therefore the high level of the

pullup is equal to VPU. In order to meet the VIH spec of the DS18B20, the actual supply rail for the strong pullup transistor must include margin for the voltage drop across the transistor when it is turned on; thus: VPU_ACTUAL = VPU_IDEAL + VTRANSISTOR.

Note 3: See typical performance curve in Figure 1. Thermometer Error limits are 3-sigma values. Note 4: Logic-low voltages are specified at a sink current of 4mA.

Note 5: Toguarantee a presence pulse under low voltage parasite power conditions, VILMAX may have to be reduced to as low as 0.5V.

Note 6: Logic-high voltages are specified at a source current of 1mA.

Note 7: Standby current specified up to +70°C. Standby current typically is 3µA at +125°C.

Note 8: To minimize IDDS, DQ should be within the following ranges: GND ≤ DQ ≤ GND + 0.3V or VDD – 0.3V ≤ DQ ≤ VDD. Note 9: Active current refers to supply current during active temperature conversions or EEPROM writes.

Note 10: DQ line is high (“high-Z” state).

Note 11: Drift data is based on a 1000-hour stress test at +125°C with VDD = 5.5V.



AC Electrical Characteristics–NV Memory (-55°C to +125°C; VDD = 3.0V to 5.5V)


NV Write Cycle Time tWR 2 10 ms

EEPROM Writes NEEWR -55°C to +55°C 50k writes

EEPROM Data Retention tEEDR -55°C to +55°C 10 years

AC Electrical Characteristics (-55°C to +125°C; VDD = 3.0V to 5.5V)


Temperature Conversion Time

tCONV

9-bit resolution

(Note 12)

93.75

ms

10-bit resolution 187.5

11-bit resolution 375

12-bit resolution 750

Time to Strong Pullup On tSPON Start convert T command issued 10 µs

Time Slot tSLOT (Note 12) 60 120 µs

Recovery Time tREC (Note 12) 1 µs

Write 0 Low Time tLOW0 (Note 12) 60 120 µs

Write 1 Low Time tLOW1 (Note 12) 1 15 µs

Read Data Valid tRDV (Note 12) 15 µs

Reset Time High tRSTH (Note 12) 480 µs

Reset Time Low tRSTL (Notes 12, 13) 480 µs

Presence-Detect High tPDHIGH (Note 12) 15 60 µs

Presence-Detect Low tPDLOW (Note 12) 60 240 µs

Capacitance CIN/OUT 25 pF

Note 12: See the timing diagrams in Figure 2.

Note 13: Under parasite power, if tRSTL > 960µs, a power-on reset can occur.

Figure 1. Typical Performance Curve

0 10 20 30 40 50 60

TEMPERATURE (°C)

MEAN ERROR

-3s ERROR -0.1

-0.2

-0.3

-0.4

-0.5

+3s ERROR

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

DS18B20 TYPICAL ERROR CURVE

TH

ER

MO

ME

TE

R E

RR

OR

(°C

)



Figure 2. Timing Diagrams

Pin Description

PIN NAME

FUNCTION

SO µSOP TO-92

1, 2, 6,

7, 8

2, 3, 5,

6, 7 — N.C. No Connection

3 8 3 VDD Optional VDD. VDD must be grounded for operation in parasite power mode.

4 1 2 DQ Data Input/Output. Open-drain 1-Wire interface pin. Also provides power to the

device when used in parasite power mode (see the Powering the DS18B20 section.)

5 4 1 GND Ground

tPDLOW

tPDIH 1-WIRE PRESENCE DETECT

PRESENCE DETECT

tRSTH

RESET PULSE FROM HOST

tRSTL

1-WIRE RESET PULSE

tRDV

START OF NEXT CYCLE tREC

tSLOT

1-WIRE READ ZERO TIME SLOT

tLOW0

START OF NEXT CYCLE tREC

tSLOT

1-WIRE WRITE ZERO TIME SLOT



Overview Figure 3 shows a block diagram of the DS18B20, and pin descriptions are given in the Pin Description table. The 64-

bit ROM stores the device’s unique serial code. The scratchpad memory contains the 2-byte temperature

register that stores the digital output from the temperature

sensor. In addition, the scratchpad provides access to the

1-byte upper and lower alarm trigger registers (TH and TL)

and the 1-byte configuration register. The configuration register allows the user to set the resolution of the

temperature-to-digital conversion to 9, 10, 11, or 12 bits.

The TH, TL, and configuration registers are nonvolatile

(EEPROM), so they will retain data when the device is

powered down.

The DS18B20 uses Maxim’s exclusive 1-Wire bus proto-

col that implements bus communication using one control

signal. The control line requires a weak pullup resistor

since all devices are linked to the bus via a 3-state or open-

drain port (the DQ pin in the case of the DS18B20). In this

bus system, the microprocessor (the master device)

identifies and addresses devices on the bus using each

device’s unique 64-bit code. Because each device has a

unique code, the number of devices that can be addressed

on one bus is virtually unlimited. The 1-Wire bus protocol,

including detailed explanations ofthe commands and “time

slots,” is covered in the 1-Wire Bus System section.

Another feature of the DS18B20 is the ability to operate

without an external power supply. Power is instead

supplied through the 1-Wire pullup resistor throughthe

DQ pin when the bus is high. The high bus signal also

charges an internal capacitor (CPP), which then supplies

power to the device when the bus is low. This method of deriving power from the 1-Wire bus is referred to as “para-

site power.” As an alternative, the DS18B20 may also be

powered by an external supply on VDD.

Operation—Measuring Temperature The core functionality of the DS18B20 is its direct-to- digital

temperature sensor. The resolution of the temperature

sensor is user-configurable to 9, 10, 11, or 12 bits,

corresponding to increments of 0.5°C, 0.25°C, 0.125°C,

and 0.0625°C, respectively. The default resolution at

power-up is 12-bit. The DS18B20 powers up in a low-

power idle state. To initiate a temperature measurement

and A-to-D conversion, the master must issue a Convert T

[44h] command. Following the conversion, the resulting

thermal data is stored in the 2-byte temperature register in

the scratchpad memory and the DS18B20 returns to its idle

state. If the DS18B20 is powered by an external supply,

the master can issue “read time slots” (see the 1-Wire Bus

System section) after the Convert T command and the

DS18B20 will respond by transmitting 0 while the tem-

perature conversion is in progress and 1 when the con-

version is done. If the DS18B20 is powered with parasite

power, this notification technique cannot be used since the

bus must be pulled high by a strong pullup during the entire

temperature conversion. The bus requirements for parasite

power are explained in detail in the Powering the DS18B20

section.

Figure 3. DS18B20 Block Diagram

VPU

TEMPERATURE

SENSOR

CPP

VDD



The DS18B20 output temperature data is calibrated in

degrees Celsius; for Fahrenheit applications, a lookup

table or conversion routine must be used. The tempera-

ture data is stored as a 16-bit sign-extended two’s comple-

ment number in the temperature register (see Figure 4).

The sign bits (S) indicate if the temperature is positive or

negative: for positive numbers S = 0 and for negative

numbers S = 1. If the DS18B20 is configured for 12-bit

resolution, all bits in the temperature register will contain

valid data. For 11-bit resolution, bit 0 is undefined. For 10-

bit resolution, bits 1 and 0 are undefined, and for 9-bit

resolution bits 2, 1, and 0 are undefined. Table 1 gives

examples of digital output data and the corresponding

temperature reading for 12-bit resolution conversions.

Operation—Alarm Signaling After the DS18B20 performs a temperature conversion, the temperature value is compared to the user-defined two’s

complement alarm trigger values stored in the 1- byte TH

and TL registers (see Figure 5). The sign bit (S) indicates

if the value is positive or negative: for positive numbers S

= 0 and for negative numbers S = 1. The TH and TL

registers are nonvolatile (EEPROM) so they will retain data when the device is powered down. TH and TL can be accessed through bytes 2 and 3 of the scratchpad as explained in the Memory section.

Only bits 11 through 4 of the temperature register are used

in the TH and TL comparison since TH and TL are 8- bit registers. If the measured temperature is lower than

BIT 7 BIT 6 BIT 5 BIT 4 BIT 3 BIT 2 BIT 1 BIT 0

LS BYTE 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4


MS BYTE S S S S S 26 25 24

S = SIGN

Figure 4. Temperature Register Format

Table 1. Temperature/Data Relationship

TEMPERATURE (°C) DIGITAL OUTPUT

(BINARY)

DIGITAL OUTPUT

(HEX)

+125 0000 0111 1101 0000 07D0h

+85* 0000 0101 0101 0000 0550h

+25.0625 0000 0001 1001 0001 0191h

+10.125 0000 0000 1010 0010 00A2h

+0.5 0000 0000 0000 1000 0008h

0 0000 0000 0000 0000 0000h

-0.5 1111 1111 1111 1000 FFF8h

-10.125 1111 1111 0101 1110 FF5Eh

-25.0625 1111 1110 0110 1111 FE6Fh

-55 1111 1100 1001 0000 FC90h

*The power-on reset value of the temperature register is +85°C.

S 26 25 24 23 22 21 20


Figure 5. TH and TL Register Format

www.maximintegrated.com Maxim Integrated 6

http://www.maximintegrated.com/



or equal to TL or higher than or equal to TH, an alarmcon-

dition exists and an alarm flag is set inside the DS18B20. This flag is updated after every temperature measurement; therefore, if the alarm condition goes away, the flag will be turned off after the next temperatureconversion.

The master device can check the alarm flag status of all

DS18B20s on the bus by issuing an Alarm Search [ECh]

command. Any DS18B20s with a set alarm flag will

respond to the command, so the master can determine

exactly which DS18B20s have experienced an alarm

condition. If an alarm condition exists and the TH or TL

settings have changed, another temperature conversion

should be done to validate the alarm condition.

Powering the DS18B20 The DS18B20 can be powered by an external supply on

the VDD pin, or it can operate in “parasite power” mode,

which allows the DS18B20 to function without a local

external supply. Parasite power is very useful for applica-

tions that require remote temperature sensing or that are

very space constrained. Figure 3 shows the DS18B20’s

parasite-power control circuitry, which “steals” power from

the 1-Wire bus via the DQ pin when the bus is high. The

stolen charge powers the DS18B20 while the bus is high,

and some of the charge is stored on the parasite power

capacitor (CPP) to provide power when the bus is low.

When the DS18B20 is used in parasite power mode, the

VDD pin must be connected to ground.

In parasite power mode, the 1-Wire bus and CPP can pro-

vide sufficient current to the DS18B20 for most operations

as long as the specified timing and voltage requirements

are met (see the DC Electrical Characteristics and AC

Electrical Characteristics). However, when the DS18B20 is

performing temperature conversions or copying data from

the scratchpad memory to EEPROM, the operating current

can be as high as 1.5mA. This current can cause an

unacceptable voltage drop across the weak 1-Wire pullup

resistor and is more current than can be supplied

byCPP. To assure that the DS18B20 has sufficient supply

current, it is necessary to provide a strong pullup on the 1- Wire bus whenever temperature conversions are tak- ing

place or data is being copied from the scratchpad to EEPROM. This can be accomplished by using a MOSFET

to pull the bus directly to the rail as shown in Figure 6. The 1-Wire bus must be switched to the strong pullup within

10µs (max) after a Convert T [44h] or Copy Scratchpad [48h] command is issued, and the bus must be held high

by the pullup for the duration of the conversion (tCONV) or

data transfer (tWR = 10ms). No other activity can take place on the 1-Wire bus while the pullup is enabled.

The DS18B20 can also be powered by the conventional

method of connecting an external power supply to the

VDD pin, as shown in Figure 7. The advantage of this

method is that the MOSFET pullup is not required, and

the 1-Wire bus is free to carry other traffic during the tem-

perature conversion time.

The use of parasite power is not recommended for tem-

peratures above +100°C since the DS18B20 may not be

able to sustain communications due to the higher leakage

currents that can exist at these temperatures. For

applications in which such temperatures are likely, it is

strongly recommended that the DS18B20 be powered by

an external power supply.

In some situations the bus master may not know whether

the DS18B20s on the bus are parasite powered or pow-

ered by external supplies. The master needs this informa-

tion to determine if the strong bus pullup should be used

during temperature conversions. To get this information,

the master can issue a Skip ROM [CCh] command fol-

lowed by a Read Power Supply [B4h] command followed

by a “read time slot”. During the read time slot, parasite

powered DS18B20s will pull the bus low, and externally

powered DS18B20s will let the bus remain high. If the bus

is pulled low, the master knows that it must supply the

strong pullup on the 1-Wire bus during temperature

conversions.

VPU

VPU

VPU

MSB LSB MSB LSB MSB LSB

SCRATCHPAD

(POWER-UP STATE)

BYTE0

BYTE1

BYTE2

BYTE3

BYTE4

BYTE5

BYTE6

BYTE7

BYTE8

EEPROM

*POWER-UPSTATE DEPENDSONVALUE(S) STOREDINEEPROM.

Figure 9. DS18B20 Memory Map

Figure 6. Supplying the Parasite-Powered DS18B20 During Temperature Conversion

7



64-BIT Lasered ROM code Each DS18B20 contains a unique 64–bit code (see Figure

8) stored in ROM. The least significant 8 bits of the ROM

code contain the DS18B20’s 1-Wire family code: 28h. The

next 48 bits contain a unique serial number. The most

significant 8 bits contain a cyclic redundancy check (CRC)

byte that is calculated from the first 56 bits of the ROM

code. A detailed explanation of the CRC bits is provided in

the CRC Generation section. The 64-bit ROM code and

associated ROM function control logic allow the DS18B20

to operate as a 1-Wire device using the protocol detailed in

the 1-Wire Bus System section.

Memory The DS18B20’s memory is organized as shown in Figure

9. The memory consists of an SRAM scratchpad with

nonvolatile EEPROM storage for the high and low alarm

trigger registers (TH and TL) and configuration register. Note

that if the DS18B20 alarm function is not used, the TH and

TL registers can serve as general-purpose memory. All

memory commands are described in detail in the DS18B20

Function Commands section.

Byte 0 and byte 1 of the scratchpad contain the LSB and

the MSB of the temperature register, respectively. These

bytes are read-only. Bytes 2 and 3 provide access to TH

and TL registers. Byte 4 contains the configuration regis-

ter data, which is explained in detail in the Configuration

Register section. Bytes 5, 6, and 7 are reserved for inter-

nal use by the device and cannot be overwritten.

Byte 8 of the scratchpad is read-only and contains the

CRC code for bytes 0 through 7 of the scratchpad. The

DS18B20 generates this CRC using the method described

in the CRC Generation section.

Data is written to bytes 2, 3, and 4 of the scratchpad using

the Write Scratchpad [4Eh] command; the data must be

transmitted to the DS18B20 starting with the least signifi-

cant bit of byte 2. To verify data integrity, the scratchpad

can be read (using the Read Scratchpad [BEh] command)

after the data is written. When reading the scratchpad, data

is transferred over the 1-Wire bus starting with the least

significant bit of byte 0. To transfer the TH, TL and

configuration data from the scratchpad to EEPROM, the

master must issue the Copy Scratchpad [48h]command.

Data in the EEPROM registers is retained when the device

is powered down; at power-up the EEPROM data is

reloaded into the corresponding scratchpad locations.

Data can also be reloaded from EEPROM to the scratch-

pad at any time using the Recall E2 [B8h] command. The

master can issue read time slots following the Recall E2

command and the DS18B20 will indicate the status of the

recall by transmitting 0 while the recall is in progress and 1

when the recall is done.

8-BIT CRC 48-BIT SERIAL NUMBER 8-BIT FAMILY CODE (28h)

Figure 8. 64-Bit Lasered ROM Code

TEMPERATURE LSB (50h)

TEMPERATURE MSB (05h)

TH REGISTER OR USER BYTE 1*

TL REGISTER OR USER BYTE 2*

CONFIGURATION REGISTER*

RESERVED (FFh)

RESERVED

RESERVED (10h)

CRC*

TH REGISTER OR USER BYTE 1*

TL REGISTER OR USER BYTE 2*

CONFIGURATION REGISTER*




Configuration Register Byte 4 of the scratchpad memory contains the configura-

tion register, which is organized as illustrated in Figure 10.

The user can set the conversion resolution of the DS18B20

using the R0 and R1 bits in this register as shown in Table

2. The power-up default of these bits is R0 = 1 and R1 = 1

(12-bit resolution). Note that there is a direct tradeoff

between resolution and conversion time. Bit 7 and bits 0 to

4 in the configuration register are reserved for internal use

by the device and cannot be overwritten.

CRC Generation CRC bytes are provided as part of the DS18B20’s 64-bit

ROM code and in the 9th byte of the scratchpad memory.

The ROM code CRC is calculated from the first 56 bits of

the ROM code and is contained in the most significant byte

of the ROM. The scratchpad CRC is calculated from the

data stored in the scratchpad, and therefore it changes

when the data in the scratchpad changes. The CRCs

provide the bus master with a method of data validation

when data is read from the DS18B20. To verify that data

has been read correctly, the bus master must re-calculate

the CRC from the received data and then compare this

value to either the ROM code CRC (for ROM reads) or to

the scratchpad CRC (for scratchpad reads). If the cal-

culated CRC matches the read CRC, the data has been

received error free. The comparison of CRC values and

the decision to continue with an operation are determined

entirely by the bus master. There is no circuitry inside the

DS18B20 that prevents a command sequence from pro-

ceeding if the DS18B20 CRC (ROM or scratchpad) does

not match the value generated by the bus master.

The equivalent polynomial function of the CRC (ROM or scratchpad) is:

CRC = X8 + X5 + X4 + 1

The bus master can re-calculate the CRC and compare it

to the CRC values from the DS18B20 using the polyno-

mial generator shown in Figure 11. This circuit consists of

a shift register and XOR gates, and the shift register bits

are initialized to 0. Starting with the least significant bit of

the ROM code or the least significant bit of byte 0 in the

scratchpad, one bit at a time should shifted into the shift

register. After shifting in the 56th bit from the ROM or the

most significant bit of byte 7 from the scratchpad, the

polynomial generator will contain the recalculated CRC.

Next, the 8-bit ROM code or scratchpad CRC from the

DS18B20 must be shifted into the circuit. At this point, if

the re-calculated CRC was correct, the shift register will

contain all 0s. Additional information about the Maxim 1-

Wire cyclic redundancy check is available in Application

Note 27: Understanding and Using Cyclic Redundancy

Checks with Maxim iButton Products.

0 R1 R0 1 1 1 1 1

Figure 10. Configuration Register

Table 2. Thermometer Resolution Configuration

R1 R0 RESOLUTION

(BITS) MAX CONVERSION TIME

0 0 9 93.75ms (tCONV/8)

0 1 10 187.5ms (tCONV/4)

1 0 11 375ms (tCONV/2)

1 1 12 750ms (tCONV)

LSB MSB

XOR XOR XOR

INPUT



1-Wire Bus System The 1-Wire bus system uses a single bus master to con-

trol one or more slave devices. The DS18B20 is always a

slave. When there is only one slave on the bus, the sys-

tem is referred to as a “single-drop” system; the system is

“multidrop” if there are multiple slaves on thebus.

All data and commands are transmitted least significant bit first over the 1-Wire bus.

The following discussion of the 1-Wire bus system is

broken down into three topics: hardware configuration,

transaction sequence, and 1-Wire signaling (signal types

and timing).

Hardware Configuration The 1-Wire bus has by definition only a single data line.

Each device (master or slave) interfaces to the data line

via an open-drain or 3-state port. This allows each device

to “release” the data line when the device is not transmit-

ting data so the bus is available for use by another device.

The 1-Wire port of the DS18B20 (the DQ pin) is open drain

with an internal circuit equivalent to that shown in Figure

12.

The 1-Wire bus requires an external pullup resistor of

approximately 5kΩ; thus, the idle state for the 1-Wire bus

is high. If for any reason a transaction needs to be

suspended, the bus MUST be left in the idle state if the

transaction is to resume. Infinite recovery time can occur

between bits so long as the 1-Wire bus is in the inactive

(high) state during the recovery period. If the bus is held

low for more than 480µs, all components on the bus will be

reset.

Figure 12. Hardware Configuration

Transaction Sequence The transaction sequence for accessing the DS18B20 is as follows:

Step 1.Initialization

Step 2. ROM Command (followed by any required data exchange)

Step 3. DS18B20 Function Command (followed by any required data exchange)

It is very important to follow this sequence every time the

DS18B20 is accessed, as the DS18B20 will not respond if

any steps in the sequence are missing or out of order.

Exceptions to this rule are the Search ROM [F0h] and

Alarm Search [ECh] commands. After issuing either of

these ROM commands, the master must return to Step 1

in the sequence.

Initialization All transactions on the 1-Wire bus begin with an initializa-

tion sequence. The initialization sequence consists of a

reset pulse transmitted by the bus master followed by

presence pulse(s) transmitted by the slave(s). The pres-

ence pulse lets the bus master know that slave devices

(such as the DS18B20) are on the bus and are ready to

operate. Timing for the reset and presence pulses is

detailed in the 1-Wire Signaling section.

ROM Commands After the bus master has detected a presence pulse, it can

issue a ROM command. These commands operate on the

unique 64-bit ROM codes of each slave device and allow

the master to single out a specific device if many are

present on the 1-Wire bus. These commands also allow

the master to determine how many and what types of

devices are present on the bus or if any device has

experienced an alarm condition. There are five ROM

commands, and each command is 8 bits long. The master

device must issue an appropriate ROM command before

issuing a DS18B20 function command. A flowchart for

operation of the ROM commands is shown in Figure13.

Search Rom [F0h]

When a system is initially powered up, the master must

identify the ROM codes of all slave devices on the bus,

which allows the master to determine the number of slaves

and their device types. The master learns the ROM codes

through a process of elimination that requires the master

to perform a Search ROM cycle (i.e., Search ROM

command followed by data exchange) as many times as

necessary to identify all of the slave devices.

100Ω

MOSFET

TYP Tx

DS18B20

1-Wire PORT

VPU



If there is only one slave on the bus, the simpler Read

ROM [33h] command can be used in place of the Search

ROM process. For a detailed explanation of the Search

ROM procedure, refer to Application Note 937: Book of

iButton® Standards. After every Search ROM cycle, the

bus master must return to Step 1 (Initialization) in the

transaction sequence.

Read Rom [33h]

This command can only be used when there is one slave

on the bus. It allows the bus master to read the slave’s 64-

bit ROM code without using the Search ROM procedure.

If this command is used when there is more than one slave

present on the bus, a data collision will occur when all the

slaves attempt to respond at the same time.

Match Rom [55H] The match ROM command followed by a 64-bit ROM code

sequence allows the bus master to address a specific

slave device on a multidrop or single-drop bus. Only the

slave that exactly matches the 64-bit ROM code sequence

will respond to the function command issued by the

master; all other slaves on the bus will wait for a reset

pulse.

Skip Rom [CCh]

The master can use this command to address all devices

on the bus simultaneously without sending out any ROM

code information. For example, the master can make all

DS18B20s on the bus perform simultaneous temperature

conversions by issuing a Skip ROM command followed by

a Convert T [44h] command.

Note that the Read Scratchpad [BEh] command can follow

the Skip ROM command only if there is a single slave

device on the bus. In this case, time is saved by allowing

the master to read from the slave without sending the

device’s 64-bit ROM code. A Skip ROM command followed

by a Read Scratchpad command will cause a data collision

on the bus if there is more than one slave since multiple

devices will attempt to transmit data simultaneously.

Alarm Search [ECh] The operation of this command is identical to the operation

of the Search ROM command except that only slaves with

a set alarm flag will respond. This command allows the

master device to determine if any DS18B20s experienced

an alarm condition during the most recent temperature

conversion. After every Alarm Search cycle (i.e., Alarm

Search command followed by data exchange), thebus

iButton is aregistered trademark of MaximIntegrated Products, Inc.

master must return to Step 1 (Initialization) in the transac-

tion sequence. See the Operation—Alarm Signaling sec-

tion for an explanation of alarm flag operation.

DS18B20 Function Commands After the bus master has used a ROM command to address

the DS18B20 with which it wishes to communi- cate, the

master can issue one of the DS18B20 function commands.

These commands allow the master to write to and read

from the DS18B20’s scratchpad memory, initiate

temperature conversions and determine the power supply

mode. The DS18B20 function commands, which are

described below, are summarized in Table 3 and illus-

trated by the flowchart in Figure 14.

Convert T [44h]

This command initiates a single temperature conversion.

Following the conversion, the resulting thermal data is

stored in the 2-byte temperature register in the scratch-

pad memory and the DS18B20 returns to its low-power idle

state. If the device is being used in parasite power mode,

within 10µs (max) after this command is issued the master

must enable a strong pullup on the 1-Wire bus for the

duration of the conversion (tCONV) as described in the

Powering the DS18B20 section. If the DS18B20 is

powered by an external supply, the master can issue read

time slots after the Convert T command and the DS18B20

will respond by transmitting a 0 while the temperature

conversion is in progress and a 1 when the conversion is

done. In parasite power mode this notification technique

cannot be used since the bus is pulled high by the strong

pullup during the conversion.

Write Scratchpad [4Eh]

This command allows the master to write 3 bytes of data to the DS18B20’s scratchpad. The first data byte is written

into the TH register (byte 2 of the scratchpad), the second

byte is written into the TL register (byte 3), and the third

byte is written into the configuration register (byte 4). Data must be transmitted least significant bit first. All three bytes

MUST be written before the master issues a reset, or the

data may be corrupted.

Read Scratchpad [BEh]

This command allows the master to read the contents of

the scratchpad. The data transfer starts with the least sig-

nificant bit of byte 0 and continues through the scratchpad

until the 9th byte (byte 8 – CRC) is read. The master may

issue a reset to terminate reading at any time if only part of

the scratchpad data is needed.



Copy Scratchpad [48h]

This command copies the contents of the scratchpad TH,

TL and configuration registers (bytes 2, 3 and 4) to

EEPROM. If the device is being used in parasite power

mode, within 10µs (max) after this command is issued the

master must enable a strong pullup on the 1-Wire bus for

at least 10ms as described in the Powering the DS18B20

section.

Recall E2 [B8h]

This command recalls the alarm trigger values (TH and TL)

and configuration data from EEPROM and places the data in bytes 2, 3, and 4, respectively, in the scratchpad memory. The master device can issue read time slots

following the Recall E2 command and the DS18B20 will

indicate the status of the recall by transmitting 0 while the

recall is in progress and 1 when the recall is done. The

recall operation happens automatically at power-up, so

valid data is available in the scratchpad as soon as power

is applied to the device.

Read Power Supply [B4h]

The master device issues this command followed by a

read time slot to determine if any DS18B20s on the bus

are using parasite power. During the read time slot, para-

site powered DS18B20s will pull the bus low, and exter-

nally powered DS18B20s will let the bus remain high. See

the Powering the DS18B20 section for usage information

for this command.

Table 3. DS18B20 Function Command Set

COMMAND

DESCRIPTION

PROTOCOL

1-Wire BUS ACTIVITY AFTER

COMMAND IS ISSUED

NOTES

TEMPERATURE CONVERSION COMMANDS

Convert T

Initiates temperature conversion.

44h

DS18B20 transmits conversion status

to master (not applicable for parasite-

powered DS18B20s).

1

MEMORY COMMANDS

Read

Scratchpad

Reads the entire scratchpad including the

CRC byte. BEh

DS18B20 transmits up to 9 data bytes

to master. 2

Write

Scratchpad

Writes data into scratchpad bytes 2, 3, and

4 (TH, TL, and configuration registers). 4Eh

Master transmits 3 data bytes to

DS18B20. 3

Copy

Scratchpad

Copies TH, TL, and configuration register data from the scratchpad to EEPROM. 48h None 1

Recall E2 Recalls TH, TL, and configuration register data from EEPROM to the scratchpad.

B8h DS18B20 transmits recall status to

master.

Read Power

Supply

Signals DS18B20 power supply mode to

the master. B4h

DS18B20 transmits supply status to

master.

Note 1: For parasite-powered DS18B20s, the master must enable a strong pullup on the 1-Wire bus during temperature conver-

sions and copies from the scratchpad to EEPROM. No other bus activity may take place during this time. Note 2: The master can interrupt the transmission of data at any time by issuing a reset. Note 3: All three bytes must be written before a reset is issued.

DS18B20 Tx BIT0



INITIALIZATION

SEQUENCE

33hREAD N ROM

COMMAND 55hMATCH N

ROM COMMAND

F0h N

SEARCH ROM COMMAND

ECh N

ALARM SEARCH COMMAND

CCh N

SKIP ROM COMMAND

Y Y Y Y Y

BIT 0

MASTER Tx BIT 0

MASTER TX BIT 0

BIT0 N

MATCH ?

N BIT0 N DEVICE(S) N

MATCH ? WITH ALARM FLAGSET?

Y Y Y

FAMILY CODE 1

BYTE

BIT 1

DS18B20 Tx BIT 1

DS18B20 Tx BIT 1

SERIAL NUMBER

6 BYTES

MASTER Tx BIT 1

DS18B20 Tx

CRC BYTE

BIT1 N

MATCH?

N BIT 1

MATCH?

Y

MASTER Tx

BIT 63

BIT63 N

MATCH?

Y

DS18B20 Tx BIT 63

DS18B20 Tx BIT 63

MASTER Tx BIT 63

N BIT63

MATCH?

DS18B20 Tx BIT 0 DS18B20 Tx BIT 0 DS18B20 Tx BIT0

DS18B20 Tx

MASTER Tx

DS18B20 Tx PRESENCE PULSE

MASTER Tx RESET PULSE

MASTER Tx ROM COMMAND

Y Y

MASTER Tx FUNCTION

COMMAND (FIGURE 14)

Figure 13. ROM Commands Flowchart



44h CONVERT N

TEMPERATURE ?

48h COPY N SCRATCHPAD ?

Y Y

N PARASITE Y

POWER ?

N PARASITE Y

POWER ?

DS18B20 BEGINS

CONVERSION

DEVICE

CONVERTING N TEMPERATURE ?

COPYIN N P PROGRESS ?

Y

MASTER

Rx“0s”

MASTER Rx“1s”

Y

MASTER

Rx “0s”

MASTER Rx “1s”

MASTER DISABLES

STRONG PULLUP

N B4h READ N POWER SUPPLY?

N BEh READ N SCRATCHPAD?

4Eh WRITE

SCRATCHPAD ?

Y Y Y Y

N PARASITE Y

POWER ?

DEVICE BUSY

RECALLING

DATA ?

Y

MASTER Tx Y

RESET ?

N

MASTER TX CONFI . BYTE TO SCRATCHPAD

MASTER Rx “0s”

MASTER

Rx “1s” N

HAVE 8 BYTES

BEENREAD?

MASTER Tx

SCRA TL BY E TO CHPAD

N

MASTER BEGINS

DATA RECALL FROM E2 PROM

B8h RECALL E2 ?

ISABLES

PULLUP

MASTER

STRONG

MASTER Tx

FUNCTION COMMAND

MASTER

Rx “0s”

MASTER

Rx “1s”

MASTER Tx TH BYTE TO

SCRATCHPAD

MASTER Rx

DATA BYTE

FROM

MASTER ENABLES STRONG

PULL-UP ON DQ

DATA CO IED FROM

SCRATCHPAD TO EEPROM

MASTER ENABLES STRONG

PULL-UP ON DQ

DS18B20 ONVERTS

TEMPERATURE

Y

M

A

S

TER Rx

SCRATCHPAD

CRC BYTE

RETURN TO INITIALIZATION

SEQUENCE (FIGURE13)

FOR NEXTTRANSACTION

Figure 14. DS18B20 Function Commands Flowchart



1- Wire Signaling The DS18B20 uses a strict 1-Wire communication pro-

tocol to ensure data integrity. Several signal types are

defined by this protocol: reset pulse, presence pulse, write

0, write 1, read 0, and read 1. The bus master initiates all

these signals, with the exception of the presencepulse.

Initialization Procedure—Reset And

Presence Pulses All communication with the DS18B20 begins with an ini-

tialization sequence that consists of a reset pulse fromthe

master followed by a presence pulse from the DS18B20.

This is illustrated in Figure 15. When the DS18B20 sends

the presence pulse in response to the reset, it is indicating

to the master that it is on the bus and ready to operate.

During the initialization sequence the bus master trans-

mits (TX) the reset pulse by pulling the 1-Wire bus low for

a minimum of 480µs. The bus master then releases the bus

and goes into receive mode (RX). When the bus is released, the 5kΩ pullup resistor pulls the 1-Wire bus high. When the DS18B20 detects this rising edge, it waits 15µs

to 60µs and then transmits a presence pulse by pulling the 1-Wire bus low for 60µs to 240µs.

Read/Write Time Slots The bus master writes data to the DS18B20 during write

time slots and reads data from the DS18B20 during read

time slots. One bit of data is transmitted over the 1-Wire

bus per time slot.

Write Time Slots There are two types of write time slots: “Write 1” time slots

and “Write 0” time slots. The bus master uses a Write 1

time slot to write a logic 1 to the DS18B20 and a Write 0

time slot to write a logic 0 to the DS18B20. All write time

slots must be a minimum of 60µs in duration with a

minimum of a 1µs recovery time between individual write

slots. Both types of write time slots are initiated by the

master pulling the 1-Wire bus low (see Figure14).

To generate a Write 1 time slot, after pulling the 1-Wire bus

low, the bus master must release the 1-Wire bus within

15µs. When the bus is released, the 5kΩ pullup resistor will

pull the bus high. To generate a Write 0 time slot, after

pulling the 1-Wire bus low, the bus master must continue

to hold the bus low for the duration of the time slot (at least

60µs).

The DS18B20 samples the 1-Wire bus during a window

that lasts from 15µs to 60µs after the master initiates the

write time slot. If the bus is high during the sampling win-

dow, a 1 is written to the DS18B20. If the line is low, a 0 is

written to the DS18B20.

Figure 15. Initialization Timing

VPU

1-Wire BUS

GND



Figure 16. Read/Write Time Slot Timing Diagram

Read Time Slots The DS18B20 can only transmit data to the master when

the master issues read time slots. Therefore, the master

must generate read time slots immediately after issuing a

Read Scratchpad [BEh] or Read Power Supply [B4h]

command, so that the DS18B20 can provide the request-

ed data. In addition, the master can generate read time

slots after issuing Convert T [44h] or Recall E2 [B8h] com-

mands to find out the status of the operation as explained

in the DS18B20 Function Commands section.

All read time slots must be a minimum of 60µs in duration

with a minimum of a 1µs recovery time between slots. A

read time slot is initiated by the master device pulling the

1-Wire bus low for a minimum of 1µs and then releasing

the bus (see Figure 16). After the master initiates the

read time slot, the DS18B20 will begin transmitting a 1 or

0 on bus. The DS18B20 transmits a 1 by leaving the bus

high and transmits a 0 by pulling the bus low. When

transmitting a 0, the DS18B20 will release the bus by the

end of the time slot, and the bus will be pulled back to its

high idle state by the pullup resister. Output data from the

DS18B20 is valid for 15µs after the falling edge that

initiated the read time slot. Therefore, the master must

release the bus and then sample the bus state within 15µs

from the start of the slot.

Figure 17 illustrates that the sum of TINIT, TRC, and

TSAMPLE must be less than 15µs for a read time slot.

Figure 18 shows that system timing margin is maximized by keeping TINIT and TRC as short as possible and by

locating the master sample time during read time slots towards the end of the 15µs period.

VPU

VPU



Figure 17. Detailed Master Read 1 Timing

Figure 18. Recommended Master Read 1 Timing

Related Application Notes The following application notes can be applied to

the DS18B20 and are available at

www.maximintegrated.com.

Application Note 27: Understanding and Using Cyclic

Redundancy Checks with Maxim iButton Products

Application Note 122: Using Dallas’ 1-Wire ICs in 1-Cell Li-

Ion Battery Packs with Low-Side N-Channel Safety FETs

Master

Application Note 126: 1-Wire Communication Through Software

Application Note 162: Interfacing the DS18x20/DS1822 1-

Wire Temperature Sensor in a Microcontroller

Environment

Application Note 208: Curve Fitting the Error of a Bandgap-Based Digital Temperature Sensor

Application Note 2420: 1-Wire Communication with a Microchip PICmicro Microcontroller

Application Note 3754: Single-Wire Serial Bus Carries

Isolated Power and Data

Sample 1-Wire subroutines that can be used in conjunc-

tion with Application Note 74: Reading and Writing iBut-

tons via Serial Interfaces can be downloaded from the

Maxim website.

VPU

TRC

LINE TYPE LEGEND

BUS MASTER PULLING LOW

RESISTOR PULLUP

15µs

MASTER SAMPLES

TINT = TRC = SMALLSMALL

1-WireBUS

VIH OF MASTER

VPU

http://www.maximintegrated.com/



DS18B20 Operation Example 1 In this example there are multiple DS18B20s on the bus

and they are using parasite power. The bus master initi-

ates a temperature conversion in a specific DS18B20 and

then reads its scratchpad and recalculates the CRC to

verify the data.

DS18B20 Operation Example 2 In this example there is only one DS18B20 on the bus and

it is using parasite power. The master writes to the TH, TL,

and configuration registers in the DS18B20 scratchpad

and then reads the scratchpad and recalculates the CRC

to verify the data. The master then copies the scratchpad

contents to EEPROM.

MASTER

MODE

DATA (LSB

FIRST) COMMENTS

Tx Reset Master issues reset pulse.

Rx Presence DS18B20 responds with

presence pulse.

Tx CCh Master issues Skip ROM

command.

Tx 4Eh Master issues Write Scratchpad

command.

Tx

3 data bytes

Master sends three data bytes

to scratchpad (TH, TL, and

config).



presence pulse.


command.

Tx BEh Master issues Read Scratchpad

command.

Rx

9 data bytes

Master reads entire scratchpad

including CRC. The master then

recalculates the CRC of the

first eight data bytes from the

scratchpad and compares the

calculated CRC with the read

CRC (byte 9). If they match,

the master continues; if not, the

read operation isrepeated.



presence pulse.


command.

Tx 48h Master issues Copy Scratchpad

command.

Tx

DQ line

held high by

strong pullup

Master applies strong pullup to

DQ for at least 10ms while copy

operation is in progress.

MASTER

MODE

DATA

(LSB FIRST) COMMENTS


Rx Presence DS18B20s respond with

presence pulse.

Tx 55h Master issues Match ROM

command.

Tx 64-bit ROM

code

Master sends DS18B20 ROM

code.

Tx 44h Master issues Convert T

command.

Tx

DQ line

held high by

strong pullup

Master applies strong pullup

to DQ for the duration of the

conversion (tCONV).


Rx Presence DS18B20s respond with

presence pulse.

Tx 55h Master issues Match ROM

command.

Tx 64-bit ROM

code

Master sends DS18B20 ROM

code.

Tx BEh Master issues Read Scratchpad

command.

Rx

9 data bytes

Master reads entire scratchpad

including CRC. The master then

recalculates the CRC of the

first eight data bytes from the

scratchpad and compares the

calculated CRC with the read

CRC (byte 9). If they match,

the master continues; if not, the

read operation isrepeated.



Ordering Information

PART TEMP RANGE PIN-PACKAGE TOP MARK

DS18B20 -55°C to +125°C 3 TO-92 18B20

DS18B20+ -55°C to +125°C 3 TO-92 18B20

DS18B20/T&R -55°C to +125°C 3 TO-92 (2000 Piece) 18B20

DS18B20+T&R -55°C to +125°C 3 TO-92 (2000 Piece) 18B20

DS18B20-SL/T&R -55°C to +125°C 3 TO-92 (2000 Piece)* 18B20

DS18B20-SL+T&R -55°C to +125°C 3 TO-92 (2000 Piece)* 18B20

DS18B20U -55°C to +125°C 8 FSOP 18B20

DS18B20U+ -55°C to +125°C 8 FSOP 18B20

DS18B20U/T&R -55°C to +125°C 8 FSOP (3000 Piece) 18B20

DS18B20U+T&R -55°C to +125°C 8 FSOP (3000 Piece) 18B20

DS18B20Z -55°C to +125°C 8 SO DS18B20

DS18B20Z+ -55°C to +125°C 8 SO DS18B20

DS18B20Z/T&R -55°C to +125°C 8 SO (2500 Piece) DS18B20

DS18B20Z+T&R -55°C to +125°C 8 SO (2500 Piece) DS18B20

+Denotes a lead-free package. A “+” will appear on the top mark of lead-free packages.

T&R = Tape and reel.

*TO-92 packages in tape and reel can be ordered with straight or formed leads. Choose “SL” for straight leads. Bulk TO-92 orders are straight leads only.



Revision History

REVISION

DATE DESCRIPTION

PAGES

CHANGED

030107 In the Absolute Maximum Ratings section, removed the reflow oven temperature value of +220°C.

Reference to JEDEC specification for reflow remains. 19

101207

In the Operation—Alarm Signaling section, added “or equal to” in the description for a TH alarm

condition 5

In the Memory section, removed incorrect text describing memory. 7

In the Configuration Register section, removed incorrect text describing configuration register. 8

042208 In the Ordering Information table, added TO-92 straight-lead packages and included a note that the

TO-92 package in tape and reel can be ordered with either formed or straight leads. 2

1/15 Updated Benefits and Features section 1

09/18 Updated DC Electrical Characteristics table 2

For pricing, delivery, and ordering information, please visit Maxim Integrated’s online storefront at https://www.maximintegrated.com/en/storefront/storefront.html.

Maxim Integrated cannot assume responsibility for use of any circuitry other than circuitry entirely embodied in a Maxim Integrated product. No circuit patent licenses

are implied. Maxim Integrated reserves the right to change the circuitry and specifications without notice at any time. The parametric values (min and max limits)

http://www.maximintegrated.com/en/storefront/storefront.html




Título:





Anexo IV: Datasheet Sensor de

ultrasonidos HC-SR04

User's Manual

V1.0

May 2013

Index

1. Introduction 3

2. Packing List 4

3. Product Layout 5

4. Product Specification and Limitation 6

5. Operation 7

6. Hardware Interface 8

7. Example Code 9

8. Warranty 10

1.0 INTRODUCTION

The HC•SR04 ultrasonic sensor uses sonar to determine distance to an object like bats or

dolphins do. It offers excellent non•contact range detection with high accuracy and stable

readings in an easytouse package. From 2cm to 400 cm or 1” to 13 feet. It operation is not

affected by sunlight or black material like Sharp rangefinders are (although acoustically soft

materials like cloth can be difficult to detect). It comes complete with ultrasonic transmitter and

receiver module.

Features:

Power Supply :+5VDC

Quiescent Current : <2mA

Working Currnt: 15mA

Effectual Angle: <15°

Ranging Distance : 2cm – 400 cm/1" • 13ft

Resolution : 0.3 cm

Measuring Angle: 30degree

Trigger Input Pulse width: 10uS

Dimension: 45mm x 20mm x 15mm

2.0 PACKINGLIST

1. 1 x HC•SR04 module

3.0 PRODUCT LAYOUT

VCC = +5VDC

Trig = Trigger input of Sensor

Echo = Echo output of Sensor

GND = GND

4.0 PRODUCT SPECIFICATION AND LIMITATIONS

Parameter Min Typ. Max Unit

Operating Voltage 4.50 5.0 5.5 V

Quiescent Current 1.5 2 2.5 mA

Working Current 10 15 20 mA

Ultrasonic Frequency • 40 • kHz

5.0 OPERATION

The timing diagram of HC•SR04 is shown. To start measurement, Trig of SR04 must receive

a pulse of high (5V) for at least 10us, this will initiate the sensor will transmit out 8 cycle of

ultrasonic burst at 40kHz and wait for the reflected ultrasonic burst. When the sensor detected

ultrasonic from receiver, it will set the Echo pin to high (5V) and delay for a period (width)

which proportion to distance. To obtain the distance, measure the width (Ton) of Echopin.

Time = Width of Echo pulse, in uS (micro second)

Distance in centimeters = Time / 58

Distance in inches = Time / 148

Or you can utilize the speed of sound, which is 340m/s

Note:

Please connect the GND pin first before supplying power to VCC.

Please make sure the surface of object to be detect should have at least 0.5 meter2

for better performance.

6.0 HARDWARE INTERFACE

Here is example connection for Ultrasonic Ranging module to Arduino UNO board. It can be

interface with any microcontroller with digital input such as PIC, SK40C, SK28A, SKds40A,

Arduino series.

7.0 EXAMPLE CODE

This is example code Ultrasonic Ranging module. Please download the complete code at the

product page.

8.0 WARRANTY

Product warranty is valid for 6months.

Warranty only applies tomanufacturingdefect.

Damaged caused by miss•use is not covered under warranty

Warranty does not cover freight cost for bothways.

Prepared by

Cytron Technologies Sdn. Bhd.

19, Jalan Kebudayaan 1A,

Taman Universiti,

81300 Skudai,

Johor, Malaysia.

Tel: +607•5213178

Fax: +607•5211861

URL: www.cytron.com.my

Email: [email protected]

[email protected]

http://www.cytron.com.my/






Título:





Anexo V: Datasheet Válvula solenoide

12 V

Plastic Water Solenoid Valve - 12V - 1/2"

Nominal

PRODUCT ID: 997

• Description

Control the flow of fluid using the flow of electrons! This liquid valve would make a great addition to your

robotic gardening project. There are two 1/2" (Nominal non-taped National Pipe) outlets. Normally, the

valve is closed. When 12VDC is applied to the two terminals, the valve opens and water can push through.

The valve has a gasket arrangement inside, so there is a minimum pressure requirement of 0.02 Mpa (3

PSI). Also, liquid can only flow one direction.

We tried this solenoid at various DC voltages and found we could actuate it down at 6VDC (although it

was a little slower to open). Here is the current draw table for various voltages. We suggest a TIP120 or N-

Channel power FET with a 1N4001 kickback diode to drive this from a microcontroller pin. For a power

supply, our 9V 1A or 12V 1A power adapters will do the job.

If you want a beefier water valve, we also carry a brass version which does not have a minimum pressure

requirement and can be used with liquid flow in either direction.

Voltage Current

6V 160 mA

7V 190 mA

8V 220 mA

9V 240 mA

10V 270 mA

11V 300 mA

12V 320 mA

These solenoids are not rated for food safety or use with anything but water.

• Technical Details

o 1/2" Nominal NPS

o Working Pressure: 0.02 Mpa - 0.8Mpa

o Working Temperature: 1ª-75ª o Response time (open): ≤ 0.15 sec

o Response time (close): ≤ 0.3 sec

o Actuating voltage: 12VDC (but we found it would work down to 6V)

o Actuating life: ≥ 50 million cycles

o Weight: 4.3 oz

o Dimensions: 3.3" x 1.69" x 2.24"

Engineered in NYC Adafruit ®




Título:





Anexo VI: Datasheet Transistor NPN

TIP120

TIP120, TIP121, TIP122 (NPN); TIP125, TIP126, TIP127 (PNP)

Plastic Medium-Power Complementary Silicon Transistors

Designed for general−purpose amplifier and low−speed switching

applications.

Features

• High DC Current Gain −

hFE = 2500 (Typ) @ IC

= 4.0 Adc

• Collector−Emitter Sustaining Voltage − @ 100mAdc VCEO(sus) = 60 Vdc (Min) − TIP120,TIP125

= 80 Vdc (Min) − TIP121, TIP126 = 100 Vdc (Min) − TIP122, TIP127

• Low Collector−Emitter Saturation Voltage −

VCE(sat) = 2.0 Vdc (Max) @ IC = 3.0Adc = 4.0 Vdc (Max) @ IC = 5.0Adc

• Monolithic Construction with Built−In Base−Emitter Shunt Resistors

• Pb−Free Packages are Available*

www.onsemi.com

DARLINGTON

5 AMPERE

COMPLEMENTARY SILICON

POWER TRANSISTORS

60−80−100 VOLTS, 65WATTS

MARKING

DIAGRAM

4

TO−220AB

CASE 221A

STYLE 1 STYLE 1:

PIN 1. BASE 1 2. COLLECTOR

2 3. EMITTER

3 4. COLLECTOR

TIP12x = Device Code

x = 0, 1, 2, 5, 6, or 7

A = Assembly Location

Y = Year

WW = WorkWeek

G = Pb−Free Package

ORDERING INFORMATION See detailed ordering and shipping information on page 3 of

this data sheet.

TIP12xG

AYWW

http://www.onsemi.com/

*For additional information on our Pb−Free strategy and soldering details, please download the ON Semiconductor Soldering and Mounting Techniques Reference Manual, SOLDERRM/D.

MAXIMUM RATINGS

Rating

Symbol

TIP120,

TIP125

TIP121,

TIP126

TIP122,

TIP127

Unit

Collector−Emitter Voltage VCEO 60 80 100 Vdc

Collector−Base Voltage VCB 60 80 100 Vdc

Emitter−Base Voltage VEB 5.0 Vdc

Collector Current − Continuous

− Peak

IC 5.0

8.0

Adc

Base Current IB 120 mAdc

Total Power Dissipation @ TC = 25C Derate above 25C

PD 65

0.52

W

W/C

Total Power Dissipation @ TA = 25C Derate above 25C

PD 2.0

0.016

W

W/C

Unclamped Inductive Load Energy (Note 1) E 50 mJ

Operating and Storage Junction, Temperature Range TJ, Tstg – 65 to + 150 C

THERMAL CHARACTERISTICS

Characteristic Symbol Max Unit

Thermal Resistance, Junction−to−Case R0JC 1.92 C/W

Thermal Resistance, Junction−to−Ambient R0JA 62.5 C/W

Stresses exceeding those listed in the Maximum Ratings table may damage the device. If any of these limits are exceeded, device functionality should not be assumed, damage may occur and reliability may be affected.

1. IC = 1 A, L = 100 mH, P.R.F. = 10 Hz, VCC = 20 V, RBE = 100 fi

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TC = 25C unless otherwise noted)

Characteristic Symbol Min Max Unit

OFF CHARACTERISTICS

Collector−Emitter Sustaining Voltage (Note 2)

(IC = 100 mAdc, IB = 0)

TIP120, TIP125

TIP121, TIP126

TIP122, TIP127

VCEO(sus) 60

80

100

−

−

−

Vdc

Collector Cutoff Current (VCE = 30 Vdc, IB = 0)

(VCE = 40 Vdc, IB = 0)

(VCE = 50 Vdc, IB = 0)

TIP120, TIP125

TIP121, TIP126

TIP122, TIP127

ICEO −

−

−

0.5

0.5

0.5

mAdc

Collector Cutoff Current (VCB = 60 Vdc, IE = 0)

(VCB = 80 Vdc, IE = 0)

(VCB = 100 Vdc, IE = 0)

TIP120, TIP125

TIP121, TIP126

TIP122, TIP127

ICBO −

−

−

0.2

0.2

0.2

mAdc

Emitter Cutoff Current (VBE = 5.0 Vdc, IC = 0) IEBO − 2.0 mAdc

ON CHARACTERISTICS (Note 2)

DC Current Gain (IC = 0.5 Adc, VCE = 3.0 Vdc)

(IC = 3.0 Adc, VCE = 3.0 Vdc)

hFE 1000

1000

−

−

−

Collector−Emitter SaturationVoltage

(IC = 3.0 Adc, IB = 12mAdc)

(IC = 5.0 Adc, IB = 20mAdc)

VCE(sat) −

−

2.0

4.0

Vdc

Base−Emitter On Voltage (IC = 3.0 Adc, VCE = 3.0 Vdc) VBE(on) − 2.5 Vdc

DYNAMIC CHARACTERISTICS

Small−Signal Current Gain (IC = 3.0 Adc, VCE = 4.0 Vdc, f = 1.0 MHz) hfe 4.0 − −

Output Capacitance (VCB = 10 Vdc, IE = 0, f =0.1 MHz TIP125, TIP126,TIP127 TIP120, TIP121,TIP122

Cob −

−

300

200

pF

Product parametric performance is indicated in the Electrical Characteristics for the listed test conditions, unless otherwise noted. Product performance may not be indicated by the Electrical Characteristics if operated under different conditions. 2. Pulse Test:Pulse Width ≤ 300 µs, Duty Cycle ≤ 2%

www.onsemi.com

2

http://www.onsemi.com/

COLLECTOR COLLECTOR

EMITTER

Figure 1. Darlington Circuit Schematic

EMITTER

ORDERING INFORMATION

Device Package Shipping

TIP120 TO−220 50 Units / Rail

TIP120G TO−220

(Pb−Free)

50 Units / Rail


TIP121G TO−220

(Pb−Free)

50 Units / Rail


TIP122G TO−220 (Pb−Free)

50 Units / Rail


TIP125G TO−220

(Pb−Free)

50 Units / Rail


TIP126G TO−220

(Pb−Free)

50 Units / Rail


TIP127G TO−220

(Pb−Free)

50 Units / Rail

TA TC

4.0 80

3.0 60

2.0 40

1.0 20

8.0 k 120 8.0 k 120

TA

TC

PD

, PO

WE

R D

ISS

IPA

TIO

N(W

AT

TS

)

r(t)

, TR

AN

SIE

NT

TH

ER

MA

L R

ES

IST

AN

CE

(NO

RM

AL

IZE

D)

VCC

RB &RC VARIEDTOOBTAINDESIREDCURRENT LEVELS-30V D1 MUST BE FAST RECOVERY TYPE, eg: 1N5825 USEDABOVE IB100mA RC

5.0

3.0

2.0

MSD6100USEDBELOWIB100mA

V2 RB

approx +8.0V

51 D1

0 V1

+ 4.0 V

TUT

SCOPE 1.0

0.7

0.5

0.3

0.2

approx -12 V

t , t 10 ns r f

25µs for td and tr, D1 is disconnected

and V2 = 0 For NPN test circuit reverse all polarities.

0.1

0.07 0.05

DUTY CYCLE = 1.0% 0.1 0.20.3 0.5 0.7 1.0 2.03.0 5.0 7.0 10

Figure 3. Switching Times Test Circuit

IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)

Figure 4. Switching Times

1.0 0.7

D= 0.5

0.5

0.3

0.2

0.1

0.07

0.05

0.03

0.02

0.01

0.2

0.1

0.05

0.02

0.01

SINGLE PULSE

Z0JC(t) = r(t) R0JC

R0JC = 1.92C/W MAX DCURVES APPLYFORPOWER

PULSETRAINSHOWN

READ TIME AT t1

TJ(pk) - TC = P(pk) Z0JC(t)

P(pk)

t1

t2

DUTY CYCLE, D= t1/t2

0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10 20 50 100 200 500 1.0k

t, TIME (ms)

Figure 5. Thermal Response

ts

tf

VCC= 30V tr

IB1 = IB2

TJ= 25C

8.0 k 120 t,T

IME

(s)

20

10

5.0

2.0

1.0 0.5

TJ = 150C BONDING WIRE LIMITED

THERMALLY LIMITED

500 µs

dc

1 ms

100µs

There are two limitations on the power handling ability of a transistor: average junction temperature and second

breakdown. Safe operating area curves indicate IC − VCE

limits of the transistor that must be observed for reliable operation, i.e., the transistor must not be subjected to greater dissipation than the curves indicate.

The data of Figure 6 is based on TJ(pk) = 150C; TC is

0.2

0.1

0.05

0.02 1.0 2.0

@TC=25C(SINGLEPULSE)

SECOND BREAKDOWN LIMITED

CURVES APPLY BELOW

RATED VCEO TIP120, TIP125 TIP121, TIP126 TIP122, TIP127

3.0 5.0 7.0 10 20 30

5 ms

50 70 100

variable dependingonconditions. Second breakdown pulse

limits are valid for duty cycles to 10% provided TJ(pk)

< 150C. TJ(pk) maybe calculated from the data in Figure5. At high case temperatures, thermal limitations willreduce

the power that can be handled to values less than the limitations imposed by second breakdown

VCE, COLLECTOR-EMITTER VOLTAGE (VOLTS)

Figure 6. Active−Region Safe Operating Area

10,000

5000

3000 2000

1000

500 300 200

100

50

TC = 25C

VCE=4.0Vdc

IC= 3.0Adc

300

200

100

70

50

30 PNP

20 NPN

10 30

1.0 2.0 5.0 10 20 50 100 200 500 1000 0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10 20 50 100

f, FREQUENCY (kHz)

Figure 7. Small−Signal Current Gain

VR, REVERSE VOLTAGE (VOLTS)

Figure 8. Capacitance

TJ =25C

Cib

PNP

NPN

h fe

,SM

AL

L-S

IGN

AL

CU

RR

EN

T G

AIN

I C

, CO

LLE

CT

OR

CU

RR

EN

T (

AM

P)

C,C

AP

AC

ITA

NC

E(p

F)

TJ =25C

IC = 2.0A 4.0A

VBE(sat) @ IC/IB =250

VC

E, C

OLL

EC

TO

R-E

MIT

TE

R V

OLT

AG

E(V

OLT

S)

NPN

TIP120, TIP121, TIP122

20,000 20,000

VCE=4.0V

PNP

TIP125, TIP126, TIP127

VCE=4.0V 10,000

5000

3000

2000

TJ=150C

25C

10,000

7000

5000

3000

2000

TJ = 150C

1000

500

300 200

-55C

1000

700

500

300 200

-55C

0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0 2.03.0 5.0 7.0 10 0.1 0.20.3 0.5 0.7 1.0 2.03.0 5.0 7.0 10


Figure 9. DC Current Gain


3.0

2.6

3.0

2.6

2.2 2.2

1.8 1.8

1.4 1.4

1.0 0.3

0.5

0.7

1.0

2.03.0

5.0

7.010

20 30

1.0 0.3

0.5

0.7

1.0

2.03.0

5.0

7.010

20 30

IB, BASE CURRENT (mA)

Figure 10. Collector SaturationRegion

IB, BASE CURRENT (mA)

3.0 3.0

2.5

IC = 2.0A 4. A

TJ =25C

TJ =25C

VBE @ VCE = 4. V

hF

E,D

C C

UR

RE

NT

GA

IN

V,V

OLT

AG

E(V

OL

TS

) V

CE

, CO

LLE

CT

OR

-EM

ITT

ER

VO

LTA

GE

(VO

LTS

)

hF

E,D

C C

UR

RE

NT

GA

IN

2.0

1.5

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5 0.1 0.20.3 0.5 0.7 1.0 2.03.0 5.0 7.0 10

1.0

0.5 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0 2.03.0 5.0 7.0 10

V,V

OLT

AG

E(V

OL

TS

)

PACKAGE DIMENSIONS

TO−220 CASE 221A−09

ISSUE AH

SEATING

PLANE

F

NOTES:

1. DIMENSIONINGAND TOLERANCING PERANSI Y14.5M, 1982.

2. CONTROLLING DIMENSION: INCH. 3. DIMENSION Z DEFINES A ZONE WHERE ALL

BODY AND LEAD IRREGULARITIES ARE ALLOWED.

DIM

INCHES MILLIMETERS

MIN MAX MIN MAX

A 0.570 0.620 14.48 15.75 B 0.380 0.415 9.66 10.53

C 0.160 0.190 4.07 4.83 D 0.025 0.038 0.64 0.96

F 0.142 0.161 3.61 4.09

G 0.095 0.105 2.42 2.66 H 0.110 0.161 2.80 4.10

J 0.014 0.024 0.36 0.61

K 0.500 0.562 12.70 14.27 L 0.045 0.060 1.15 1.52

N 0.190 0.210 4.83 5.33

Q 0.100 0.120 2.54 3.04 R 0.080 0.110 2.04 2.79

S 0.045 0.055 1.15 1.39 T 0.235 0.255 5.97 6.47 U 0.000 0.050 0.00 1.27

V 0.045 --- 1.15 ---

Z --- 0.080 --- 2.04

STYLE 1: PIN 1. BASE

2. COLLECTOR

3. EMITTER

4. COLLECTOR

ON Semiconductor and the are registered trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC (SCILLC) or its subsidiaries in the United States and/or other countries.

SCILLC owns the rights to a number of patents, trademarks, copyrights, trade secrets, and other intellectual property. A listing of SCILLC’s product/patent coverage may be accessed at www.onsemi.com/site/pdf/Patent−Marking.pdf. SCILLCreserves the right to make changes without further notice to any products herein. SCILLC makes no warranty, representation

or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does SCILLC assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation special, consequential or incidental damages. “Typical” parameters which may be provided in SCILLC data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. SCILLC does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. SCILLC products are not designed, intended, or authorized for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or other applications intended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of the SCILLC product could create a situation where personal injury or death may occur. Should Buyer purchase or use SCILLC products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold SCILLC and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that SCILLC was negligent regarding the design or manufacture of the part. SCILLC is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. This literature is subject to all applicable copyright laws and is not for resale inanymanner.

T S

C

U

R

J

−T−

B

Q A

1 2 3

H

K Z

L

V

G

D

N

http://www.onsemi.com/site/pdf/Patent-Marking.pdf

PUBLICATION ORDERING INFORMATION

LITERATURE FULFILLMENT:

Literature Distribution Center for ON Semiconductor

P.O. Box 5163, Denver, Colorado 80217 USA

Phone: 303−675−2175 or 800−344−3860 Toll Free USA/Canada Fax: 303−675−2176 or 800−344−3867 Toll Free USA/Canada Email: [email protected]





Título:





Anexo VII: Datasheet Diodo

1N4007

Dim DO-41 Min

Plastic

Max A 25.40

B 4.06 5.21 C 0.71 0.864

D 2.00 2.72

All Dimensions in mm

Characteristic Symbol 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 Unit

Peak Repetitive Reverse Voltage Working Peak Reverse Voltage DC Blocking Voltage

VRRM

VRWM

VR

50

100

200

400

600

800

1000

V

RMS Reverse Voltage VR(RMS) 35 70 140 280 420 560 700 V Average Rectified Output Current (Note 1) @ TA =+75C IO 1.0 A

Non-Repetitive Peak Forward Surge Current 8.3ms Single Half Sine-Wave Superimposed on Rated Load IFSM 30 A

Forward Voltage @ IF = 1.0A VFM 1.0 V Peak Reverse Current @TA = +25C at Rated DC Blocking Voltage @ TA = +100C IRM

5.0 50

A

Typical Junction Capacitance (Note 2) Cj 15 8 pF

Typical Thermal Resistance Junction to Ambient RJA 100 K/W

Maximum DC Blocking Voltage Temperature TA +150 C

Operating and Storage Temperature Range TJ, TSTG -65 to +150 C

Notes: 1. Leads maintained at ambient temperature at a distance of 9.5mm from the case. 2. Measured at 1.0 MHz and applied reverse voltage of 4.0V DC. 3. EU Directive 2002/95/EC (RoHS). All applicable RoHS exemptions applied, see EU Directive 2002/95/EC Annex Notes.

NOT RECOMMENDED FOR NEW DESIGN USE S1A-S1M series 1N4001 - 1N4007

1.0A RECTIFIER

Features

• Diffused Junction

• High Current Capability and Low Forward Voltage Drop

• Surge Overload Rating to 30A Peak

• Low Reverse Leakage Current

• Lead Free Finish, RoHS Compliant (Note 3)

Mechanical Data

• Case: DO-41

• Case Material: Molded Plastic. UL Flammability Classification

Rating 94V-0

• Moisture Sensitivity: Level 1 per J-STD-020D

• Terminals: Finish - Bright Tin. Plated Leads Solderable per

MIL-STD-202, Method 208

• Polarity: Cathode Band

• Ordering Information: See Page 2

• Marking: Type Number

• Weight: 0.30 grams (Approximate)

Maximum Ratings and Electrical Characteristics (@TA = +25°C unless otherwise specified.)

Single phase, half wave, 60Hz, resistive or inductive load.

For capacitive load, derate current by 20%.

1N4001-1N4007 Document number: DS28002 Rev. 9 - 3

1 of 3

www.diodes.com

September 2014 © DiodesIncorporated

https://www.diodes.com/assets/Datasheets/ds16003.pdf

http://www.diodes.com/

NOT RECOMMENDED FOR NEW DESIGN

USE S1A-S1M series

1.0 10

0.8

1.0

0.6

0.4

0.1

Pulse Width = 300s 2% Duty Cycle

T , = 25oC

0.01

0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

VF, INSTANTANEOUS FORWARD VOLTAGE (V)

Fig. 2 Typical Forward Characteristics 50

Tj = 25ºC

f = 1MHz

1N4001 - 1N4004

10

1N4005 - 1N4007

1.0

1.0 10

NUMBER OF CYCLES AT 60Hz

100 1.0 10

VR, REVERSE VOLTAGE (V)

100

Fig. 3 Max Non-Repetitive Peak Fwd Surge Current Fig. 4 Typical Junction Capacitance

Ordering Information (Note 4)

Device Packaging Shipping

1N4001-B DO-41 Plastic 1K/Bulk

1N4001-T DO-41 Plastic 5K/Tape & Reel, 13-inch









I FS

M, P

EA

K F

OR

WA

RD

SU

RG

E C

UR

RE

NT

(A

) I (

AV

), A

VE

RA

GE

FO

RW

AR

D R

EC

TIF

IED

CU

RR

EN

T (

A)

I F, IN

ST

AN

TA

NE

OU

S F

OR

WA

RD

CU

RR

EN

T (

A)

Cj,

CA

PA

CIT

AN

CE

(pF

)




1N4007-B DO-41 Plastic 1K/Bulk 1N4007-T DO-41 Plastic 5K/Tape & Reel, 13-inch

Note: 4. For packaging details, visit our website at http://www.diodes.com/datasheets/ap02008.pdf.

http://www.diodes.com/datasheets/ap02008.pdf

IMPORTANT NOTICE

DIODES INCORPORATED MAKES NO WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, WITH REGARDS TO THIS DOCUMENT, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE (AND THEIR EQUIVALENTS UNDER THE LAWS OF ANY JURISDICTION).

Diodes Incorporated and its subsidiaries reserve the right to make modifications, enhancements, improvements, corrections or other changes without further notice to this document and any product described herein. Diodes Incorporated does not assume any liability arising out of the application or use of this document or any product described herein; neither does Diodes Incorporated convey any license under its patent or trademark rights, nor the rights of others. Any Customer or user of this document or products described herein in such applications shall assume all risks of such use and will agree to hold Diodes Incorporated and all the companies whose products are represented on Diodes Incorporated website, harmless against all damages.

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Products described herein may be covered by one or more United States, international or foreign patents pending. Product names and markings noted herein may also be covered by one or more United States, international or foreign trademarks.

This document is written in English but may be translated into multiple languages for reference. Only the English version of this document is the final and determinative format released by Diodes Incorporated.

LIFE SUPPORT

Diodes Incorporated products are specifically not authorized for use as critical components in life support devices or systems without the express written approval of the Chief Executive Officer of Diodes Incorporated. As used herein:

A. Life support devices or systems are devices or systems which:

1. are intended to implant into the body, or

2. support or sustain life and whose failure to perform when properly used in accordance with instructions for use provided in the labeling can be reasonably expected to result in significant injury to theuser.

B. A critical component is any component in a life support device or system whose failure to perform can be reasonably expected to cause the

failure of the life support device or to affect its safety oreffectiveness.

Customers represent that they have all necessary expertise in the safety and regulatory ramifications of their life support devices or systems, and acknowledge and agree that they are solely responsible for all legal, regulatory and safety-related requirements concerning their products and any use of Diodes Incorporated products in such safety-critical, life support devices or systems, notwithstanding any devices- or systems-related information or support that may be provided by Diodes Incorporated. Further, Customers must fully indemnify Diodes Incorporated and its representatives against any damages arising out of the use of Diodes Incorporated products in such safety-critical, life support devices or systems.

Copyright © 2014, Diodes Incorporated

www.diodes.com

NOT RECOMMENDED FOR NEW DESIGN

USE S1A-S1M series

http://www.diodes.com/





Título:





Anexo VIII: Datasheet Cable USB

A/M to USB B/M




Título:

CONSTRUCCIÓN DE UN CULTIVO HIDROPÓNICO A

ESCALA. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL

SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL.

1. Fichas técnicas productos utilizados en

hardware




Título:

CONSTRUCCIÓN DE UN CULTIVO HIDROPÓNICO A

ESCALA. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL


Anexo IX: Ficha de datos de seguridad

Hydrochloric acid Honeywell

FICHA DE DATOS DE SEGURIDAD de acuerdo al Reglamento (CE) No. 1907/2006

Hydrochloric acid

30721-1L

Versión 1.2 Fecha de revisión

30.11.2018

SECCIÓN 1. Identificación de la sustancia o la mezcla y de la sociedad o la empresa

1.1. Identificador del producto

Nombre del producto : Hydrochloric acid

FDS-número : 000000020253

Tipo de producto : Sustancia

Observaciones : SDS de conformidad con el artículo 31 de la normativa (EC)

1907/2006.

Nombre químico : acido clorhidrico

No. Indice : 017-002-01-X

Número de registro REACH : 01-2119484862-27

1.2. Usos pertinentes identificados de la sustancia o de la mezcla y usos desaconsejados

Uso de la sustancia/mezcla : Reactivos para laboratorio

Usos desaconsejados : ninguno(a)

1.3. Datos del proveedor de la ficha de datos de seguridad

Compañía : Honeywell Specialty

Chemicals Seelze

GmbH

Wunstorfer Straße 40

30926 Seelze Alemania

Teléfono : (49) 5137-999 0

Telefax : (49) 5137-999 123

Honeywell International, Inc. 115 Tabor Road

Morris Plains, NJ 07950-2546 USA

Para informaciones complementarias, por favor ponerse en contacto con:

: PMTEU Product Stewardship:

[email protected]

1.4. Teléfono de emergencia

Teléfono de emergencia : +1-703-527-3887 (ChemTrec-Transport)

+1-303-389-1414 (Medical)



Centro de Control de Envenenamiento basado

: véase el capítulo 15.1


Hydrochloric acid

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30.11.2018

país

_____

SECCIÓN 2. Identificación de los peligros

2.1. Clasificación de la sustancia o de la mezcla

REGLAMENTO (CE) No 1272/2008

Corrosivos para los metales Categoría 1

H290 Puede ser corrosivo para los metales.

Corrosión cutáneas Categoría 1A H314 Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves.

Toxicidad específica en determinados órganos - exposición única Categoría 3 - Sistema respiratorio H335 Puede irritar las vías respiratorias.

2.2. Elementos de la etiqueta

REGLAMENTO (CE) No 1272/2008

Pictogramas de peligro :

Palabra de advertencia : Peligro

Indicaciones de peligro : H290 Puede ser corrosivo para los metales.

H314 Provoca quemaduras graves en la piel y

lesiones oculares graves. H335 Puede irritar las vías respiratorias.

Consejos de prudencia : P260 Norespirar el polvo/ el humo/ el gas/ la

niebla/ los vapores/ elaerosol.

P280 Usar guantes /indumentaria

protectora/equipo de protección para los

ojos/la cara.

P284 En caso de ventilación insuficiente,

llevar equipo de protección respiratoria.

P301 + P330 + P331 EN CASO DE INGESTIÓN: Enjuagarse la boca. NO provocar el vómito.

P302 + P352 EN CASO DE CONTACTO CON LA

PIEL: Lavar con abundante agua.

P304 + P340 EN CASO DE INHALACIÓN:

Transportar a la persona al aire libre y

mantenerla en una posición que le

facilite la respiración. P305 + P351 + P338 EN CASO DE CONTACTO CON LOS

OJOS: Aclarar cuidadosamente con


Hydrochloric acid

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agua durante varios minutos. Quitar las

lentes de contacto, si lleva y resulta

fácil. Seguir aclarando. P308 + P313 EN CASO DE exposición manifiesta o

presunta: Consultar a un médico.

2.3. Otros peligros

Ninguna conocida.

SECCIÓN 3. Composición/información sobre los componentes

3.1. Sustancia

Nombre químico

No. CAS No. Indice

Número de registro REACH No. CE

Clasificación 1272/2008

Concentración

Observaciones

acido clorhidrico 7647-01-0 017-002-01-X 01-2119484862-27 231-595-7

Skin Corr. 1B; H314 STOT SE 3; H335

37 % 1*

1* - Para consultar los límites de concentración específicos, consulte los Anexos de 1272/2008

3.2. Mezcla

No aplicable

Los límites de exposición laboral, en caso de existir, figuran en el epígrafe 8.

Para el texto integro de las Declaraciones-H mencionadas en esta sección, véase la Sección 16.

SECCIÓN 4. Primeros auxilios

4.1 Descripción de los primeros auxilios

Recomendaciones generales:

El socorrista necesita protegerse a si mismo. Retirar al accidentado de la zona expuesta, mantenerlo

tumbado. Quitarse inmediatamente toda la ropa empapada y lavarse a fondo.

Inhalación:

Llevar al aire libre. Si la respiración es difícil, darle oxígeno. Utilizar oxígeno si es preciso y siempre que

esté presente un operador cualificado. Llame inmediatamente al médico.

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Hydrochloric acid

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30.11.2018

Contacto con la piel:

Lavar inmediatamente con abundante agua durante al menos 15 minutos. Quítese inmediatamente la

ropa y zapatos contaminados. Lave la ropa contaminada antes de volver a usarla. Es necesario un

tratamiento médico inmediato ya que las corrosiones de la piel no tratadas son heridas difíciles y lentas

de cicatrizar.

Contacto con los ojos:

Proteger el ojo no dañado. Limpie los ojos durante 15 minutos con abundante agua, separando los

párpados de los oculares durante el procedimiento de limpieza. Llame inmediatamente al médico.

Ingestión:

Enjuague la boca con agua. No provocar el vómito. Llame inmediatamente al médico.

4.2. Principales síntomas y efectos, agudos y retardados

sin datos disponibles

4.3. Indicación de toda atención médica y de los tratamientos especiales que deban dispensarse

inmediatamente


Consulte la sección 11 para obtener información detallada acerca de los síntomas y los efectos sobre la salud.

:

SECCIÓN 5. Medidas de lucha contra incendios

5.1. Medios de extinción

Medios de extinción apropiados:

Spray de agua

Espuma

Dióxido de carbono (CO2)

Polvo extintor

Medios de extinción que no deben utilizarse por razones de seguridad:

Chorro de agua de gran volumen

5.2. Peligros específicos derivados de la sustancia o la mezcla

El fuego puede provocar emanaciones de:

Cloruro de hidrógeno (HCl) gaseoso.

La exposición a los productos de descomposición puede ser peligrosa para la salud.


Hydrochloric acid

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5.3. Recomendaciones para el personal de lucha contra incendios

En caso de incendio o de explosión, no respire los humos.

Utilizar equipo respiratorio autónomo y traje de protección.

No dejar ninguna zona de la piel sin protección.

Usar medidas de extinción que sean apropiadas a las circunstancias del local y a sus alrededores.El

producto no arde por si mismo.No usar un chorro compacto de agua ya que puede dispersar y extender

el fuego.

SECCIÓN 6. Medidas en caso de vertido accidental

6.1. Precauciones personales, equipo de protección y procedimientos de emergencia

Evacuar inmediatamente el personal hacia una zona de seguridad. Llevar equipo de protección.

Impedir que se acerquen personas no pro- tegidas. Mantener alejadas a las personas de la zona de

fuga y en sentido opuesto al viento. Asegúrese una ventilación apropiada. No respirar vapores o niebla

de pulverización.

6.2. Precauciones relativas al medio ambiente

La descarga en el ambiente debe ser evitada. Impedir nuevos escapes o derrames si puede hacerse

sin riesgos. No echar al agua superficial o al sistema de alcantarillado sanitario. Si el producto

contaminara ríos, lagos o alcantarillados, informar a las autoridades respectivas.

6.3. Métodos y material de contención y de limpieza

Lavar pequeöas cantidades con agua.

Métodos de limpieza - escape importante

Neutralizar con lechada de cal o carbonato sódico y lavar con abundante agua.

Reprimir los gases/vapores/neblinas con agua pulverizada.

6.4. Referencia a otras secciones

Equipo de protección individual, ver sección 8.

SECCIÓN 7. Manipulación y almacenamiento

7.1. Precauciones para una manipulación segura

Consejos para una manipulación segura:

Llevar equipo de protección individual. Úsese únicamente en lugares bien ventilados. Manténgase el

recipiente bien cerrado. Usar solamente equipos resistentes a ácidos. Cuando está diluyendo, siempre

añadir el producto al agua. Nunca añadir el agua al producto. No respirar vapores o niebla de

pulverización.

Indicaciones para la protección contra incendio y explosión:

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Hydrochloric acid

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Disposiciones normales de protección preventivas de incendio.

Medidas de higiene:

Se necesitan locales separados para lavarse, ducharse, cambiarse de ropa. Mantenga separadas las

ropas de trabajo del resto del vestuario. Quítese inmediatamente la ropa contaminada. Quitar y lavar la

ropa contaminada antes de reutilizar. Lávense las manos antes de los descansos y después de

terminar la jornada laboral. No comer ni beber durante su utilización.

7.2. Condiciones de almacenamiento seguro, incluidas posibles incompatibilidades

Información complementaria sobre las condiciones dealmacenamiento:

Almacenar en envase original. Manténgase el recipiente bien cerrado y en lugar bien ventilado. No

dejar abiertos los bidones/recipientes. Colocar los envases adecuadamente para impedir su caída.

Evitar que queden restos de producto en el exterior de los recipientes.

Indicaciones para el almacenamiento conjunto:

No almacener juntamente con: Oxidantes Álcalis

7.3. Usos específicos finales

no se dispone de datos adicionales

SECCIÓN 8. Controles de exposición/protección individual

8.1. Parámetros de control

Límites de exposición profesional

Componentes

Base / Valore

Valor / Forma de exposición

Factor de excedencia

Observaciones

acido clorhidrico VLA (ES) TWA

7,6 mg/m3 5 ppm

acido clorhidrico VLA (ES) STEL

15 mg/m3 10 ppm

acido clorhidrico EU ELV TWA

8 mg/m3 5 ppm

Indicativo

acido clorhidrico EU ELV

STEL

15 mg/m3

10 ppm Indicativo

TWA - Media de tiempo de carga

STEL - Valor límite de exposición a corto plazo

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Valor DNEL/ PNEC

Componente Uso final/ impacto

Duración de la exposición

Valor Vía de exposición Observaciones

acido clorhidrico Trabajadores / Aguda -

efectoslocales

15 mg/m3 Inhalación

acido clorhidrico Trabajadores / A largo plazo - efectos locales

8 mg/m3 Inhalación

Componente Compartimento medioambiental /

Valor Observaciones

acido clorhidrico Agua dulce: 0,036 mg/l

acido clorhidrico Agua de mar: 0,036 mg/l

acido clorhidrico Suelo: 0,036 mg/l

8.2. Controles de la exposición

Controles de la exposición profesional

Los equipos de protección personal deben cumplir las normas EN vigentes: Protección respiratoria EN

136, 140, 149; Gafas protectoras/Protección ocular EN 166; Vestimenta de protección EN 340, 463,

469, 943-1, 943-2; Guantes protectores CEN 374, 511; Zapatos protectores EN-ISO 20345. No respirar vapores o niebla de pulverización.

Medidas de ingeniería

Utilizar con una ventilación de escape local.

Usar solamente equipos resistentes a ácidos.

suelo resistente al ácido Boquilla rociadora de emergencia

Protección personal

Protección respiratoria:

En caso de formación de vapor, utilizar un respirador con un filtro apropiado.

Protección de las manos:

Material del guante: Chloropreno

tiempo de penetración: > 480 min

Espesor del guante: 0,65 mm

Camapren®720

Los guantes deben ser inspeccionados antes de su uso. Sustituir en caso de desgaste.

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Observaciones:Aviso adicional: Las indicaciones están basadas en comprobaciones e inform son conclusiones análogas derivadas de sustancias similares.

Se deberá tener en cuenta que el tiempo de vida últil de un guante protect factores que inf luyen (por

ejemplo, temperatura, otras sobrecargas, etc.) permeabilidad fijado según la EN 374.

Dado que las condiciones de utilización normalmente no corresponden a las condiciones de m edición

estandarizadas, el tiempo de utilización no deberá sobrepasar el 50% del tiempo de permeabilización

recomendado por el fabricante de guantes abajo mencionado.

Debido a la gran cantidad de tipos disponibles, deberán tenerse en cuenta las instrucciones de manejo

de los diferentes fabricantes.

Son guantes de protección adecuados, por ejemplo, los de la empresa KCL GmbH, D-36124 Eichenzell, [email protected] según la especificación arriba indicada. La comprobación se efectuó según

la EN 374.

Protección de los ojos:

Gafas de protección

Protección de la piel y del cuerpo:

Ropa protectora resistente a los ácidos

Controles de exposición medioambiental

Manejar conforme a las normativas ambientales locales y siguiendo las buenas prácticas industriales.

SECCIÓN 9. Propiedades físicas y químicas

9.1. Información sobre propiedades físicas y químicas básicas

Forma : líquido

Color : incoloro

Olor : picante

peso molecular : 36,46 g/mol

Punto/intervalo de fusión : aprox. -35 °C

Punto /intervalo de ebullición

: aprox. 42 °C

a 1.013 hPa

Punto de inflamación : No aplicable

Inflamabilidad (sólido, gas) : No aplicable

Temperatura de ignición : No aplicable

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Límites inferior de explosividad

: No aplicable

Límite superior de explosividad

: No aplicable

Presión de vapor : 965 hPa

a 50 °C

Presión de vapor : 190 hPa

a 20 °C

Densidad : aprox. 1,190 g/cm3

a 20 °C

Viscosidad, dinámica : 1,9 mPa.s

a 15 °C

Viscosidad, cinemática : sin datos disponibles

pH : > 0,1

a 20 °C

Solubilidad en agua : totalmente miscible

Coeficiente de reparto n- octanol/agua

: sin datos disponibles

Densidad relativa del vapor : sin datos disponibles

Tasa de evaporación : sin datos disponibles

9.2 Información adicional

El ácido clorhídrico al 20.2 % es un azeótropo.

SECCIÓN 10. Estabilidad y reactividad

10.1. Reactividad

Estable en condiciones normales.

10.2. Estabilidad química

No hay descomposición si se utiliza conforme a las instrucciones.

El fuego o el calor intenso pueden provocar la ruptura violenta de los embalajes.

10.3. Posibilidad de reacciones peligrosas

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No se conocen polimerizaciones peligrosas.

10.4. Condiciones que deben evitarse

Conservar alejado del calor. Proteger contra la humedad.

10.5. Materiales incompatibles

Desprende hidrógeno en reacción con los metales.

Incompatible con bases fuertes y agentes oxidantes.

Amoniaco

Aminas

10.6. Productos de descomposición peligrosos

Hidrógeno, por reacción con metales Gas cloruro de hidrógeno Cloro (Cl2)

SECCIÓN 11. Información toxicológica

11.1. Información sobre los efectos toxicológicos

Toxicidad oral aguda:

La toxicidad se determinó por la corrosividad del producto.

Toxicidad cutánea aguda:


Toxicidad aguda por inhalación:


Irritación de la piel:

Especies: Conejo

Resultado: Corrosivo

Método: OECD TG 404

Irritación ocular:

Datos concluyentes que apoyan la clasificación (Ref: REACH Dossier - ECHA disseminated data)

Sensibilización respiratoria o cutánea:

Especies: Conejillo de indias

Clasificación: El producto no es sensibilizante


Sustancía test: Sustancia anhidra

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Toxicidad por dosis repetidas:

Nota: No se clasifica debido a que los datos son concluyentes aunque insuficientes para la clasificación.

Carcinogenicidad:

Nota: No se clasifica debido a que los datos son concluyentes aunque insuficientes para la

clasificación.

Mutagenicidad en células germinales:

Nota: No se clasifica debido a que los datos son concluyentes aunque insuficientes para la

clasificación.

Peligro de aspiración:


Otra información:


SECCIÓN 12. Información ecológica

12.1. Toxicidad

Toxicidad para los peces:

CL50

Ensayo semiestático

Especies: Lepomis macrochirus (Pez-luna Blugill) Valor: 3,25 - 3,5 mg/l

Tiempo de exposición: 96 h

Toxicidad para las plantas acuáticas:

CE50

Tasa de crecimiento

Especies: Chlorella vulgaris (alga en agua dulce)

Valor: 4,7 mg/l

Tiempo de exposición: 72 h


Toxicidad para los invertebrados acuáticos:

CE50

Ensayo estático

Especies: Daphnia

Valor: 4,92 mg/l Tiempo de exposición: 48 h

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12.2. Persistencia y degradabilidad

Biodegradabilidad:

Los métodos para la determinación de biodegradabilidad no es aplicable para las sustancias

inorgánicas.

12.3. Potencial de bioacumulación


12.4. Movilidad en el suelo


12.5. Resultados de la valoración PBT y mPmB

Esta sustancia no se considera que sea persistente, bioacumulativa ni tóxica (PBT).

Esta sustancia no se considera que sea muy persistente ni muy bioacumulativa (vPvB).

12.6. Otros efectos adversos

La neutralización reducirá los efectos ecotóxicos. SECCIÓN 13. Consideraciones relativas a la eliminación

13.1. Métodos para el tratamiento de residuos

Producto:

Deseche de acuerdo con los requisitos legales.

Envases:

Tener en cuenta la legislación aplicable a la reutilización o elimi- nación de envases/embalajes usados.

Otros datos:

Disposiciones relativas a los residuos:

Directiva 2006/12/CE; Directiva 2008/98/CE

CE Reglamento No. 1013/2006

Equipo de protección individual, ver sección 8.

SECCIÓN 14. Información relativa al transporte

ADR/RID

UN Número : 1789

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Descripción de los productos

: ÁCIDO CLORHÍDRICO

Clase : 8

Grupo embalaje : II

Código de clasificación : C1

Número de identificación de peligro

: 80

Etiquetas ADR/RID : 8 Peligrosas ambientalmente : no

IATA

UN Número : 1789


: Hydrochloric acid

Clase : 8 Grupo embalaje : II Etiquetas de peligro : 8

IMDG

UN Número : 1789


: HYDROCHLORIC ACID

Clase : 8

Grupo embalaje : II

Etiquetas de peligro : 8

EmS Número : F-A, S-B

Contaminante marino : no

IMDG Code segregation group 1 – ACIDS,

SECCIÓN 15. Información reglamentaria

15.1 Reglamentación y legislación en materia de seguridad, salud y medio ambiente específicas

para la sustancia o la mezcla

Base Valor Observaciones

Directiva 2012/18/CE

SEVESO III

No aplicable

Base Valor Observaciones

Sustancias extremadamente preocupantes (SVHC)

No aplicable


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Centro de Toxicología

País Número de teléfono

País Número de teléfono

Austria +4314064343 Liechtenstein no disponible

Bélgica 070 245245 Lituania +370532362052

Bulgaria (+)35929154233 Luxemburgo 070245245; (+352)80002-5500

Croacia (+3851)23-48-342 Malta no disponible

Chipre no disponible Países Bajos 030-2748888

Republica Checa +420224919293; +420224915402 Noruega 22591300

Dinamarca 82121212 Polonia no disponible

Estonia 16662; (+372)6269390 Portugal 808250143

Finlandia 9471977 Rumanía no disponible

Francia +33(0)145425959 Eslovaquia (NTIC) +421 2 54 774 166

Grecia no disponible Eslovenia no disponible

Hungría (+36-80)201-199 España +34915620420

Islandia 5432222 Suecia 112 (begär Giftinformation);+46104566786

Irlanda +353(1)8092166 Suiza 145

Italia +39 0649906140 Reino Unido no disponible

Alemania

Berlín : 030/19240

Bonn : 0228/19240

Erfurt : 0361/730730

Friburgo : 0761/19240

Göttingen : 0551/19240

Homburg : 06841/19240

Maguncia : 06131/19240

München : 089/19240

Letonia +37167042473

Otra información de inventario

EE.UU. Toxic Substances Control Act (Ley de control de sustancias tóxicas)

En el Inventario TSCA

Australia. Industrial Chemical (Notification and Assessment) Act

En o de conformidad con el inventario

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Canadá. Canadian Environmental Protection Act (CEPA) (Ley de protección ambiental de Canadá). Domestic Substances List (DSL)(Listado de sustancias nacionales)

Todos los componentes de este producto están en la lista canadiense DSL

Japón. Listado legal Kashin-Hou


Corea. Listado legal para el control de productos químicos tóxicos (TCCL).


Filipinas. Ley para el control de residuos nucleares y sustancias tóxicas.


China. Inventory of Existing Chemical Substances


New Zealand. Inventory of Chemicals (NZIoC), as published by ERMA New Zealand


15.2 Evaluación de la seguridad química

Non se ha realizado una Valoración de la Seguridad Química.

SECCIÓN 16. Otra información

Texto de las sentencias H al que se hace referencia en el encabezado 3

acido clorhidrico : H314 Provoca quemaduras graves en la piel y

lesiones oculares graves. H335 Puede irritar las vías respiratorias.

Otros datos

Todas las directivas y leyes se refieren a las versiones actuales.

Las líneas verticales en el margen izquierdo indican una modificación significativa respecto a la

versión anterior.

Abreviaturas:

CE Comunida Europea

CAS Chemical AbstractsService

DNEL Derived no effect level

PNEC Predicted no effect level

vPvB Very persistent and very biaccumulative substance

PBT Persistent, bioaccmulative und toxic substance

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La información proporcionada en esta Ficha de Datos de Seguridad, es la más correcta de que

disponemos a la fecha de su publicación. La información suministrada, está concebida solamente

como una guía para la seguridad en el manejo, uso, procesado, almacenamiento, transporte,

eliminación y descarga, y no debe ser considerada como una garantía o especificación de calidad.

La información se refiere únicamente al material especificado, y no puede ser válida para dicho

material, usado en combinación con otros materiales o en cualquier proceso, a menos que sea

indicado en el texto. La determinación final relativa a la idoneidad de todo material es

responsabilidad exclusiva del usuario. La información suministrada no es garantía de las características.

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Título:

CONSTRUCCIÓN DE UN CULTIVO HIDROPÓNICO

A ESCALA. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL


Anexo X: Ficha de datos de seguridad

Agua destilada Unex

Ficha de datos de seguridad según 1907/2006/CE (REACH), 2015/830/EU

EL CORTE INGLES - AGUA DESTILADA - Envases de 2 y 5 L.

SECCIÓN 1: IDENTIFICACIÓN DE LA SUSTANCIA O LA MEZCLA Y DE LA SOCIEDAD O EMPRESA

1.1 Identificador del producto: Agua

CAS: 7732-18-5

CE: 231-791-2

Index: No aplicable

REACH: No aplicable

1.2 Usos pertinentes identificados de la sustancia o de la mezcla y usos desaconsejados:

Usos pertinentes: Diluyentes; varios; limpiacristales; disolvente

Usos desaconsejados: Todo aquel uso no especificado en este epígrafe ni en el epígrafe 7.3

1.3 Datos del proveedor de la ficha de datos de seguridad:

EL CORTE INGLES, S.A.

C/Hermosilla 127-129.

28009 - Madrid - Spain

Tfno.: 913 097 160 -

Fax: 914 015 197

www.elcorteingles.es

1.4 Teléfono de emergencia: 902 186 186 (de 08 a 18 H) Dias laborales

SECCIÓN 2: IDENTIFICACIÓN DE LOS PELIGROS

2.1 Clasificación de la sustancia o de la mezcla:

Reglamento nº1272/2008 (CLP):

De acuerdo al Reglamento nº1272/2008 (CLP), el producto no es clasificado como peligroso

2.2 Elementos de la etiqueta:


Indicaciones de peligro:

No relevante

Consejos de prudencia:

P101: Si se necesita consejo médico, tener a mano el envase o la etiqueta P102: Mantener fuera del alcance de los niños

P501: Eliminar el contenido/el recipiente mediante el sistema de recogida selectiva habilitado en su municipio

2.3 Otros peligros:

El producto no cumple los criterios PBT/vPvB

Identificación Nombre químico/clasificación Concentración

CAS: 7732-18-5 Agua No clasificada

100 % CE: 231-791-2

Index: No aplicable REACH: No aplicable

Reglamento 1272/2008

SECCIÓN 4: PRIMEROS AUXILIOS

SECCIÓN 3: COMPOSICIÓN/INFORMACIÓN SOBRE LOS COMPONENTES

3.1 Sustancia:

Descripción química: Disolución neutra

Componentes:

De acuerdo al Anexo II del Reglamento (CE) nº1907/2006 (punto 3), el producto presenta:

http://www.elcorteingles.es/

- CONTINÚA EN LA SIGUIENTE PÁGINA -

Emisión: 23/08/2017 Versión: 1 Página 1/9

Para ampliar información sobre la peligrosidad de la sustancias consultar los epígrafes 8, 11, 12, 15 y 16.

3.2 Mezclas:

No aplicable



SECCIÓN 4: PRIMEROS AUXILIOS (continúa)

4.1 Descripción de los primeros auxilios:

Acudase al médico en caso de malestar con esta Ficha de Datos de Seguridad.

Por inhalación:

En caso de síntomas, trasladar al afectado al aire libre.

Por contacto con la piel:

En caso de contacto se recomienda limpiar la zona afecta con agua por arrastre y con jabón neutro. En caso de alteraciones en

la piel (escozor, rojez, sarpullillos, ampollas,…), acudir a consulta médica con esta Ficha de Datos de Seguridad

Por contacto con los ojos:

Enjuagar con agua hasta la eliminación del producto. En caso de molestias, acudir al medico con la FDS de este producto.

Por ingestión/aspiración:

En caso de ingestión de grandes cantidades, se recomienda solicitar asistencia médica.

4.2 Principales síntomas y efectos, agudos y retardados:

Los efectos agudos y retardados son los indicados en las secciones 2 y 11.

4.3 Indicación de toda atención médica y de los tratamientos especiales que deban dispensarse inmediatamente:

No relevante

SECCIÓN 5: MEDIDAS DE LUCHAS CONTRA INCENDIOS

5.1 Medios de extinción:

Producto no inflamable, bajo riesgo de incendio por las características de inflamabilidad del producto en condiciones normales de

almacenamiento, manipulación y uso. En el caso de la existencia de combustión mantenida como consecuencia de manipulación,

almacenamiento o uso indebido se puede emplear cualquier tipo de agente extintor (Polvo ABC, agua,…)

5.2 Peligros específicos derivados de la sustancia o la mezcla:

Debido a sus características de inflamabilidad, el producto no presenta riesgo de incendio bajo condiciones normales de almacenamiento, manipulación y uso.

5.3 Recomendaciones para el personal de lucha contra incendios:

En función de la magnitud del incendio puede hacerse necesario el uso de ropa protectora completa y equipo de respiración

autónomo. Disponer de un mínimo de instalaciones de emergencia o elementos de actuación (mantas ignífugas, botiquín

portátil,...) conforme al R.D.486/1997 y posteriores modificaciones

Disposiciones adicionales:

Actuar conforme el Plan de Emergencia Interior y las Fichas Informativas sobre actuación ante accidentes y otras emergencias.

Suprimir cualquier fuente de ignición. En caso de incendio, refrigerar los recipientes y tanques de almacenamiento de productos

susceptibles a inflamación, explosión o BLEVE como consecuencia de elevadas temperaturas. Evitar el vertido de los productos

empleados en la extinción del incendio al medio acuático.

SECCIÓN 6: MEDIDAS EN CASO DE VERTIDO ACCIDENTAL

6.1 Precauciones personales, equipo de protección y procedimientos de emergencia:

Aislar las fugas siempre y cuando no suponga un riesgo para las personas que desempeñen esta función.

6.2 Precauciones relativas al medio ambiente:

Producto no clasificado como peligroso para el medioambiente. Mantener el producto alejado de los desagües y de las aguas

superficiales y subterráneas.

6.3 Métodos y material de contención y de limpieza:

Se recomienda:

Absorber el vertido mediante arena o absorbente inerte y trasladarlo a un lugar seguro. No absorber en serrín u otros

absorbentes combustibles. Para cualquier consideración relativa a la eliminación consultar la sección 13.

6.4 Referencias a otras secciones:

Ver secciones 8 y 13.

SECCIÓN 7: MANIPULACIÓN Y ALMACENAMIENTO





SECCIÓN 7: MANIPULACIÓN Y ALMACENAMIENTO (continúa)

7.1 Precauciones para una manipulación segura:

A.- Precauciones generales

Cumplir con la legislación vigente en materia de prevención de riesgos laborales. Mantener los recipientes herméticamente

cerrados. Controlar los derrames y residuos, eliminándolos con métodos seguros (sección 6). Evitar el vertido libre desde el

recipiente. Mantener orden y limpieza donde se manipulen productos peligrosos.

B.- Recomendaciones técnicas para la prevención de incendios y explosiones.

Se recomienda trasvasar a velocidades lentas para evitar la generación de cargas electroestáticas que pudieran afectar a

productos inflamables. Consultar la sección 10 sobre condiciones y materias que deben evitarse.

C.- Recomendaciones técnicas para prevenir riesgos ergonómicos y toxicológicos.

Para control de exposición consultar la sección 8. No comer, beber ni fumar en las zonas de trabajo; lavarse las manos

después de cada utilización, y despojarse de prendas de vestir y equipos de protección contaminados antes de entrar en las

zonas para comer.

D.- Recomendaciones técnicas para prevenir riesgos medioambientales

No es necesario tomar medidas especiales para prevenir riesgos medioambientales. Para más información ver epígrafe 6.2

7.2 Condiciones de almacenamiento seguro, incluidas posibles incompatibilidades:

A.- Medidas técnicas de almacenamiento

ITC (R.D.656/2017): No relevante

Clasificación: No relevante

Tª mínima: 5 ºC

Tª máxima: 30 ºC

Tiempo máximo: 6 meses

B.- Condiciones generales de almacenamiento.

Evitar fuentes de calor, radiación, electricidad estática y el contacto con alimentos. Para información adicional ver epígrafe

10.5

7.3 Usos específicos finales:

Salvo las indicaciones ya especificadas no es preciso realizar ninguna recomendación especial en cuanto a los usos de este

producto.

SECCIÓN 8: CONTROLES DE EXPOSICIÓN/PROTECCIÓN INDIVIDUAL

8.1 Parámetros de control:

Sustancias cuyos valores límite de exposición profesional han de controlarse en el ambiente de trabajo (INSHT 2017):

No existen valores límites ambientales para las sustancias que constituyen elproducto.

DNEL (Trabajadores):

No relevante

DNEL (Población):

No relevante

PNEC:

No relevante

8.2 Controles de la exposición:

A.- Medidas generales de seguridad e higiene en el ambiente de trabajo:

Como medida de prevención se recomienda la utilización de equipos de protección individual básicos, con el correspondiente

marcado CE de acuerdo al R.D.1407/1992 y posteriores modificaciones. Para más información sobre los equipos de

protección individual (almacenamiento, uso, limpieza, mantenimiento, clase de protección,…) consultar el folleto informativo

facilitado por el fabricante del EPI. Las indicaciones contenidas en este punto se refieren al producto puro. Las medidas de

protección para el producto diluido podrán variar en función de su grado de dilución, uso, método de aplicación, etc. Para

determinar la obligación de instalación de duchas de emergencia y/o lavaojos en los almacenes se tendrá en cuenta la

normativa referente al almacenamiento de productos químicos aplicable en cada caso. Para más información ver epígrafes 7.1

y 7.2. Toda la información aquí incluida es una recomendación siendo necesario su concreción por parte de los servicios de prevención de riesgos laborales al desconocer las medidas de prevención adicionales que la empresa pudiese disponer o si

han sido incluidos en la evaluación de riesgos pertinentes.





SECCIÓN 8: CONTROLES DE EXPOSICIÓN/PROTECCIÓN INDIVIDUAL (continúa)

B.- Protección respiratoria.

Será necesario la utilización de equipos de protección en el caso de formación de nieblas o en el caso de superar los límites de

exposición profesional si existiesen (Ver Epígrafe 8.1).

C.- Protección específica de las manos.

No relevante

D.- Protección ocular yfacial

No relevante

E.- Proteccióncorporal

No relevante

F.- Medidas complementarias de emergencia

No es preciso tomar medidas complementarias de emergencia.

Controles de la exposición del medio ambiente:

En virtud de la legislación comunitaria de protección del medio ambiente se recomienda evitar el vertido tanto del producto como

de su envase al medio ambiente. Para información adicional ver epígrafe 7.1.D

Compuestos orgánicos volátiles:

En aplicación al R.D.117/2003 y posteriores modificaciones (Directiva 2010/75/EU), este producto presenta las siguientes características:

C.O.V. (Suministro): 0 % peso

Concentración C.O.V. a 20 ºC: 0 kg/m³ (0 g/L)

Número de carbonos medio: No relevante

Peso molecular medio: No relevante

SECCIÓN 9: PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

9.1 Información de propiedades físicas y químicas básicas:

Para completar la información ver la ficha técnica/hoja de especificaciones del producto.

Aspecto físico:

Estado físico a 20 ºC: Líquido

Aspecto: Cristalino

Color: Incoloro

Olor: Inodoro

Umbral olfativo: No relevante *

Volatilidad:

Temperatura de ebullición a presión atmosférica: 100 ºC

Presión de vapor a 20 ºC: 2350 Pa

Presión de vapor a 50 ºC: 12381 Pa (12 kPa)

Tasa de evaporación a 20 ºC: No relevante *

Caracterización del producto:

Densidad a 20 ºC: 1032 kg/m³

Densidad relativa a 20 ºC: 1,032

Viscosidad dinámica a 20 ºC: 1,03 cP

Viscosidad cinemática a 20 ºC: 0,99 cSt

Viscosidad cinemática a 40 ºC: No relevante *

Concentración: 100 g/L (sustancia activa)

pH: 5 - 7 al 100 %

Densidad de vapor a 20 ºC: No relevante *

*No relevante debido a la naturaleza del producto, no aportando información característica de su peligrosidad.

- CONTINÚA EN LA SIGUIENTE PÁGINA - Emisión:



SECCIÓN 9: PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS (continúa)

Coeficiente de reparto n-octanol/agua a 20 ºC: No relevante *

Solubilidad en agua a 20 ºC: No relevante *

Propiedad de solubilidad: No relevante *

Temperatura de descomposición: No relevante *

Punto de fusión/punto de congelación: 0 ºC

Propiedades explosivas: No relevante *

Propiedades comburentes: No relevante *

Inflamabilidad:

Punto de inflamación: No inflamable (>60 ºC)

Inflamabilidad (sólido, gas): No relevante *

Temperatura de auto-inflamación: No relevante *

Límite de inflamabilidad inferior: No relevante *

Límite de inflamabilidad superior: No relevante *

Explosividad:

Límite inferior de explosividad: No relevante *

Límite superior de explosividad: No relevante *

9.2 Otros datos:

Tensión superficial a 20 ºC: No relevante *

Índice de refracción: No relevante *

*No relevante debido a la naturaleza del producto, no aportando información característica de su peligrosidad.

SECCIÓN 10: ESTABILIDAD Y REACTIVIDAD

10.1 Reactividad:

No se esperan reacciones peligrosas si se cumplen las instrucciones técnicas de almacenamiento de productos químicos. Ver

epígrafe 7.

10.2 Estabilidad química:

Estable químicamente bajo las condiciones indicadas de almacenamiento, manipulación y uso.

10.3 Posibilidad de reacciones peligrosas:

Bajo las condiciones indicadas no se esperan reacciones peligrosas que puedan producir una presión o temperaturas excesivas.

10.4 Condiciones que deben evitarse:

Aplicables para manipulación y almacenamiento a temperatura ambiente:

Choque y fricción Contacto con el aire Calentamiento Luz Solar Humedad

No aplicable No aplicable No aplicable No aplicable No aplicable

10.5 Materiales incompatibles:

Ácidos Agua Materias comburentes Materias combustibles Otros

Evitar ácidos fuertes No aplicable No aplicable No aplicable Evitar alcalis o bases fuertes

10.6 Productos de descomposición peligrosos:

Ver epígrafe 10.3, 10.4 y 10.5 para conocer los productos de descomposición específicamente. En dependencia de las condiciones

de descomposición, como consecuencia de la misma pueden liberarse mezclas complejas de sustancias químicas: dióxido de

carbono (CO2), monóxido de carbono y otros compuestos orgánicos.

SECCIÓN 11: INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA

11.1 Información sobre los efectos toxicológicos:

DL50 oral > 2000 mg/kg (rata).

Efectos peligrosos para la salud:





SECCIÓN 11: INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA (continúa)

En caso de exposición repetitiva, prolongada o a concentraciones superiores a las establecidas por los límites de exposición

profesionales, pueden producirse efectos adversos para la salud en función de la vía de exposición:

A.- Ingestión (efecto agudo):

- Toxicidad aguda: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver

sección 3.

- Corrosividad/Irritabilidad: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más

información ver sección 3.

B- Inhalación (efecto agudo):

- Toxicidad aguda: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver

sección 3.

- Corrosividad/Irritabilidad: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más


C- Contacto con la piel y los ojos (efecto agudo):

- Contacto con la piel: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información

ver sección 3.

- Contacto con los ojos: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información

ver sección 3.

D- Efectos CMR (carcinogenicidad, mutagenicidad y toxicidad para la reproducción):

- Carcinogenicidad: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver

sección 3.

- Mutagenicidad: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver

sección 3.

- Toxicidad para la reproducción: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más


E- Efectos de sensibilización:

- Respiratoria: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver

sección 3.

- Cutánea: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver sección

3.

F- Toxicidad específica en determinados órganos (STOT)-exposición única:

A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver sección 3.

G- Toxicidad específica en determinados órganos (STOT)-exposición repetida:

- Toxicidad específica en determinados órganos (STOT)-exposición repetida: A la vista de los datos disponibles, no se

cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver sección 3. - Piel: A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver sección 3.

H- Peligro por aspiración:

A la vista de los datos disponibles, no se cumplen los criterios de clasificación. Para más información ver sección 3.

Información adicional:

No relevante

Información toxicológica específica de las sustancias:

No determinado

SECCIÓN 12: INFORMACIÓN ECOLÓGICA

No se disponen de datos experimentales de la mezcla en sí misma relativos a las propiedades ecotoxicológica s.

12.1 Toxicidad:

No determinado

12.2 Persistencia y degradabilidad:

No disponible

12.3 Potencial de bioacumulación:

No determinado





SECCIÓN 12: INFORMACIÓN ECOLÓGICA (continúa)

12.4 Movilidad en el suelo:

No determinado

12.5 Resultados de la valoración PBT y mPmB:

El producto no cumple los criterios PBT/vPvB

12.6 Otros efectos adversos:

No descritos

Código Descripción Tipo de residuo (Reglamento (UE) nº

1357/2014)

No es posible asignar un código específico, ya que depende del uso a que lo destine el usuario No peligroso

SECCIÓN 14: INFORMACIÓN RELATIVA AL TRANSPORTE

Transporte terrestre de mercancías peligrosas:

En aplicación al ADR 2017 y al RID 2017:

14.1 Número ONU: No relevante

14.2 Designación oficial de No relevante

transporte de las Naciones

Unidas:

14.3 Clase(s) de peligro para el No relevante

transporte:

Etiquetas: No relevante

14.4 Grupo de embalaje: No relevante

14.5 Peligros para el medio No ambiente:

14.6 Precauciones particulares para los usuarios

Disposiciones especiales: No relevante

Código de restricción en túneles: No relevante

Propiedades físico-químicas: ver epígrafe 9

Cantidades limitadas: No relevante

14.7 Transporte a granel con No relevante

arreglo al anexo II del

Convenio Marpol 73/78 y del

Código IBC:

Transporte marítimo de mercancías peligrosas:

En aplicación al IMDG 38-16:

Tipo de residuo (Reglamento (UE) nº 1357/2014):

No relevante

Gestión del residuo (eliminación y valorización):

Consultar al gestor de residuos autorizado las operaciones de valorización y eliminación conforme al Anexo 1 y Anexo 2 (Directiva

2008/98/CE, Ley 22/2011). De acuerdo a los códigos 15 01 (2014/955/UE) en el caso de que el envase haya estado en contacto

directo con el producto se gestionará del mismo modo que el propio producto, en caso contrario se gestionará como residuo no

peligroso. Se desaconseja su vertido a cursos de agua. Ver epígrafe 6.2.

Disposiciones legislativas relacionadas con la gestión de residuos:

De acuerdo al Anexo II del Reglamento (CE) nº1907/2006 (REACH) se recogen las disposiciones comunitarias o estatales

relacionadas con la gestión de residuos.

Legislación comunitaria: Directiva 2008/98/CE, 2014/955/UE, Reglamento (UE) nº 1357/2014

Legislación nacional: Ley 22/2011, Real Decreto 180/2015

SECCIÓN 13: CONSIDERACIONES RELATIVAS A LA ELIMINACIÓN

13.1 Métodos para el tratamiento de residuos:



SECCIÓN 14: INFORMACIÓN RELATIVA AL TRANSPORTE (continúa)



transporte de las Naciones

Unidas:

14.3 Clase(s) de peligro para el No relevante

transporte:





Disposiciones especiales: No relevante

Códigos FEm:


Cantidades limitadas: No relevante




Código IBC:

Transporte aéreo de mercancías peligrosas:

En aplicación al IATA/OACI 2017:



transporte de las Naciones Unidas:

14.3 Clase(s) de peligro para el No relevante transporte:









Código IBC:

SECCIÓN 15: INFORMACIÓN REGLAMENTARIA

15.1 Reglamentación y legislación en materia de seguridad, salud y medio ambiente específicas para la sustancia o la mezcla:

Sustancias candidatas a autorización en el Reglamento (CE) 1907/2006 (REACH): No relevante

Sustancias incluidas en el Anexo XIV de REACH (lista de autorización) y fecha de expiración: No relevante

Reglamento (CE) 1005/2009, sobre sustancias que agotan la capa de ozono: No relevante

Sustancias activas las cuales han sido incluidas en el Artículo 95 del Reglamento (UE) Nº 528/2012: No relevante

REGLAMENTO (UE) No 649/2012, relativo a la exportación e importación de productos químicos peligrosos: No relevante

Restricciones a la comercialización y al uso de ciertas sustancias y mezclas peligrosas (Anexo XVII del

Reglamento REACH, etc ...):

No relevante

Disposiciones particulares en materia de protección de las personas o el medio ambiente:

Se recomienda emplear la información recopilada en esta ficha de datos de seguridad como datos de entrada en una evaluación

de riesgos de las circunstancias locales con el objeto de establecer las medidas necesarias de prevención de riesgos para el

manejo, utilización, almacenamiento y eliminación de este producto.

Otras legislaciones:





SECCIÓN 15: INFORMACIÓN REGLAMENTARIA (continúa)

Reglamento (CE) n o 1272/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de diciembre de 2008 , sobre clasificación,

etiquetado y envasado de sustancias y mezclas, y por el que se modifican y derogan las Directivas 67/548/CEE y 1999/45/CE y se

modifica el Reglamento (CE) n o 1907/2006 y todas sus modificaciones posteriores.

15.2 Evaluación de la seguridad química:

El proveedor no ha llevado a cabo evaluación de seguridad química.

Legislación aplicable a fichas de datos de seguridad:

Esta ficha de datos de seguridad se ha desarrollado de acuerdo al ANEXO II-Guía para la elaboración de Fichas de Datos de

Seguridad del Reglamento (CE) Nº 1907/2006 (Reglamento (UE) nº 2015/830)

Modificaciones respecto a la ficha de seguridad anterior que afectan a las medidas de gestión del riesgo:

No relevante

Textos de las frases legislativas contempladas en la seccion 3:

Las frases indicadas no se refieren al producto en sí, son sólo a título informativo y hacen referencia a los componentes individuales que aparecen en la sección 3


No relevante

Consejos relativos a la formación:

Se recomienda formación mínima en materia de prevención de riesgos laborales al personal que va a manipular este producto,

con la finalidad de facilitar la compresión e interpretación de esta ficha de datos de seguridad, así como del etiquetado del

producto.

Principales fuentes bibliográficas:

http://echa.europa.eu

http://eur-lex.europa.eu

Abreviaturas y acrónimos:

- ADR: Acuerdo europeo relativo al transporte internacional de mercancías peligrosas por carretera

-IMDG: Código Marítimo Internacional de Mercancías Peligrosas

-IATA: Asociación Internacional de Transporte Aéreo

-OACI: Organización de Aviación Civil Internacional

-DQO:Demanda Quimica de oxigeno

-DBO5:Demanda biológica de oxigeno a los 5 dias

-BCF: factor de bioconcentracion

-DL50: dosis letal 50

-CL50: concentracion letal 50

-EC50: concentracion efectiva 50

-Log POW: logaritmo coeficiente partición octanol-agua

-Koc: coeficiente de particion del carbono organico

http://echa.europa.eu/

http://eur-lex.europa.eu/

La información contenida en esta Ficha de datos de seguridad está fundamentada en fuentes, conocimientos técnicos y legislación vigente a nivel europeo y estatal, no pudiendo garantizar la exactitud de la misma. Esta información no es posible considerarla como una garantía de las propiedades del producto, se trata simplemente de una descripción en cuanto a los requerimientos en materia de seguridad. La metodología y condiciones de trabajo de los usuarios de este producto se encuentran fuera de nuestro conocimiento y control, siendo siempre responsabilidad última del

usuario tomar las medidas necesarias para adecuarse a las exigencias legislativas en cuanto a manipulación, almacenamiento, uso y eliminación de productos químicos. La información de esta ficha de seguridad únicamente se refiere a este producto, el cual no debe emplearse con fines distintos a los que se especifican.




Título:




3. Programación del Circuito




Título:




Anexo XI: Código funcional en lenguaje de

programación Arduino



V.Planos y Esquemas


Título:




Índice de planos

1. Esquemas eléctricos

Plano n.º 1: Esquema del circuito sensor de conductividad

Plano n.º 2: Esquema del circuito sensor de pH + sensor de conductividad

Plano n.º 3: Esquema del circuito sensor de nivel CS-CO058

Plano n.º 4: Esquema del circuito sensor de temperatura DS18B20

Plano n.º 5: Esquema del circuito sensor de ultrasonidos HC-SR04

Plano n.º 6: Esquema del circuito válvula solenoide con relé




Título:





Plano n.º 1: Esquema del circuito

del sensor de conductividad




Título:






sensor de pH + sensor de

conductividad




Título:






sensor de nivel CS-CO058




Título:






sensor de temperatura DS18B20




Título:






sensor de ultrasonidos HC-SR04




Título:






válvula solenoide con relé



VI. Presupuesto


Título:





Cuadro de descompuestos

Construcción de un Cultivo Hidropónico a Escala. Diseño e Implementación del

Sistema de Automatización y Control. Cantidades expresadas en: euros (€)

CAPÍTULO 01: HARDWARE (MATERIALES)

CÓDIGO CANT. DESCRIPCIÓN

PRECIO POR

UNIDAD

TOTAL DE LA

LÍNEA

001 1 Sensor de pH SEN0169 36.69 36.69

002 1 Sensor de temperatura DS18B20 1.71 1.71

003 1 Sensor de ultrasonidos HC-SR04 1.44 1.44

004 2 Sensor de nivel CS-CO058 0.97 1.94

005 5 Válvula solenoide 3.31 16.55

006 1 Bomba BIOTOP 250L/H 6.95 6.95

007 1 Placa Arduino UNO Rev3 4 4

008 1 Placa protoboard genérica 3 3

009 1 Cargador 12 V con salida Jack 8.63 8.63

010 2 Transistor NPN TIP 120 0.9 1.8

011 2 Diodo 1N4007 0.08 0.16

012 9 Resitor 0.05 0.45

013 3 Diodo led 0.12 0.36

014 3 Módulo Relé doble 3.9 11.7

015 1 Adaptador USB-Arduino 2.16 2.16

016 120 Cable de conexión Arduino ---------------- 3.11

017 1 Caja mediana de plástico SAMLA 8 8

018 1 Tubo de plástico 5 m 8.95 8.95

019 1 Semillero 1.5 1.5

020 1 Cable unifilar 8 m 4 4

021 2 Goma EVA 1 2

022 1 Semillas Lechuga Batavia 1.5 1.5

023 1 Nutrientes marca COMPO 3.3 3.3

024 1 Sustrato universal 1.5 1.5

025 4

Garrafa 5 litros agua destilada

UNEX 1.99 7.96

026 1 Hidróxido sódico (desatascador) IFA 1.73 1.73

027 1 Ácido clorhídrico Honeywell 11 11

028 10 Conector manguera 1.29 12.9

029 1 Plancha de unicell 2.49 2.49

--- --- --- SUBTOTAL 167.48

CAPITULO 02: MANO DE OBRA (INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL)

CODIGO CANT. DESCRIPCIÓN PRECIO/HORA

TOTAL DE

LA LINEA

030 1

Búsqueda de información sobre

cultivos hidropónicos (40 h) 26

1040

031

1

Determinación de las variables

críticas (conductividad eléctrica y

pH) y de los sensores y actuadores

más adecuados (45 h)

26 1170

032 1

Elección del Arduino y montaje del

circuito (30 h) 26 780

033

1

Experimentos para determinar el

grado de interacción de las

variables controladas (60 h)

26 1560

034

1

Cambios en el tipo y proporción de

ácido, base y nutrientes empleados

y repetición de los experimentos

(45 h)

26 1170

035 1 Programación del Arduino (40 h) 26 1040

036

1

Montaje del cultivo hidropónico a

escala, depuración y validación del

código (55 h)

26 1430

SUBTOTAL 8190

IGIC (6,5%)

SOBRE MATERIALES

10.89

SEGURIDAD SOCIAL (10%)

819

SEGURO DE RESPONSABILIDAD

CIVIL

150

TOTAL 9337.37



VII. Conclusiones y líneas

abiertas


Título:





Conclusiones y líneas abiertas

El objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado (TFG) ha sido el estudio, diseño y

construcción de un cultivo hidropónico a escala, así como la implementación de un

sistema de automatización y control. Además, desde el principio se trató de reducir el

coste del proyecto para que fuese fácilmente replicable por otra persona.

El desconocimiento en materia de agricultura y cultivos sin suelo, sumado a la falta de

asesoramiento por parte de un profesional en el sector, derivó en muchos días de ardua

búsqueda de información para suplir los conocimientos de los que se carecía en estos

campos. Sin ellos, que son la base del proyecto, apenas se podía comenzar a idear un

sistema de control, ni a proceder a la compra de materiales. Fue por esta razón que no

se tuvo una idea clara del concepto final hasta ya entrada la primavera, pese a llevar

meses realizando pedidos y experimentos erróneos que iban marcando las pautas a

seguir. Durante la primera fase de este TFG y aunque solo se menciona una vez en la

memoria, se trató de construir un cultivo hidropónico basado en tubos de tipo NFT. Esta

idea, sin embargo, fue descartada porque representaba una mayor complicación a la

hora de insertar los sensores y actuadores necesarios. En particular, el sensor analógico

de ultrasonidos HC-SR04 no podría tomar medidas exactas ya que, en este sistema, el

agua se encuentra en continuo movimiento.

Todos estos inconvenientes decantaron la balanza a favor del actual cultivo hidropónico

de raíz flotante, que fue sufriendo modificaciones hasta acabar siendo como se ve en la

“Figura 2”. Dado que el objetivo nunca fue la construcción de un modelo de cultivo

hidropónico comercializable, no se tuvo demasiado en cuenta la estética de la maqueta

sino su funcionamiento. En este aspecto considero que se han alcanzado los objetivos

propuestos inicialmente, con carencias en materia de autonomía del sistema o

estanqueidad de los depósitos. Para la fijación de los tubos y electroválvulas a las

garrafas se perforó y se utilizó silicona caliente para sellar las uniones. Por desgracia, en

ocasiones se escapa alguna gota de líquido del interior a través de estas uniones un tanto

imperfectas. Pienso que, de poder realizar este proyecto de nuevo, buscaría la forma de

adquirir unos depósitos de mayor capacidad y preparados para este tipo de

inconvenientes.

De haber sido este TFG un proyecto para una gran empresa, en lugar de algo financiado

por fondos propios, se podría haber adquirido un sensor de conductividad profesional

en lugar de uno casero, lo que aseguraría la fiabilidad de las medidas. Además, creo que

se habrían adquirido soluciones de calibración de carácter profesional en vez de tener

que utilizar datos de otras fuentes, y se habría comprado una maqueta prefabricada

para no tener problemas con el hardware.

Creo que cabe destacar la importancia de este trabajo como impulso en mi faceta

investigadora e imaginativa, logrando que me motive y me instigue a entregarlo con

orgullo tras el trabajo realizado.



VIII. Conclusions and future

work


Título:





Conclusions and future Work

The main objective of this Degree Final Project (DFP) has been the study, design and

construction of a hydroponic crop at scale, as well as the implementation of an

automation and control system. In addition, from the beginning it was tried to reduce

the cost of the project so that it was easily replicable by another person.

The lack of knowledge on agriculture and crops without soil, coupled with the lack of

advice from a professional in the sector, led to many days of hard search for information

to supply the knowledge lacking in these fields. Without them, which are the bases of

the project, it couldn´t begin to devise a control system, or proceed in the purchase of

materials. It was for this reason that there was no clear idea of the final concept until

late spring, despite carrying months orders of materials and erroneous experiments that

were marking the guidelines to follow. During the first phase of this DFP and although it

is only mentioned once in the memory, an attempt was made to build a hydroponic crop

based on NFT-type tubes. This idea, however, was discarded because it represented a

major complication when inserting the necessary sensors and actuators. In particular,

the analog ultrasonic sensor HC-SR04 could not take exact measurements because, in

this system, the water is in continuous movement.

All these drawbacks decided the balance in favor of the current hydroponic floating-root

crop, which was undergoing modifications until it ended up being as seen in the images.

Given that the objective was never the construction of a marketable hydroponic crop

model, the aesthetics of the model were not taken into account but its operation. In this

regard, I believe that the initially proposed objectives have been achieved, with

deficiencies in terms of system autonomy or tank tightness. For fixing the tubes and

electrovalves to the cans, hot silicone was drilled and sealed to seal the joints.

Unfortunately, sometimes a drop of liquid escapes from the interior through these

imperfect joints. I think that, to be able to carry out this project again, I would look for a

way to acquire more capacity deposits and to be prepared for this kind of inconvenience.

If this DFP was a project for a large company, instead of something financed by my own

funds, a professional conductivity sensor could have been acquired instead of a home

sensor, which would ensure the reliability of the measurements. Also, I think that it

would has acquired professional calibration solution instead of having to use data from

other sources, and would have bought a prefabricated model to avoid problems with

the hardware.

I think it is important to highlight the importance of this work as an impulse in my

investigative and imaginative side, making me motivate and instigate me to deliver it

with pride after the work done.

título: construcciÓn de un cultivo hidropÓnico a …

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