UNIVERSIDAD NACIONAL · AUTONOMA DE MEXICO 
FACULTAD DE INGENIERIA 
"DISEfilO DE UNA ESTACION METEOROLOGICA 
PORTATIL EN BASE A UN MCU" 
TESIS PROFESIONAL 
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: 
INGENIERO EN COMPUTACION 
PRESENTA: 
MARIA ALINA GUTIERREZ DIAZ 
TISIS Ctftl 
.. Al.1,A DE OlltD 
DIRECTOR: M. l. JUAN CARLOS ROA BEIZA 
1 
\.tEXICO. D. F. 1989 
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I. 
11. 
INTROOUCCION 
SEMBLANZA DE LA TIERRA 
I.a. Orbita de la Tierra. 
l.b. La lnclinación de la Tierra y las Estaciones. 
l.c. Origen del Campo Magnético. 
!.d. Energla Generatriz del Campo. 
!.e. Constante Solar. 
!.f. Absorción de la Atmósfera Terrestre. 
l.g. Gravedad y Rotación de la Tierra. 
ATMOSFERA DE LA TIERRA Y CLIMA 
l l. a. Atmósfera Secundaria. 
1 I.b. Fotoslntesis, Oxigeno y Bioxido de Carbono. 
11.c. Vapor de Agua, Nubes y Precipitación. 
l l.d. Presión y Temperatura. 
l I.e. Vientos Predominantes y Factores Perturbadores. 
l 1. f. Depresiones o Borrascas. 
l I.g. Anticiclones, Tormentas, Huracanes y Tornados. 
11. h. Predicción del Tiempo y Clima. 
8 
11 
14 
16 
19 
21 
23 
24 
25 
29 
34 
39 
43 
46 
49 
111. VARIABLES A REGISTRAR 60 
I!I.a. Medidor de Temperatura. 60 
11 l. b. Medidor de Humedad. 87 
1 I l. e. Medidor de Precipitación Pluvial. 134 
11 J.d. Medidor de Presión. 157 
I!J.e. Medidor de Dirección del Viento 
y Velocidad del Viento. 179 
IV. CIRCUITO MICROCOHPUTADOR ( M C U ) ..•.•.•..... 207 
IV.a. Principios de Operación y Caracteristicas. 207 
IV.b. Selección y Caracteri st leas del Teclado. 238 
IV.e. Sistemas de Visualización. 251 
IV.d. Desarrollo del Software Necesario para el Control y 
Visualización de cada ~no de los Parámetros. 262 
IV .e. Diagrama General. 298 
CONCLUSIONES . . . . . . . • . . . . . . . . . • . . . . . 304 
APEHDICES 
BIBLIOGRAFIA 
INTRODUCCION 
INTRCDUCCION 
.L!LLJ!ODUCCION 
Las ciencias de la Tierra se relacionan cada vez más con nuestra 
vida cotidiana. De simples temas de interés académico o poco más, se 
han transformado en fuentes de información neurálgica para muchas 
actividades humanas, desde la agricultura hasta la predicción del 
tiempo. Tal vez lo más importante al respecto, es que el mayor cono· 
cimiento nos ha facilitado un mejor entendimiento de las complejas 
interacciones existentes entre los distintos procesos de la Tierra, 
asi como entre el hombre y su planeta. 
Su origen ha sido siempre materia de discusión. La idea más 
aceptada hoy en día, es que se formó al mismo tiempo que el resto del 
sistema solar, de un enorme disco rotatorio de polvo y gas. El disco 
empezó a condensarse en forma de bultos sólidos hace unos 5,000 mi-
llones de años; las fuerzas gravitacionales hicieron que la materia 
se acumulase hacia el centro. Las enormes presiones convergentes 
elevaron la temperatura hasta el punto de iniciarse reacciones termo-
nucleares y nació el Sol. En el resto de aquel disco las concentra-
ciones menores de material empezaron a atraerse más materia y con el 
tiempo, nacieron los planetas. 
Al formarse la Tierra, el material pesado se concentró en el 
centro y constituyó el núcleo. Una serie de silicatos, más ligeros, 
quedaron afuera y formaron el manto y la corteza. Por último, los 
elementos más livianos, los gases, al ser atraídos por la masa, adop-
l'r!TRCDUCCION 
taron la forma de una envoltura externa, y constituyeron la atmósfera 
original. Hace unos 4,500 millones de años la Tierra había iniciado 
su existencia, y con ello una extraordinaria evolución. 
Una evolución que el ser humano, también por sus actividades ha 
venido modificando, al cambiar las condiciones ecológica~ que lo 
rodean y al mismo tiempo las condiciones atmosféricas, que en deter-
minado momento también gobiernan nuestras actividades cotidianas. 
El hombre desde tiempos remotos observaba estas condiciones y 
las comparaba o referenciaba con: las conductas de algunos animales, 
la caída de las hojas, los diferentes colores en la aureola de la 
luna o simplemente creia que eran disposiciones divinas. 
El avance en la ciencia y en el conocimiento humano permitió 
hacer mediciones y observaciones más precisas de estas condiciones o 
fenómenos atmosféricos relacionándolos con hechos más estables. 
También tomó estas mediciones como una forma de conducta, para 
establecer sus actividades agrícolas, asf como para la prevención de 
cambios en las condiciones atmosféricas y ambientales, viendo que 
para llegar a un conocimiento más exacto de ellas y para prevenir sus 
efectos, era necesario ser capaces de efectuar pronósticos más preci-
sos de las m~smas. Con este propósito a lo largo de los a~os se han 
venido desarrollando diversos tipos de instrumentos, los que en la 
medida que la tecnología lo ha permitido, van siendo cada vez más 
modernos y compactos. 
2 
INTllCDUCCION 
Continuando con esta natural inquietud, aunada al conocimiento 
del impresionante desarrollo que en los últimos años se ha dado en 
los componentes electrónicos, en especial en el área de lo digital y 
de los microprocesadores, se hace evidente la conveniencia del diseño 
de un instrumento portátil y de manejo sencillo, para efectuar medi-
ciones rápidas y precisas de condiciones atmosféricas tales como: 
temperatura, presión, velocidad y dirección del viento, humedad y 
cantidad de lluvia entre otras; que nos permitan establecer un pro-
nóstico del tiempo, a la vez que observar con mayor certeza los efec-
tos que las distintas actividades humanas producen en el clima. 
CAPITULO I 
11 SEMBLANZA DE LA TI ERRA 11 
Sefttllanze de la Tlerra CAPITULO 1 
SEMBLANZA DE LA TIERR8 
La Tierra es, en orden de alejamiento del Sol, el tercero de los 
nueve planetas mayores del sistema solar. Existe entre ellos una 
enorme variación de la temperatura superficial, Mercurio, el más 
cercano al Sol, marca unos sso·c. Al otro extremo, Plutón, situado en 
la frontera conocida del sistema solar tiene una temperatura superfi· 
cial de sólo unos 40• sobre el cero absoluto. 
En torno al Sol hay una región teórica, llamada ecosfera, en la 
que pueden reinar temperaturas compatibles con los organismos vivos 
conocidos. Se extiende tal región desde la órbita de Venus (desde 
unos 108 millones de kilómetros del Sol) hasta más alla de la de 
Harte (a casi 228 millones de kilómetros). Pero la atmósfera de Venus 
aprisiona gran parte del calor que refleja su superficie, manteniendo 
en ésta una temperatura de unos 48s•c; demasiado para un tipo de vida 
como el que entiende el ser humano. Marte, en cambio, tiene una at-
mósfera enrarecida en extreu10; dado que no ~xiste una cubierta ais-
lante adecuada, sus temperaturas varian demasiado; entre unos 1s·c de 
dla y hasta de -0o·c de noche. Por lo cual la franja de distancia al 
Sol compatible con la existencia de vida es relativamente exigua, y 
la Tierra, única entre todos los planetas de nuestro sistema solar, 
goza de una situación idónea a este respecto. Vista desde Venus, 
nuestro planeta vecino más próximo, pareceria una radiante estrella, 
algo así como Venus mismo a nuestros ojos. Desde la estrella más 
cercana (sin contar el Sol), la Tierra seria absolutamente indetecta-
4 
Senblanu de la Tierra CAPITULO 1 
ble por nuestra más avanzada tecnología y aunque consideremos que 
tiene un diámetro ecuatorial de 12,756 Km. y gira en torno al Sol 
una distancia media de 149,5go millones de kilómetros. Sí representá-
semos la Tierra por una pelota de 10 cm. de diámetro, el Sol sería 
una esfera de 10.9 m a 1.12 Km de distancia. La Luna tendria entonces 
un diámetro de 2.7 cm y daría vueltas alrededor de la pelota a 3 m 
incluso esa escala diminuta, la distancia a las estrellas sería 
todavía "astronómica"; la más cercana (a 4.3 años luz), estaría en-
tonces a 380,000 Km, como la distancia real que media entre la Tierra 
y la Luna. Pero, a pesar de su insignificancia total en el Universo, 
la Ti·erra es el planeta más dinámico e interesante que conocemos. 
Sus tres elementos clásicos (tierra, agua y aire} tienen cuali-
dades propias y pueden moverse y cambiar en respuesta a la energia 
producida en las entrafias del planeta y a la proveniente del exte-
rior, principalmente del Sol. 
La corteza terrestre, que forma las masas de los continentes 
islas y las cuencas de los mares, es movida por corrientes convecti-
vas, producidas en su interior por su propio calor telúrico. Uno de 
los resultados de tales movimientos es la erupción de los volcanes. 
El segundo gran elemento, el agua, se cree hasta ahora exclusivo de 
la Tierra, y no se ha comprobado que en otro lugar del sistema solar 
haya un equi-librio de presiones y temperaturas capaz de permitir la 
coexistencia del agua en sus tres formas: hielo, agua liquida y va-
por. y es esa presencia del agua en la atmósfera, el mar y los hielos 
perpetuos lo que posibilita muchos aspectos del clima terráqueo, 
5 
SaN>l:inza de la Tierra CAPITULO J 
facilitando además la variedad y densidad de vida existente en nues-
tro planeta. El tercer componente 1 el aire, también identificable con 
la atmósfera, está en circulación continua, calentada 'por abajo" por 
la irradiación y reflexión del calor del Sol, y "por arriba", en 
menor grado, por los rayos del Sol. La rotación de la Tierra repercu-
te además en la dirección de los movimientos de la atmósfera. 
El aire es una mezcla de gases, principalmente nitrógeno (4/5 
partes de su volumen) y oxigeno (aproximadamente 1/5), con trazas de 
dióxido de carbono, gases nobles inhertes y vapor de agua. El ozono 
atmosférico alcanza su máxima concentración a unos 30 Km de altitud; 
en ese espacio actúa como escudo protector contra la radiación ultra-
violeta, altamente peligrosa para la vida. 
6 
Saiblon:r.o de l• l lcrr11 CAPITULO 1 
la. ORBITA DE LA TIERRA 
El movimiento en el espacio de todos los miembros del sistema 
solar depende del Sol. La Tierra está obligada por su poderosa gravi· 
tación a describir una órbita ligeramente ellptlca, de un radio de 
unos 150 millones de kilómetros, tardando aproximadamente 365 dlas en 
completar su órbita solar. 
En el invierno del hemisferio norte la distancia al Sol acusa su 
mlnimo a unos 147 millones de kilómetros. Seis meses después, esa 
distancia ha aumentado a unos 152 millones de kilómetros. A causa de 
esa elipticidad, la radiación solar que incide en la TiErra en el 
verano del hemisferio sur es aproximadamente un 7% mayor que en el 
hemisferio norte. Pero esa considerable diferencia apenas si tiene 
repercusión en el clima de la Tierra, dominado por la distribución de 
continentes y océanos de los dos hemisferios. 
7 
, ...... , 
'Serblanza do la Tierra CAPITULO 1 
lb. LA INCLINACION DE LA TIERRA Y LAS ESTÁCIONES 
La Tierra da una vuelta completa sobre su eje cada día, lo que 
da origen a los días y noches. Podemos imaginarnos ese eje de rota-
ción como una linea recta que atraviesa ambos polos y el centro de la 
·Tierra. En dirección norte ese eje apunta, a un grado de distancia, a 
la estrella Polar. Si ese eje fuese exactamente perpendicular al 
plano formado por la órbita terrestre, no habria estaciones. El Sol 
estaria siempre situado "encima" del ecuador y ambos polos justo en 
el horizonte solar. Pero, al estar inclinado ese eje casi 24" respec-
to a la perpendicular de la órbita terrestre, los rayos solares inci-
den a una latitud dada a ángulos distintos a lo largo del año. 
•obt1cio d" irniL"rn•• 
Figura 1.1. Orbita de la tierra. 
8 
... -., 
Sarblan1a da la Tierra CAPITULO 1 
Al desplazarse la Tierra en torno al Sol, la inclinación de su 
eje no varia, pero el plano de la órbita terrestre, debido esa 
inclinación, no coincide con el ecuador. Por esa razón, cada seis 
meses queda expuesto al Sol un hemisferio distinto. Los puntos extre-
mos de la órbita terrestre (solsticios) y los dos puntos intermedios 
respectivos (equinoccios) son particularmente significativos en el 
calendario anual. Tienen lugar el 21 de marzo (equinoccio de primave-
ra o vernal), el 22 de junio (solsticio de verano en el hemisferio 
norte), el 23 de septiembre (equinoccio de otoño) y 22 de diciembre 
(solsticio de invierno en el hemisferio norte). La significación 
climática de esas fechas reside en que la horas de Sol son máximas y 
mínimas en los solsticios de verano e invierno respectivamente. En 
los equinoccios, el dfa y la noche tienen la misma duración. En el 
hemisferio sur se invierten los extremos. 
En el solsticio de invierno el hemisferio norte alcanza su máxi-
ma aversión al Sol. Este, del lado norte del ecuador, se ve bajo, 
incluso al mediodfa. Las horas de luz son pocas, y las temperaturas 
bajas. El hemisferio sur, en cambio, se beneficia entonces al máximo 
de la luz y el calor solares, y el Sol se ve en el cenit bastante al 
sur del ecuador; en el trópico de capricornio, a 23.s• de latitud 
sur. Seis meses después, en el solsticio de verano del norte, se 
invierte la situación y el Sol llega al cenit en el hemisferio norte, 
en el trópico.de cáncer, a una latitud de 23.s• norte. Los dos equi-
noccios están exactamente a medio camino entre los solsticios; en 
ellos ambos hemisferios reciben la misma luz solar y en el ecuador el 
Sol brilla exactamente en la vertical. Sin embargo, se na comprobado 
Lacan de la Tierra : CAPLTULO 1 
que el eje terrestre ha venido teniendo pequeñas variaciones en cuan- 
to asu inclinación, modificando así la incidencia de los rayos del 
Sol y de igual forma la entrada de las estaciones del año. 
10
" 
Serrb\a ze ~ l  ierra PI LO 1 
e l je estre a ido t i do ueñas ri ciones  an-
t   su i li ación, odificando sf  i i encia e l s os el 
ol  e i al f r a l  tr da e l s t i nes el o. 
 
Smt:Jlan:r:a de la Tierra CAPITULO 1 
le. ORIGEN DEL CAMPO MAGMETICO 
La brújula señala el norte porque el campo magnético de la Tie-
rra es exactamente bipolar: tiene la forma que resultarfa de un po-
tente imán en barra situado en el centro de la Tierra siguiendo apro-
ximadamente su eje de rotación. El montaje normal de una aguja de 
brújula sólo le permite oscilar horizontalmente, pero una aguja en 
suspensión libre apuntaría hacia abajo y al norte en el hemisferio 
norte, y hacia arriba en el sur. Solo estarla horizontal y apuntando 
al norte, en el ecuador. 
El eje magnético está inclinado unos 11" con respecto al eje de 
rotación; la brújula señala, pues solo aproximadamente el norte {ha-
cia el polo magnético) en la mayorla de los sitios. 
El campo magnético de la tierra no es constante. Al iniciarse su 
observación en Londres en el siglo XVI, la brújula señalaba 12" al 
este del norte, en 1820 apuntaba 24' al oeste del norte y desde en-
tonces ha estado regresando sin cesar hasta el este. Hay que tener en 
cuenta esta lenta variación al comparar el norte verdadero con el 
magnético. 
Para investigar esta conducta antes del registro histórico, es 
preciso recurrir a las rocas las cerámicas y otros materiales que 
tienen la capacidad de magnetizarse permanentemente al formarse, 
porque los materiales magnéticos que contienen se alinean con el 
11 
Smbl1111za de! la Tierra CAPITULO 1 
campo magnético de la Tierra en el momento de su formación. Utilizan-
~' do esos materiales de edad conocida, se ha descubierto que aunque el 
eje magnético forma un ángulo oscilante a "medio plazo 11 repecto al 
eje geográfico, sus variaciones tienden a anularse si se promedian al 
paso de unos cuantos milenios. Una ventaja particular de ello es que 
permite descubrir como se han ido moviendo los continentes a lo largo 
de cientos de millones de a~os. El campo magnético de la Tierra se 
invierte además a intervalos que oscilan entre cientos de miles y 
varios millones de años, el tiempo requerido para que la inversión se 
complete {solo unos cuantos de miles de años) es muy inferior al 
tiempo transcurrido entre las inversiones. Durante estas, el campo, 
además de cambiar de dirección parece debilitarse. 
Es posible también medir los cambios que ha experimentado el 
campo magnético, en fuerza y dirección, sobre todo en los últimos 
milenios, midiendo la magnetización residual de la cerámica y de 
materiales del tipo de los adobes. Asf por ejemplo, se ha sabfdo que 
en el Egipto de los faraones varió considerablemente la fuerza del 
campo magnético, hasta el punto de duplicarse o reducirse en el 
transcurso de uno o dos siglos. 
El origen primario del campo magnético reside en las entrañas de 
la Tierra; las rocas de la superficie más o menos ricas en óxidos de 
hierro producen a veces un campo magnético limitado, pero solo de 
origen local. Se suman también las corrientes eléctricas, de la alta 
atmósfera, pero son asimismo limitadas y no llegan normalmente 
producir más del 1% del campo total. 
12 
rom +8 Perra CAPITULO t 
Como a medio camino hacia el centro de la tierra, los silicatos 
rocosos del manto dan paso subitamente a las aleaciones rocosas del 
núcleo. Esto haría suponer que el núcleo es un enorme imán permanen- 
te, pero no puede serlo al estar tan caliente para retener su magne- 
tísmo; desde luego, el núcleo exterior permanece en estado líquido. 
Además un imán permanente no podría producir un campo alternante o 
invertido. Lo que produce ese campo son corrientes eléctricas, y se 
deduce por lo mismo que debe de existir algún tipo de dinamo genera- 
triz de esas corrientes. 
Una dinamo consiste en un conductor eléctrico que se mueve en 
relación con un campo magnético, y se cree que desempeñan estos pape- 
les complejas tramas, tanto de flujo de líquidos como de corrientes 
eléctricas dentro del hierro líquido del núcleo exterior. Las co- 
rrientes eléctricas producen un campo magnético que, atravesando la 
fluyente masa metálica, genera más corriente eléctrica, y la corrien- 
te original sufre un efecto autoexcitante. En el laboratorio pueden 
hacerse dinamos autoinductantes algunas de las cuales muestran una 
tendencia a la inversión, pero hasta ahora no se ha hecho ninguna que 
represente el núcleo de la Tierra ni que reproduzca la conducta de su 
campo magnético. 
13
Senblanza ~ la Tlerl"'ll CAPITULO 1 
o o  edio ino acia l tro e l  ti ra, l s ili tos 
cosos el anto n so s it ente  l s l ci nes cosas el 
cleo. sto aria s oner e l cleo es un e or e i án er anen-
t , ero o ede serlo al st r ta  li te ara rete er s  agne-
tis o; esde l ego, el Qcleo terior er anece e  est o li i o. 
de ás  i án r anente  drfa r ducir  po lt r ante  
i ertido. o e roduce ese ca po so  c rrientes l tricas, y se 
uce or l  is o e be e istir l n ti o e i o era-
iz e as rrientes. 
na i o nsiste   ductor l trico e  ueve  
l ci n n  po agnético,   ee e s penan tos pe-
l s plejas tr as, t to e l j  e lí i os o e rri ntes 
l ctricas ntro el i rro li i o el cleo terior. as -
i tes l tricas ucen  po agnético ue, t s do l  
fl ente asa etálica, era ás rriente l trica,  l  rrien-
t  ri inal fre  cto t excitante. n l l ratorio eden 
cerse i os t i 11ctante$ Jl nas e l s ales uestran a 
t encia  l  i ersión, ero asta ora   a ho i una e 
r r sente l cleo e l  ierra i e r r uzca l  ducta e  
po agnético. 
 
ema o e Tieres CAPITULO 1 
Id. ENERGIA GENERATRIZ DEL CAMPO 
Cualquier dinamo necesita una energía que la mueva. En el núcleo 
exterior de la Tierra, el flujo del líquido puede ser generado por la 
convección térmica surgida del calor producido por elementos radioac- 
tivos, del mismo modo que se revuelve el agua en una 01la puesta al 
fuego. No sabemos que exista en el núcleo radioactividad suficiente 
para producir esa energía; es más convincente la idea de que el nú- 
cleo exterior se enfría lentamente, y el sólido núcleo interior crece 
en correspondencia. Al solidificarse la materia, desprende calor 
latente de fusión: la convección lo retira. Un segundo proceso podría 
aumentar esa convección térmica: el núcleo contiene probablemente 
algo de níquel además de hierro; el material que se solidifica en la 
superficie del núcleo está enriquecido en níquel, más denso que el 
hierro; entonces una enorme Capa interna líquida y menos densa, ten- 
dería a subir, aumentando la convección. Ese mecanismo y el calenta- 
miento radioactivo alcanzarían el potencial exigido para mover seme- 
jante dinamo a lo largo de los 4,500 millones de años de la tierra, y 
la magnetización de las rocas explica que ha habido un campo magnéti- 
co durante un mínimo de 3,500 millones de años. 
Hay pruebas de que los cambios del tiempo están asociados con 
variaciones del campo magnético terrestre, tanto a escala de unos 
cuantos años como a la escala mayor de las décadas y los siglos. Se 
cree también que el campo magnético de la Tierra contribuiría a la 
navegación natural que practican muchas especies animales: bacterias, 
14
Sarblenta ~ la ierra PI LO  
. ERGIA ERATRIZ EL PO 
ualquier o cesita a ergla e  ueva. n l cleo 
terior e  ie ra, l j  el i i o ede r erado or  
ve ción ica r ida el lor ucido or entos i ac-
 vos, 
go. 
el i o odo e  elve l ua  a olla esta l 
o os e ista  l cleo i acti i ad fi i nte 
ara r ducir sa ergía; s ás vincente  a e e l -
l o terior  fría ente,  l li o cleo t rior ce 
 c~rrespondencia. l li ifi arse  ateria, s rende lor 
te e si n:  ve ción  tira. n ndo r ceso dría 
entar sa ve ción ica: l cleo ntiene abl ente 
l o e í uel ás e i rro; l aterial e  li ifica   
perficie el cleo stá ri ecido  í uel, ás nso e l 
i rro¡ @ntonces a r e c pa t r a i i a  enos nsa, -
erla  bir, entando  ve ción. se ecanis o  l l nta-
iento i activo zarian l tencial i ido ara over e-
te o   o e s , 00 ill nes e os e  rra,  
 agnetización e s cas plica e a bido  po agnéti-
 rante  l l o e , 00 ill nes e os. 
ay r ebas e e s bios el ie po t n ci dos n 
ri i nes el po agnético r stre, to  cala  os 
antos os o   cala ayor e s cadas  s los. e 
r e bién e l po agnético e  ie ra ntribuiría  
egación atural e r cti an uchas ecies i ales: acterias, 
 
serrbtnnze de la Ttel"'I"'• CAPITULO 1 
abejas, aves migratorias e incluso algunos mamíferos. Se desconoce el 
mecanismo en cuestión, aunque se ha insinuado una sensibilización 
cerebral especial al campo magnético. 
15 
Sertblanz• de le Tferr11 CAPITULO 1 
le. CONSTANTE SOLAR 
Nuestro planeta recibe toda su luz y calor del Sol. La existen-
cfa de volcanes y fuentes termales demuestra que la Tierra tiene 
algún calor propio, pero sfn la radiación solar, serfa una bola oscu-
ra y helada, con una temperatura superficial no muy superior al cero 
absoluto. 
El sol ejerce funciones de un enorme reactor termonuclear, pro-
duce· su energfa convirtiendo gradualmente en helio, por fusión, sus 
inmensas existencias de hidrógeno. Tales son éstas que, aunque los 
astrónomos estiman su edad actual en unos 5,000 millones de años, se 
espera que continue respladeciendo en el futuro durante un tiempo 
similar. 
La radiación solar se emite al espacio en forma de ondas elec-
tromagnéticas, de una gran longitud que va desde las cortisimas de 
los rayos X hasta las larguísimas ondas de radio. La luz visible y la 
calorlfica radiación infrarroja vienen a estar en medio del espectro 
sol ar. 
Mucha radiación solar o bien es reflejada (por ejemplo, por las 
nubes) o absorbida por la atmósfera terrestre. La constante solar es 
la energía que cruza cada metro cuadrado en las capas altas de la 
atmósfera. La medición efectuada por los intrumentos de los satélites 
artificiales la sitúan cerca de los 1.35 kw/m2• 
16 
Senblan1.11 do ta Tierra CAPITULO 1 
Todavía en la superficie de la Tierra, en la base de la 
atmósfera, puede llegar a entrar casi un kilowatt de energía par 
segundo por un ventanal de un metro cuadrada abierto cara al sol. Se 
da una variación aproximada del 3.5% por encima o por debajo del 
promedia, a causa de la elipticidad de la órbita terrestre. 
a.1 .;vc:"';;;'ª::':::'°"'c..::"":..~=---------------, 
0.00 
-0.00 
-0.10 
AO BO 
Olaa 
120 
Figura 1.2. Mediciones de la constante solar efectuadas 
por el satélite solar Max en 1980. 
La constante solar varia además, de hecho debido a los cambios 
de producción de energía del Sol. Estos preocupan mucho a los cienti-
ficos, porque cambios considerables podrían ejercer efectos graves en 
el clima de la Tierra. Los cohetes y satélites artificiales miden 
esas variaciones por encima del nivel de la atmósfera. El satélite 
solar Max, lanzado en el ano de 1980, hizo observaciones exactisimas 
y vigiló cualquier cambio de más del 0.1% de esa constante. No obs-
tante, no se ha detectado hasta ahora ningún cambio igual o mayor al 
0.5%, y parecen ser insignificantes los efectos de las pequenas va-
17 
Stl?Clanza de la T lerr-a CAPITULO 1 
riaciones existentes en dicha constante, con respect~ al clima de la 
Tierra; por ahora no hay pruebas que relacionen cambios climáticos 
con alteraciones de la radiación solar. 
Aunque la constante solar por si misma no afecta en gran medida, 
la cantidad de energía recibida en bandas de longitud determinada, 
por ejemplo, rayos ultravioleta y rayos X, varia a lo largo de un 
ciclo de actividad solar de 11 años. Queda para el futuro averiguar 
si se dan variaciones mucho mayores, tal vez durante periodos largos, 
con los correspondientes efectos en el clima. 
Los fósiles reflejan que el Sol ha brillado en torno a un índice 
notablemente fijo durante muchos millones de años. Las formas de vida 
"avanzadas" (del pez al hombre en la secuencia evolutiva) han existi-
do en la Tierra desde hace unos 500 millones de años, y para que unos 
seres tan complicados hayan prosperado tanto, ha debido haber en el 
planeta un clima bastante estable. Por esta razón es probable que la 
temperatura global media no haya oscilado más de lS"C en torno al 
valor actual durante todo ese intervalo de tiempo. De ello se ha 
podido deducir que la radiación solar ha variado menos del 25% en ese 
periodo. 
18 
If. ABSORCION DE LA AT"OSFERA TERRESTRE 
La atmósfera terrestre absorbe sobre todo las 
longitud de onda corta. Por tanto, los rayos X y 
eliminan por filtración en las capas altas. 
radiaciones 
ultravioleta 
CAPITULO 1 
de 
se 
la absorción atmosférica de los rayos infrarrojos mejora el 
equilibrio térmico de la Tierra y, debido al peque~o porcentaje de 
C02existente (un 0.031. del volumen), produce un importante efecto de 
"invernadero", mucha radiación de la que llega a la superficie se 
absorbe en ella, calienta la tierra y la hace emitir su propia radia-
ción, de longitudes de onda muy largas. El co, atmosférico es relati-
vamente opaco a las mismas, por lo que aprisiona parte de esa radia-
ción y hace que se caliente más la Tierra. Se calcula que el efecto 
de invernadero calienta hasta incluso 30"C. 
Pero, en último término, toda la radiación solar recibida es 
devuelta al espacio; de otra manera, la temperatura de la superficie 
aumentarla indefinidamente. De hecho la Tierra se halla en un estado 
de equilibrio térmico, o asf lo parece, a no ser que haya alterado 
ese equilibrio el gradual aumento de co, atmosférico producido desde 
la revolución industrial. Los científicos discuten por ahora si ha 
ejercido o no un efecto notorio en el clima. Desde luego no hay que 
subestimar su potencial en ese sentido, sobre todo conociendo casos 
como el del planeta Venus, cuya gruesa envoltura de C02 aumenta la 
temperatura superficial en 400"C. 
19 
...:..:• 
SOTChn.ta do la Tlerr• CAPITULO 1 
La atmósfera atenúa muy poco la luz visible, excepto cuando el 
Sol está bajo o cuando las nubes se interponen. Cuando el techo nubo~ 
so alcanza su densidad máxima, solo llega al suelo alrededor del !% 
de la luz solar disponible. En el conjunto de la tierra, aproximada-
mente el 34% de la luz del Sol vuelve al espacio, reflejada princi-
palmente por las nubes, por lo que la Tierra, vista desde un planeta 
cercano, como Harte o Venus debe ser un astro muy brillante, algo asi 
como Venus para el ojo humano. El indice de ·luz reflejada a partir de 
la que recibe en total el cuerpo espacial en cuestión es el albedo. 
Un reflector perfecto tiene un albedo de J; la Tierra lo tiene de 
0.34.· La Luna en cambio, tiene un albedo de 0.07 lo que indica un 
reflejo minimo . 
20 
Stlfi>lan:a de la Th·rra CAPITULO 1 
lg. GRAVEDAD Y ROTACION DE lA TIERRA 
Dada su gran masa la Tierra ejerce una considerable fuerza de 
atracción gravitatoria en los objetos cercanos a ella. No existe 
hasta ahora una teoría que explique perfectamente el porqué de la 
gravedad. No obstante, incluso en algo tan complejo como la navega-
ción de un satélite espacial, siguen valiendo las leyes de atracción 
gravitatoria formuladas por Newton hace más de tres siglos. Junto 
la superficie de la Tierra~ un objeto que cae se acelera en unos 9.8 
m/sz, si no se toma en cuenta la resistencia del aire. 
El campo gravitatorio de la Tierra en el espacio se acerca bas-
tante al de una esfera gigante no rotatoria. Pero lo complican una 
serie de factores, por ejemplo, la forma completa de la Tierra y la 
presencia de Irregularidades en su superficie. En esta, la gravedad 
está afectada además por la rotación diaria del planeta. Pero se 
trata de factores solo importantes en las mediciones rigurosas: si la 
Tierra cesara de girar, la gente no notaria ningún cambio en la fuer· 
za gravitatoria. 
La rotación de la Tierra afecta a la gravedad de dos modos muy 
diferentes. En primer lugar la rotación produce una aceleración cen-
trifuga que por sí misma se opone a la gravedad: se acusa al m~ximo 
en el ecuador y se reduce a cero en los polos, donde no hay movimien-
to de rotación. 
21 
Smt:alanza de la Tierra CAPITULO 1 
En segundo lugar, la rotación convierte la forma esférica del 
planeta en la de un esferoide oblongo, algo achatado en los polos. 
Como resultado el diámetro polar {12,713 km) es unos 43 km inferior 
al diámetro ecuatorial (el ecuador mismo se aproxima muchísimo a un 
circulo). Esta forma aplanada repercute nuevamente en una reducción 
de g (aceleración debida a la gravedad) en el ecuador, a la vez que 
en un ligero aumento en los polos. Si prescindimos de efectos loca-
les, el valor de g varia de 9.780 m/s 2 en el ecuador a 9.832 m/s' en 
los polos, una variación máxima de un poco más del 0.5%. 
22 
CAPITULO II 
I
ATMOSFERA DE LA TIERRA\ 
. "J CLIMA _ 
Atmóafera de la T lerra y Cl 11!'1111 CAPITULO 11 
AT"OSFERA DE LA TIERRA Y CLIMA 
Poco después de su formación (hace unos 4,500 millones de años), 
la Tierra debió de haberse parecido a Júpiter o a algún otro de los 
planetas gigantes de hoy, con una espesa capa gaseosa en torno a un 
núcleo muy denso. En el pasado perdió la Tierra gran parte de su 
atmósfera original abrasada tal vez en un periodo de intensa. activi-
dad solar. Esta teoría viene favorecida por el hecho de que, frente a 
su abundancia en el cosmos, los gases llamados raros (por ejemplo, 
neón y xenón) solo quedan en la atmósfera actual en cantidades infi-
nitesimales. 
23 
Attndtfel"'a de la Tfel"'l"'a y CI fina CAPITULO 11 
lla. ATMOSFERA SECUNDARIA 
En el lugar de los gases cósmicos se desarolló una atmósfera 
secundarla, procedente de la Tierra misma. Durante muchos millones de 
años, la superficie de la Tierra fue probablemente materia fundida y, 
aunque se formó después una delgada corteza, la actividad volcánica 
era incesante. En esta época activa, las rocas desprendieron gran 
cantidad de gases, incluyendo nitrógeno, amoníaco, monóxido de carba· 
no, metano e incluso probablemente dióxido de carbono (C02 ) y vapor 
de agua: aproximadamente la mezcla que exhalan los cráteres y fumaro-
las hoy dfa. Igual que en éstos, la atmósfera primigenia contendrfa 
apenas unas trazas exiguas de oxigeno, y serfa venenosa para casi 
todas las formas de vida actuales. 
24 
Atmóstera de la Tierra y Clima CAPITULO 11 
Ilb. FOTOSINTESIS, OXIGENO, Y DIOXIDO DE CARBONO 
La Tierra fue enfriándose y cuando la temperatura superficial 
descendió por abajo de los 100*C, el vapor de agua se condensó, Cca- 
yendo en forma de lluvia, que llenó huecos y formó lagos y mares poco 
profundos. Allí, a profundidades de más de 10 m (límite de penetra- 
ción de los mortíferos rayos ultravioleta), aparecieron las primeras 
plantas, algunas probablemente hace unos 3,000 millones de años, 
según el registro de los fósiles. Produjeron su propio alimento por 
fotosíntesis (proceso metabólico que, mediante la luz, convierte 
moléculas inorgánicas, compuestas de CO2 y agua, en moléculas orgáni- 
cas) y desprendieron en la atmósfera, como subproducto, el oxígeno 
vital. 
Los rayos ultravioleta desintegraron en el aire moléculas de 
oxígeno (02) en simples átomos (0), combinandose algunos de ellos con 
moléculas de oxfgeno dando origen al ozono (0s). Este es un gas ines- 
_ table, cuyas moléculas absorben rayos ultravioleta. Al hacerlo, sue- 
len desintegrarse, convirtiéndose de nuevo en moléculas y átomos 
sueltos de oxígeno. De este modo, el ozono se transforma, sin cesar 
en la atmósfera, a un ritmo que varía según la cantidad de luz ultra- 
violeta, que depende a su vez de factores externos tales como la 
época del año, las manchas solares y el hecho de que sea de día o de 
noche. Debido a la actividad fotosintética de las primeras plantas, 
la concentración del oxigeno y ozono de aquella atmósfera aumentó sin 
cesar, proporcionando al mismo tiempo cada vez más protección contra 
25
At~fera e ta ierra y I l o PIT LO 11 
li . TOSINTE IS, I ENO,  I I O E B NO 
a ie ra e fri dose  ndo l  t peratura perficial 
scendió or ajo e l s ioo•c, l por e ua  densó, c -
do  a e ia, e ll ó ecos  ó l os  ares co 
r f ndos. llí,  f ndidades e ás e   i ite e enetra-
i n e s ortlferos os lt ioleta), arecieron s r eras 
l ntas, nas able ente ace os , 00 ill nes e a~os, 
ún l istro e s siles. r dujeron  r pio ento or 
t síntesis ceso etabólico ue, ediante  z, nvierte 
oléculas r ánicas, puestas e 02  ua,  oléculas r áni-
s)  s rendieron   ósfera, o producto, l i eno 
ital. 
os os lt ioleta si t raron  l ire oléculas e 
i eno 2)  ples os O), binandose nos e ll s n 
oléculas e i eno do ri en l no O,). ste s  as es-
t le, yas oléculas s rben os lt ioleta. l acerlo, e-
l n si tegrarse, nvirti dose e evo  oléculas  t os 
eltos e i eno. e ste odo, l no  sf r a, f n sar 
  t ósfera,   it o e aria ún l  ti ad e l z ltra-
i leta, e ende   ez e t res t rnos les o  
oca el a~o, l s anchas lares  l cho e e a e la  e 
che. ebido   ti i ad t sintética e l s ri eras l ntas, 
l  centración el i eno  no e uella t ósfera entó i  
sar, orci ando l is o tie po a ez ás rotección tra 
 
Atlll6sfern dct In Tforra y CI irM CAPITULO 11 
los perniciosos rayos ultravioleta. Por último, la cantidad de ellos 
que alcanzaban la superficie terrestre se redujo hasta tal punto que 
sólo penetraban unos centímetros en el agua del mar, y los organismos 
marinos se desarrollaron cada vez más y mejor. 
Jl7S 
milfontt dr .añ01 h.asu huy 
11.!S 
Figura 2.L Cambios en la cor.:pcsicl6n de la 
atmósfera terrestre. 
<Xlmposidón 
p<>rff'nlu.al 
100 
Pese a la continua evolución de plantas productoras de oxigena. 
el Indice de radiación ultravioleta que llegaba hasta la superficie 
de la Tierra siguió siendo demasiado elevado. La vida vegetal no 
abandonó la seguridad de los mares y lagos hasta fines del Silúrico 
(hace 420 millones de a~os), al contener ya la atmósfera mucho oxige-
no/ozono protector, aunque todavia menos tal vez del 10% de su con-
centración actual. Pero aquella cantidad bastó para permitir que las 
plantas crecieran sobre la Tierra, y en 30 millones de a~os (a prin-
26 
Atmósfera de ta Tierra y Clhna CAPITULO 11 
clplos del Devónico) se habían formado ya grandes bosques. Siguió 
aumentando, más aprisa, la cantidad de oxlgeno del aire, lo que abrió 
camino a la aparición de los primeros animales terrestres: los anfi-
bios respiradores de oxígeno de finales del Devónico. 
La atmósfera moderna está compuesta hoy principalmente por ni-
trógeno (78.09%), oxigeno (20.95%) y argón (0.93%). El restante 0.03% 
se compone de C02 (fotosintetizado por las plantas), cantidades dimi-
nutas de neón, helio, ozono e hidrógeno asi como indicios minimos de 
criptón, metanq, xenón y otros gases. Otro vital integrante de la 
misma.es el vapor de agua que constituye un 4% de su volumen y un 3% 
de peso. La atmósfera contiene además part!culas sueltas de sal, 
humo, polvo y la contaminación creada por el hombre. 
Hay un punto en el que la composición de la atmósfera se ha 
alterado en los últimos 200 años. Los científicos estiman que la 
concentración del C02 de la atmósfera era entre 275 y 285 partes por 
millón (ppm) antes de la revolución industrial; en 1958 había ascen-
dido a 315 ppm y en 1980 se había remontado a 338 ppm. Este aumento 
se debe a la perturbación del ciclo del carbono provocada por el 
hombre al quemar combustibles fósiles y destruir bosques. 
Lo peor es que la proporción de C02 de la atmósfera sigue aumen-
tando. Este continuo aumento es hoy materia de preocupación, porque 
el co2 permite que llegue hasta la superficie la radiación de onda 
corta procedente del Sol. El COz absorbe parte de la radiación de 
onda larga que refleja la superficie (el vapor de agua y las nubes 
27 
AtlhS&fera de la Tierra y Clima CAPITULO 11 
tienen también ese efecto absorbente), provocando el "efecto de in-
vernadero". De este modo el C02 reduce la pérdida de radiación de la 
tierra: cuanto más aumente ese gas, más calor existirá. El ejemplo 
extremo del efecto de invernadero, como ya se mencionó, se da en 
Venus, en donde el C02 constituye el 95% de la atmósfera y la tempe· 
ratura superficial media es de unos 475ºC. Un aumento de la concen-
tración del C02 en la Tierra a 570 ppm podrla, según cálculos hechos, 
elevar la temperatura global en un promedio de 3•c, con consecuencias 
ecológicas imprevisibles y posiblemente catastróficas. 
28 
Atln6afera de la Tierra y Clima CAPITULO 11 
lle. VAPOR DE AGUA, NUBES Y PRECIPITACION 
Aproximadamente el 0.001% del total de agua del mundo está en la 
atmósfera, en forma de vapor de agua; la cantidad de ese vapor de 
agua varia con la temperatura, porque el aire caliente admite más 
vapor de agua que el aire frfo. La humedad absoluta es la medida de 
la cantidad de vapor de agua existente en un volumen dado de aire 
(expresado normalmente en gramos de vapor de agua por metro cúbico de 
aire). La humedad relativa, en cambio, mide la cantidad de agua exis-
tente~ expresada como tanto por ciento de la que el mismo volumen de 
aire podrfa contener a la misma temperatura si estuviese saturado. El 
aire saturado, con la humedad relativa del 100%, está siempre a punto 
de condensarse, por lo que cualquier enfriamiento provoca condensa-
ción de agua. 
El vapor de agua procede de 1 a evaporación de mares, 1 agos y 
suelo húmedo; la mayorfa de las plantas y de los animales desprenden 
también vapor de agua como un subproducto natural de ~u~ prccc~o~ 
metabólicos. La turbulencia aérea lo transporta hacia arriba: otra 
consecuencia del calentamiento del suelo por la radiación solar. 
Al enfriarse el aire ascendente, su capacidad de retener vapor 
de agua disminuye hasta alcanzar el punto de condensación. Y el vapor 
se condensa en torno a partículas diminutas existentes en el aire, 
formando gotas microscópicas, tan ligeras que se mantienen suspendi-
das en la atmósfera. Al condensarse, el vapor de agua desprende ca-
29 
Atlll6sfel'"e de le T htl'"l'"e y Cl llNI CAPITULO 11 
lor; por esta razón, el movimiento del vapor de agua por la atmósfera 
es uno de los medios de redistribución del calor entre los ardientes 
trópicos, donde la evaporización es mayor y las regiones templadas, 
más frías, en las que puede producirse su condensación. 
Las nubes están formadas por lo tanto, por masas de microgotas 
de agua (que pueden permanecer en estado de congelación a temperatu-
ras hasta de -40"C) y cristales de hielo. Se clasifican según su 
forma y su altura sobre el nivel del suelo. 
En general hay dos formas principales de nubes: 
Los cúmulos, de considerable desarrollo vertical que se forman 
cuando el aire asciende rápido y en rollo vertical. Las nubes cumuli-
formes más altas, los cumulonimbos (nubes de tormenta), pueden medir 
más de 4,000 m entre su obscura y densa base y su copa, a menudo en 
forma de yunque. 
Los estratos, en cambio, son tenues capas que se esparcen en el 
espacio. Suelen formarse cuando el aire asciende despacio y con una 
inclinación no demasiado acentuada. 
La temperatura baja a un Indice bastante constante hasta altitu-
des de unos 10 Km, (aproximadamente 0.65"C por cada 100 m de aumento 
de altura). Al subir aprisa el aire, el desprendimiento de calor 
debido a la condensación puede poner el aire ascendente mucho más 
caliente del que lo rodea. Este efecto refuerza el movimiento ascen-
dente y "edifica" la nube, creando una situación inestable que provo-
ca al fin su precipitación. 
JO 
WITULOll 
J ,,,, _.........,. 
•hootntoe ;..;,, -· ..... , ........ f -2 o • ·~ 
Ftgura 2.2. Claslflc•cidn de las nubes. 
El término prec1pltacfdn incluye todas las formas de condensa-
ción de agua; rocfo, nfebla, neblina. escarcha, lluvia, granizo, 
aguanieve y nieve. En el a1re cálido y turbulento de los trópicos, 
las nubes pueden componerse practicamente de mfnUsculas gotitas de 
agua que al unirse forman gotas bastante pesadas para vencer la re-
31 
Atmósfera de la Tierra y Cl hna CAPITULO ll 
sistencia del aire. Sin embargo, en las zonas templadas, la tempera-
tura de las nubes se sitúa a menudo bajo cero. En este caso, las 
gotitas se congelan al contacto con los cristales de hielo de las 
nubes. Esos cristales llegan a adquirir tal peso, que caen hacia el 
suelo. Si el aire bajo está a más de 4"C, los cristales se funden, 
convirtiéndose en gotas de lluvia; si está más frío se funden algunos 
copos y resulta aguanieve, o no se funde ninguno; entonces llegan 
todos al suelo en forma de nieve. 
La lluvia artificial se provoca "sembrando' una nube desde arri-
ba con hielo o determinados cristales (por ejemplo, de yoduro de 
plata). Igual que en los formados al natural, estos cristales van 
sumándose por colisión con las gélidas gotitas de la nube en cues-
tión, y puede producirse as! la lluvia artificial. 
La precipitación se produce de tres modos principales. 
La 11uvia convencional se origina con un calentamiento intenso 
del aire bajo, que origina corrientes ascendentes intensas y húmedas. 
Al enfriarse arriba, se vienen simplemente abajo en forma de corrien-
tes convectivas. En los trópicos suele formarse un ciclo cotidiano de 
este tipo: corrientes convectivas de agua de gran envergadura ascien-
den en las mañanas, y al mediodía se cubre el cielo de cumulonimbos, 
que al atardecer descargan en forma de núcleos tormentosos. 
La 11uvia orográfica se nutre de vientos oceánicos húmedos, 
obligados a remontar cordilleras. Al elevarse el aire, se enfrfa, y 
la precipitación descarga en las laderas de barlovento. 
La lluvia cic16nfca se produce al elevarse el aire caliente 
32 
Attró&fere de l• T lern y Cl I• CAPITULO 11 
sobre el aire frío en los frentes de baja presión que se forman en 
las latitudes medias. 
Cada ano se evaporan unos 45,000 Km3 de agua del mar, y aproxi-
madamente el 11% de ella termina por caer en los continentes en forma 
de lluvia o nieve. El ciclo hidrológico, del que forma parte este 
movimiento .. per'mite la vida en la Tierra con su continuo suministro 
de agua dulce. 
33 
)· 
At.5sfer11 de I• Tlern y Cl IN CAPITULO 11 
lid. PRESION Y TEMPERATURA 
La atmósfera pesa unos 5,000 billones de toneladas y la mitad 
más o menos de esa masa total está en los niveles bajos, a menos de 
5,000 m de altitud, o sea, el peso del aire sobre cada centlmetro 
cuadrado de superficie, es de 1.05 Kg (1,013 milibares). La presión y 
la densidad de la atmósfera disminuyen con la altitud; a unos 5,500 m 
la presión media es de 500 milibares, aproximadamente la mitad de la 
del nivel del mar, y a 16,000 m es de solo 100 milibares. 
Las variaciones de la presión se deben también cambl os de 
temperatura. La fuente principal del calor son los rayos del Sol, 
aunque nos llega poco calor directamente de su radiación de onda 
corta .. De la que alcanza la atmósfera exterior, solo el 46% llega a 
la superficie de la Tierra; gran parte del resto vuelve al espacio 
por reflejo o dispersión. Pero la superficie absorbe la radiación 
recibida (y se calienta) para devolverla en forma de radiación de 
onda larga. Es está radiación de onda larga la que absorbe el C02 , el 
vapor de agua y las n~bes de la atmósfera baja, produciéndose el 
"efecto de Invernadero': la atmósfera se calienta principalmente 
desde 'abajo', y por ello las temperaturas decrecen al aumentar la 
altitud en la parte inferior de la atmósfera. 
El calentamiento por la radiación de onda larga nivel del 
suelo hace al aire dilatarse, y se vuelve más ligero que el aire frio 
de más arriba. El aire caliente tiende a subir, dejando abajo una 
34 
At"'6&fera de la Tierra y Cl hna CAPITUlO 11 
región de presión relativamente baja; el aire denso y frío tiende 
descender, creando una presión atmosférica relativamente alta. 
La troposfera 
Es dificil definir el espesor de la atmósfera al no existir un 
límite exterior claro; la capa más alta, la exosfera, se enrarece 
cada vez más, difuminándose gradualmente en el espacio. La tropósfe-
ra, la más baja, contiene cerca del sor. de toda la masa atmósferica. 
Alcanza una altitud de unos 8 Km sobre los polos, de 10 a 11 Km sobre 
las latitudes medias y de 18 Km sobre el ecuador, donde es máximo el 
calentamiento. 
La troposfera es la zona de mayor interés para los meteorólogos 
por contener casi todo el vapor de agua y producirse en ella la mayo-
ría de los fenómenos del •tiempo•. En la troposfera las temperaturas 
dc~cienden generalmente al aumentar 1~ altitud, pero junto a su lími-
te superior, la tropopausa, se estabilizan a unos -s1·c (con un mar-
gen de unos ±1o·c¡. Sobre la tropopausa esta la estratosfera. 
35 
_____ J_ 
Figura 2.3. Prfnclpa1es capas 
de 11 atmósfer•. 
Figura 2.4. Huas y vo1U-
menes de 1.ts 
capu internas 
de h d•6sfera. 
36 
CAPITULO 11 
At.Ufer-• de la T 1.,..,... y Cl fNI CAPITULO 11 
En las latitudes medias, fuertes vientos ciñen la Tierra en 
bandas cambiantes del oeste al este. Esos vient.os se concentran en la 
troposfera superior y estratosfera inferior. Dado que constituyen el 
vértice circunpolar, esos "vientos en chorro" soplan entre las zonas 
permanentes de baja presión de los polos (originadas por el descenso 
del aire frío) y las zonas permanentes de alta presión tropicales 
(debidas al ascenso de aire caliente). 
Estas corrientes en chorro de alto nivel son bastante regulares 
al no estar sujetas a fricción con el suelo ni afectar las otras 
series de factores que complican el flujo eólico cercano a la super-
fio4e. Las corrientes en chorro alcanzan hasta los 290 Km/h, por lo 
que son importantísimas para la aviación. En vuelos largos, un reac-
tor subsónico puede ahorrar una hora y diez toneladas de combustible 
aprovechando rutas con vientos de cola fuertes y vientos de frente 
débiles. Descubiertos por los tetramotores de vuelo alto de la Segun-
da Guerra Mundial, los vientos en chorro ejercen además considerable 
influencia en el tiempo reinante a nivel de tierra en las latitudes 
medias. 
Sobre la troposfera 
La estratosfera está situada sobre la tropopausa y hasta aproxi-
madamente los 50 Km sobre el nivel del mar. En esta zona está la 
vital capa de ozono donde se produce calor por la absorción de los 
rayos ultravioleta. De ahí que aunque las temperaturas son estables 
37 
Atm6sfere de la 1'1err11 y Cllmit CAPITULO 11 
en la estratosfera inferior, aumentan constantemente en sus niveles 
altos, alcanzando unos -lO'C en Ta estratopausa. 
Entre los 50 y los 500 Km de altura está la enrarecida ionosfe-
ra, dividida en la mesosfera (SO a 80 Km) y la termosfera (80 a 500 
Km). En la mesosfera las temperaturas vuelven a bajar hasta unos 
so·c en la mesopausa (limite de la mesosfera y la termosfera). En 
esta aumentan constantemente, con la altura, fenómeno debido a que 
una altura de unos 200 Km, una capa de oxigeno libre absorbe rayos 
ultravioleta. Además de estos últimos, la ionosfera recibe el bombar-
deo de rayos cósmicos y Tos rayos X, que provocan la ionización de 
sus gases (es decir, las moléculas de gas se convierten en partículas 
con carga eléctrica). Los brillantes fenómenos celestes consistentes 
en luces de color {llamados auroras boreales en el hemfsferio norte. 
y auroras australes en el hemisferio sur) se producen cuando corrien· 
tes de partículas con carga eléctrica procedentes del Sol (viento 
solar) ionizan los gas~s atm6~fericos. Las auroras solo suelen ser 
visibles cerca de los polos, acompañadas generalmente por tormentas 
magnéticas. 
Más allá de los 500 km sobre la superficie de la tierra está la 
enrarecidisima exosfera compuesta unicamente de átomos dispersos de 
oxigeno, hidrógeno y helio. 
38 
AtJaólhr• de l• T lern y el 111111 CAPITULO 11 
lle. VIENTOS PREDONINAllTES Y FACTORES PERTURBADORES 
la circulación del aire consiste esencialmente, de un sistema 
gigantesco de intercambio térmico, consecuencia del desigual calenta· 
miento de la superficie terrestre por el Sol. La intensidad de la 
radiación solar es máxima en torno al ecuador y mfnima en los polos; 
siendo el ecuador la región más caliente. Para procurar un equilibrio 
térmico, el calor fluye del trópico hacia los polos. 
En torno al ecuador la radiación a la superficie terrestre ca-
lienta las capas bajas de la atmósfera, haciéndolas dilatarse y a-
scender. Este efecto genera una zona de baja presión permanente (las 
calmas ecuatoriales), de vientos escasos o nulos. 
El aire caliente y ligero sube, después se enfría y se difunde 
hacia el norte y el sur, formando corrientes convectivas. Hacia los 
30• de latitud norte y sur esas corrientes descienden originando dos 
cinturones de alta presión llamados latitudes horse. Como las calmas 
ecuatoriales, las latitudes horse son zonas de vientos ligeros y 
calmas. El aire seco y amainado y la consiguiente estabilidad atmos-
férica de esas latitudes contribuye a que surjan extensos desiertas 
en la superficie terrestre, por ejemplo el Sahara. 
39 
Atllálera de la Tierra v CI i- t.APIT\llO 11 
Figura 2.5. Vientos predominantes. 
Desde las latitudes horse salen vientos que cruzan la superficie 
de la Tierra. Los que soplan hacia el ecuador se llaman alisios y los 
que van hacia los polos, vientos del oeste.· Estos óltimos terminan 
chocando con unos vientos fríos, los vientos polares del este, proce-
dentes de los polos: zonas de alta presión atmosférica causada por el 
descenso de aire denso y fria. Las regiones situadas entre los 30" y 
65' norte y sur son zonas de transición, de tiempo variable, en con-
traste con la gran estabilidad de los trópicos. 
40 
Atnósfen de la Tierra y et 111111 CAPITULO JI 
El tiempo se ve Influido en esas zonas de transición por la 
formación de profundas depresiones o ciclones, resultantes de la 
Interacción del aire polar y subtróplcal. 
Aunque hay un Intercambio térmico Incesante entre los trópicos y 
los polos, los vientos no soplan directamente de norte sur. El 
efecto de Corlolis, causado por la rotación de la Tierra sobre su 
eje, desvla los vientos hacia la derecha de su dirección natural en 
el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. (El 
efecto de Coriolls desvla también de un modo parecido las corrientes 
oceánicas). 
La trayectoria de los vientos y la posición de los sistemas 
dominantes de alta y baja presión sufren además cambios estacionales. 
Ellos se deben a la Inclinación de 23.5" del eje de la Tierra, que 
obliga al Sol (visto desde la Tierra) a moverse hacia el norte y el 
sur durante el ano. 
El efecto térmico total de esos cambios hace que los cinturones 
de vientos y presiones se muevan hacia el sur y el norte todo el año. 
Las regiones mediterráneas, por ejemplo, caen en el verano bajo la 
Influencia del equilibrio atmosférico de las latitudes horse, que les 
da un tiempo seco y caliente, pero en invierno el desvío hacia el sur 
de esos cinturones acarrea al mediterráneo un tiempo más blén frío y 
lluvias ciclónicas. Las fechas astronómicas no coinciden, sin embar-
go, exactamente con las estaciones reales, porque la superficie te-
rrestre tarda en calentarse y enfriarse. Por esa razón, en la zona 
41 
Atll'l6sfero de b Tlerr• y Clima CAPlT\lLO 11 
templada del hemisferio norte los meses estivales son junio, julio y 
agosta, y el invierno se acusa en diciembre, enero y febrero; en la 
del hemisferio sur sucede al revés. 
Afecta a los vientos también el hecho de que la tierra se ca-
l lenta y enfría más aprisa que el agua. El rápido calentamiento de 
las costas durante el dfa crea una zona de baja presión relativa en 
tierra, que atrae aire fresco del mar. De noche, la tierra se enfría 
enseguida y fluye de ella aire fria hacia el mar, relativamente más 
cal 1 ente. 
Ese calentamiento diferencial provoca además el desarrollo de 
grandes masas de aire sobre los continentes y los mares. Hay cuatro 
tipos básicos de masas de aire. El aire polar marítimo es más bién 
caliente y húmedo, pues lo calienta el agua desde abajo. En cambio, 
el aire polar continental es frio y bastante seco en invierno, y 
caliente en verano, cuando la tierra se calienta enseguida. El aire 
tróplcal maritlmo es caliente y húmedo, mientras que el continental, 
por ejempio el del desierto del Sahara, es muy caliente y seco. El 
movimiento de esas masas y su interacción con otras masa adyacentes a 
lo largo de los "frentes", tiene importantes efectos meteorológicos en 
las zonas de transición. 
42 
CAPITULO 11 
Ilf. DEPRESIONES O BORRASCAS 
Se forman a lo largo del frente polar, que separa las masas del 
aire polar y tropical en las latitudes medias. Se inician al desarro-
llarse ondulaciones en este frente¡ el aire caliente fluye en ondula· 
ciones acentuadas, y se forman las depresiones. El arco delantero de 
la ondulación es el frente cAlido, el arco siguiente, el frente fria. 
Las depresiones son sistemas de aire de baja presión, que succionan 
vientos hacia el centro. Pero la desviación causada por el efecto 
Coriolis los hace girar en vez de hacerlos soplar directamente hacia 
el centro de la borrasca. El viento circulante en la borrasca (o 
ciclón) sopla en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio 
sur y en sentido contrario en el hemisferio norte. 
En los mapas del tiempo, las borrascas aparecen en forma de 
isobaras concéntricas (lineas que unen puntos de una misma presión de 
aire, anAlogas a las alturas de los mapas topogrAficos), con la pre-
sión mAs baja en el centro. Cuando las isobaras se acercan, el gra-
diente de presión es agudo¡ cuanto más agudo, más fuertes son los 
vientos, que suelen soplar paralelos a las isobaras. 
La formación de las borrascas se relaciona intimamente con el 
curso de los vientos en chorro de la alta atmósfera. En los mapas de 
las capas altas, una ondulación hacia el polo de un viento en chorro 
que sopla hacia el oeste indica normalmente que tiene debajo una 
borrasca. El flujo del viento en chorro afecta al desarrollo de las 
43 
Au.69fer• de la Tferr• y Clf11111 CAPITULO 11 
borrascas. Al ensancharse, succiona aire hacia· arriba agudizando la 
borrasca subyacente y ocasionando un tiempo húmedo y ventoso. Si se 
estrecha, empuja aire hacia abajo, elevando la presión. Los vientos 
en chorro son más fuertes en invierno, cuando es máxima la diferencia 
de temperatura entre las zonas polares y el trópico; por lo mismo, el 
gradiente de presión correspondiente es también más agudo en invier-
no. Cuando un viento en chorro sufre gran torsión, pueden desprender-
se ondas. Pero la corriente en chorro se reestablece enseguida, des-
gajando bloques de aire fria o caliente del flujo principal. Esos 
bloqu~s aislados pueden acarrear rachas de tiempo impropio de la 
estación. 
Dentro de la borrasca fluye aire caliente hacia arriba sobre 
aire frfo en todo el frente cálido. Dado que el gradiente es suave, 
las nubes delanteras suelen ser estratiformes. A lo largo del frente 
frío, el aire frío obliga al aire caliente a subir subitamente, por 
lo que suelen alzarse imponentes cumulonimbos detrás del frente frfo. 
Como este avanza más ·~risa que el frente cálido, el aire caliente es 
empujado en cuña gradualmente hacia arriba (es ocluido). 
No hay dos borrascas que aporten exactamente el mismo tiempo, 
pero conocer su secuencia general contribuye a predecir el tiempo. 
Suele anunciar la llegada de una borrasca la presencia de cirros 
altos estirados normalmente en forma de franjas largas y arqueadas 
por la corriente en chorro. Al acercarse al frente cálido, las nubes 
se espesan con la llegada de otras cada vez más bajas: cirros estra· 
tos, altos estratos, nimbostratos y estratos. El avance del frente 
44 
CAPITULO 11 
cálido suele se~alarse por una lluvia persistente y cada vez más 
fuerte. Una vez pasado el frente cálido, la presión deja de descender 
y sube la temperatura; pero pocas horas después suele haber tormen-
tas. Estas se asocian con un estrecho cordón de chubascos a lo largo 
del frente frfo. Tras los chaparrones, el cielo clarea, sube la pre-
sión y disminuye la húmedad. 
45 
Atmósfer• de le tterre y CU• CAPITULO 11 
llg. AllTJCJCLONES, TORMENTAS, HURACANES Y TORNADOS 
Propios de las zonas templadas, los antlclclones son sistemas de 
aire de alta presión. Aparecen en los mapas del tiempo como series de 
isobaras concéntricas con la presión má5 alta en el centro. Tienden a 
soplar vientos hacia afuera desde el centro de los anticiclones (no 
tan fuertes como los que entran en las borrascas), y los desvia tam· 
bién el efecto de Coriolis; entonces, los vientos circulan en torno 
al centro del anticiclón, en el sentido de las agujas del reloj en el 
hemisferio norte y en sentido contrario en el hemisferio sur. 
Los anticiclones suelen traer tiempo estable en verano (cálido y 
con cielo despejado), y en invierno tiempo fria con heladas y nie-
blas. 
Se estima que las tormentas fuertes (sobre todo los huracanes y 
los tornados) suman un 20% del gran costo anual que ocasionan por 
daño los desastres naturales. Son más comunes las tormentas eléctri-
cas; cada día se producen aproximadamente 45,000. 
Esas tormentas asociadas con la aparición de cumulonimbos forma~ 
dos por aire de ascenso rápido, suelen acompañarse de relámpagos, 
ocasionados por el desprendimiento súbito de la electricidad estática 
acumulada en las nubes. Desconocemos el mecanismo de formación de esa 
electricidad estática, pero según una teorla popular, la carga eléc-
trica se produce como resultado de la congelación de las gotas de 
46 
Atmósfera de la Tierra y Clima CAPITULO 11 
agua convertidas en cristales de hielo que forman las nubes. La capa 
externa de esas gotas se congela y, al hacerlo se carga positivamente 
(fenómeno observado en laboratorio)¡ el núcleo liquido, más caliente, 
adquiere una carga negativa. Una fracción de segundo después, los 
núcleos se dilatan, haciendo saltar las capas externas. Fragmentos de 
estas capas, con carga positiva, van a parar a lo alto de Ta nube, 
mientras que los nücleos, intactos, con su carga negativa, permanecen 
en la base. Por último, se acumula en la nube la carga suficiente 
para superar la resistencia eléctrica del aire que hay entre Ja nube 
y el suelo, y se descarga en forma de una gran chispa eléctrica¡ el 
relámpago. la violenta expansión de las moléculas de aire en la tra-
yectoria del rayo provoca una intensa onda sónica, conocida como 
trueno. 
los huracanes, llamados también ciclones trópicales o tifones, 
son intensas borrascas circulares que se desarrollan entre los s• y 
los zs• de latitud norte y sur, sohr~ marc5 de temp~ratura superfi-
cial superior a unos z1•c. En torno a un núcleo central de presión 
bajísima (el ojo del huracán), el aire húmedo gira y se levanta rapi-
damente, formando una eSpiral de nubes que, vista desde arriba, re-
cuerda un remolino. la intensa cantidad de energía desprendida por la 
rápida condensación del aire ascendente es la que mantiene el verti-
ginoso giro de la espiral. 
los huracanes se desplazan generalmente hacia el oeste en ambos 
hemisferios. Cuando alcanzan la tierra, sus vientos, de hasta 300 
Km/h, pueden ocasionar daños impresionantes. Son identificados en se-
47 
Atll'l6sfere de la l lerra y Cl hM CAPITULO 11 
guida por las pantallas de radar y las fotografias de satélites, lo 
que permite prevenir su amenaza. Sobre la tierra, los huracanes pier-
den sus fuentes de húmedad y por esa razón su fuente de energia, y se 
van extinguiendo al llenarse de aire su centro de baja presión. 
Los tornados, son torbellinos de menos de 1 Km de diámetro. Son 
comunes en el este central de Estados Unidos de Norteamérica, donde 
el aire húmedo y caliente del Golfo de México subyace al seco aire 
fria del norte, pero los hay también en Europa occidental. 
Su causa exacta se desconoce, pero se forman al caer una larga 
chimenea nubosa de un cumúlo turbulento. Se succiona aire caliente 
hacia arriba en arrebatadora espiral en torno a la desbocada manga 
descendente. Se cree que el viento alcanza los 600 Km/h, aunque no 
han sobrevivido instrumentos que lo demuestren. la devastación no 
sólo la produce el viento, sino también la intensísima diferencia de 
presión que media entre el interior de las casas y el exterior, cuya 
presión es muy baja; c~a dcsproporci~n hace oue las casas se desmoro-
nen. Los tornados recorren hasta 500 Km antes de desvanecerse. Son 
parecidos a las trombas marinas. 
48 
Atmósfer• dct l• Tlerr• y Cl lrne CAPITULO ll 
llh. PREDICCION DEL TIEMPO Y CLIMA 
Hasta hace poco, la información recibida en los centros meteoro-
lógicos se descifraba y, junto con más información, fotografías y 
datos de satélites, se convertía en mapas sinóptícos hechos a mano, 
como el presentado en la figura 2.6., que mostraban las isobaras y 
otras categorfas de información en signos convencionales, dando una 
imagen completa del tiempo existente en un momento determinado. 
Figura 2.6. Carta de estado del tiempo 
mostrando lineas Isobaras. 
49 
Ataólfen de l• T lel"r• y Cl lina CAPITULO 11 
Un equipo de meteorólogos analizaba entonces el mapa, cotejando-
lo acaso con seis o más mapas relativos a la situación del dia ante-
rior. Se estudiaban los sistemas y las situaciones atmosféricas res-
pectivas para analizar su evolución y si habla indicios de nuevas 
variaciones. A partir de ese análisis se preparaba un mapa de pronós-
ticos que resumia su impresión en cuanto al futuro estado del tiempo. 
Sobre esa base se trazaban pronósticos escritos que se enviaban a los 
di~ersos medios info~mativos. 
Las grandes computadoras han modificado un tanto ese proceso. 
Hoy df a, al llegar los datos al centro meteorológico, se integ;an en 
un computador. Dado que los datos llegan en forma de un código acep-
tado internacionalmente, la información procedente de cualquier parte 
del mundo se puede utilizar sin traducción previa. El computador 
proporciona entonces mapas sinópticos que no solo describen la situa-
ción existente al nivel del mar, sino también a diferentes niveles de 
las capas superiores (a veces hasta 15). 
Estas computadoras pueden emitir también pronósticos aplicando 
las magnitudes de diversos factores (por ejemplo, temperaturas, den-
sidad del aire, velocidades de vientos, humedades) a fórmulas basadas 
en las leyes físicas relativas a la interacción de estos factores. 
Estos pronósticos tienen una precisión razonable en cuanto al compor-
tamiento de la atmósfera, pero no tanto respecto a la predicción del 
tiempo. La razón principal de ello es que las interacciones entre 
aire, mar y tierra son complejfsimas y se requieren aún juicios basa-
dos en una gran experiencia de las peculiaridades locales para lograr 
50 
Atmósfera de la Tlur• y Clf1111 CAPITULO JI 
una buena predfccfón a corto plazo. Por ello los mapas de predicción 
son obra aún de la mano del hombre. 
Los pronósticos más familiares, conciernen a las 24 horas inme-
diatas, más acaso, una "previsión alargada". El acierto de esos pro-
nósticos ha aumentado mucho en los últimos años y por ejemplo, desde 
principios de los ochenta, el Serv;clo Meteorológico de los Estados 
Unidos de América obtiene una precisión de más del 85%. 
Los pronósticos a largo plazo abarcan un mes y suelen basarse en 
uno de dos métodos principales. Uno Incluye un análisis de los mapas 
diarios de los meses anteriores: atiende las presiones y omite todas 
las complicaciones menores. Una retrospectiva de la evolución atmos-
férica en todo el mes anterior proporciona la base de la predicción. 
El otro método se basa en la hipótesis de la probable repetición de 
los esquemas meteorológicos anteriores. Se compara la situación exis-
tente con otras similares habidas en el pasado y basándose en la 
evolución que tuvo lugar antes, se predice el tiempo que va a haber 
probablemente. Est~ claro que la predicción a largo plazo está en sus 
comienzos y es bastante menos precisa que los pronósticos 
plazo. 
corto 
El tiempo reinante es la situación meteorológica existente en un 
momento dado o a corto plazo. En cambio, se suele entender por clima 
la situación meteorológica media de una reglón durante un periodo de 
tiempo prolongado. 
51 
CAPITULO ll 
La definición de clima ha dada pie a la idea de que aunque el 
"tiempo" es variable, el clima es fija y predecible. Se trata de una 
suposición falsa, porque cualquier ·perlada empleada para calcular 
promedias climáticas, podrla resultar anormal. SI comparáramos, par 
ejemplo, los climas del pasado, comprobariamos que muchas partes del 
mundo experimentaran en el periodo de 1931 a 1960 temperaturas medias 
bastante más altas de las predecibles por la experiencia de cientos 
de años. 
Cualquier definición de clima debe admitir cambias a larga pla-
za. Debemos referirnos por la tanta al tiempo total reinante en un 
lugar durante un período especifica. Además, cualquier descripción de 
climas debe incluir na sola las valores medias, sino también las 
extremas, asi cama la predecibilidad y frecuencias de determinadas 
rasgas climáticas. 
Hay varias factores que impiden que las zonas climáticas coinci-
dan can franjas de latitud: una de ellos es la naturaleza del terre-
no. Los monteo, par ejemplo, influyen mucho en el clima al actuar de 
barreras contra el vienta, y también porque la temperatura baja al 
aumentar la altitud: unas 6.s·c par cada 1,000 m de aumenta de alti-
tud. A barlovento de muchos montes predomina la lluvia, mientras que 
los de sotave~to, escasos en precipitaciones, son más bien secos. Las 
montañas más altas afectan ademAs al movimiento del aire en la alta 
tropósfera; el viento en chorro del este, por ejemplo, se eleva Y 
desvia hacia el norte sobre las Montañas Rocallosas de Norteamérica, 
y vuelve a doblar hacia el sur al oeste de ellas. Cama resultado, el 
52 
AtlllÓSfer• de la Tierra y CI IN CAPITULO 11 
aire sobre las Rocallosas se mantiene relativamente caliente a gran 
altura. 
Tienen también importancia la configuración de las tierras y su 
proximidad al mar, pues las grandes extensiones de agua (Incluidos 
los lagos) suelen moderar el clima: los parajes costeros y las ori-
llas de los lagos, suelen tener un clima menos extremoso que la parte 
central de un continente. Ese efecto moderador del agua se acentúa 
casi siempre junto al mar, que no solo conserva más el calor de la 
tierra, sino que además lo conduce. Por ello, las corrientes marinas 
cálidas y frias desempeñan un papel enorme en la génesis de los cll· 
mas costeros. 
El desarrollo de masas de aire marítimas y continentales influye 
también enormemente en el clima: provocan por ejemplo, los cambios 
ocasionales que invierten el sentido de los monzones. los climas 
monzónicos se acusan al máximo en el sur de Asia, donde el rápido 
enfriamiento invernal origina masas de alta presión. De esas masas 
parten los secos alisios del noreste. En primavera, la elevación del 
Sol hace que el norte de la India se caliente, produciendose un acu-
sado sistema de bajas presiones, que succiona a trav~s del ecuador 
los alisios del sureste, los cuales cambian de dirección, convirtien-
dose en húmedos contralisios. 
Los climas locales son influidos por factores especiales, pro-
pios de zonas relativamente pequeñas. Un caso de ello es lo que suce-
de debido a la acción de distintos vientos regionales. Con el fin de 
5J 
.... 
Atm69fero de l• T lerr• y Cl 111111 CAPITULO 11 
ejemplificar lo anterior, comentamos los dos siguientes casos: El 
viento de las laderas norte de los Alpes, conocido como fohn, sopla 
cuando los sistemas de baja presión del norte de Europa, succionan 
vientos del sur. Al descender, el fOhn se calienta, causando aumentos 
rápidos de temperatura en las reglones a su paso. Un tipo de viento 
similar al antes descrito, que se presenta en las laderas orientales 
de las Hontaftas Rocallosas, y que se conoce como chinook, puede eleª 
var la temperatura del aire en 25ºC en menos de una hora. 
Otra influencia climática local es el porcentaje de radiación 
solar reflejada por la superficie (su albedo). la nieve recién caida, 
con un albedo próximo al 90%, explica por qué no se derrite a pleno 
Sol. Los suelos secos y arenosos tienen más albedo que los arcillosos 
y oscuros. Los bosques son de albedo bajo, pero el bosque inferior 
suele mantenerse fresco, incluso en días ardientes, al ser absorbidos 
muchos rayos del Sol por los árboles: llegan relativamente pocos 
rayos hasta el nivel del suelo. 
Hay también factores climáticos obra del hombre. La contamina-
ción de lao urbes, por ejemplo, absorbe la luz del Sol, reduciendo el 
calor que llega al suelo: efecto contrarrestado a su vez por el aire 
caliente que cubre muchas zonas urbanas. Además la presencia de edi-
ficios de distinta altura tiende a reducir la velocidad del viento, 
pero aumenta a la vez su turbulencia, traducida en ráfagas capricho-
sas. Este efecto suele notarse más en las bocacalles flanqueadas por 
rascacielos. 
54 
Atmbatera de ta Tierra y Clima CAPITULO 11 
El clima ejerce gran influencia en el suelo y la vegetación, 
pero las regiones climáticas, igual que las de suelo y flora, rara 
vez tienen Tímites precisos; generalmente se dan transiciones cast 
imperceptibles de una a otra. Se han tratado de establecer clasifica- 
ciones climáticas mundiales, siendo la más empleada la del meteorólo- 
go germano-ruso Vladimir-Kóppen, que entre 1900 y 1936 publicó una 
serie de clasificaciones de distinta complejidad. Trató sobre todo de 
relacionar los rasgos climáticos y la flora mediante dos criterios 
básicos, la temperatura y la precipitación, y clasificó las regiones 
climáticas según los siguientes cinco grandes tipos: 
A.-: clima lluvioso tropical, cuya temperatura media en el mes más 
frío supera los 18*C. 
B.- clima seco, de precipitación media anual inferior a 250 mm. 
C.- clima templado, de temperatura media entre -3*C y 18"C en el 
mes más frío, y una media de más de 10*C€ en el mes más cálido. 
D.- clima frío de bosque boreal, de temperatura media en el mes 
más frío inferior a -3*C, con una media de más de 10*C en el 
mes más cálido. 
£.- clima polar, inferior a 10*C de temperatura media en el mes 
más cálido. 
Los límites isotérmicos de Kóppen señalaron una serie de zonas 
situadas entre el trópico y los polos. Posteriormente el meteorólogo, 
añadió un sexto tipo, MH, para incluir las montañas, porque los climas 
de alta montaña reflejan las diferentes zonas latitudinales de flora 
que hay al nivel de mar entre el ecuador y los polos. 
55 
 
A~f•r• e l• te r•  lhna JT LO  
l a j rce ran ncia  l elo   getación, 
ero s i nes áticas. al e s e.s elo  a, ra 
ez en li ites recisos¡ eral ente  n sici nes si 
perceptibles e a  tra. e n o e t lecer l sifica-
es áticas undiales, do  ás pleada  el eteorólo-
 ano-ruso l l lr- o pen, e tre 00  36 blicó a 
rle e i i nes e isti ta plejidad. rató bre o  
i nar s os áticos   ra ediante s ri ri s 
sicos,  peratura   r cipitación,  l sifi ó s i nes 
áticas ún s ientes co des s: 
.-· a i so ical, ya peratura edia  l es ás 
ie era s e•c. 
.- a co, e r cipit ción edia ual f rior  0 m-
, __ a plado, e peratura edia tre •t  e·c  l 
es ás ia,  a edia de ás e o·c  l es ás li o. 
.- a f   sque real, e peratura edia  l es 
ás ie f rior  ·c, n a edia e ás e o·c  l 
es ás li o. 
E.- a olar, f rior  o·c e tcrnpcrot~ra ~~dla  l es 
ás Hdo. 
os i ites icos e o pen alaron a rle e nas 
as tre l ico  s los. st ri ente l eteorólogo, 
adió  to o, H, ara luir s ontañas, rque s as 
e lta ontaña l j n s i r ntes nas t i ales e ra 
e y l i el e ar tre l ador  s los. 
5 
Autbafera de la Tierra y Clima CAPITULO 11 
La simplista clasificación de Kóppen fue subdividida según ras- 
gos especiales de temperatura y precipitación. Los primeros fueran: 
a, un verano cálido. 
b, un verano templado. 
Cc, Un verano frio. 
d, un invierno frío rigurosa. 
h, un clima seco y caliente. 
k, un clima seco pero frío. 
Se codificó también la precipitación: 
S, la estepa seca. 
los desiertos. 
F, lugares de mucha precipitación todo el año. 
se, regiones tropicales de acusada estación lluviosa o de 
monzón. 
s, lugares de verano cálido y seco. 
w, lugares de invierno seco. 
Csa, por ejemplo, señala un clima templado de verano seco e 
invierno templado, correspondiente al de las regiones mediterráneas. 
Y Af, indica un clima lluvioso tropical con lluvias todo el año, en 
oposición al clima Am, de acusada estación monzónica. 
La extstencia de filones de carbón en la Antártida y de Fósiles 
de dinosaurios en Spitzberg, en plena zona polar ártica, demuestra 
que Tos climas han cambiado radicalmente a lo largo de millones de 
años. Sabemos también que las posiciones de los continentes han cam- 
56
A~fen d4t la Tfef'ra y I 11118 CAPITULO 11 
s 
a plista i ción e o pen e dividida ún s-
eciales e peratura  r cipitación. 
,  no li o. 
,  no t plado. 
e, u  no ío. 
,  i i no í  uroso. 
,  el i a s co  li nte. 
,  li a co ero ío. 
e dificó t bién  r cipitación: 
,  a ca. 
W, s esiertos. 
os r eros 
, ares e ucha r cipit ción t o l o. 
ron: 
•  f nes icales e sada ción i sa  e 
onzón. 
, l ares e no li o  co. 
, l ares e f f rno co. 
sa, or plo, ftala  li a Mplado e ano co 
f i rno plado, s ondiente l e s r~gionc~ edite ráneas. 
F, ica  li a i so ical n ias t o l o,  
osición l li a •, e sada t ción onzónfca. 
a ist ncia e es e r ón   ntártida  e f siles 
e i saurios  pitzberg,  l na na olar rtica, uestra 
e l s li as n biado r i l ente  l  l r o e ill nes e 
os. os bién e s sici nes e s nti entes n -
 
At-6e.fel"'a de la rfel"'l"'a y CI fN CAPUULO JI 
blado, y siguen cambiando, debido al movimiento de las placas de la 
corteza terrestre. Podemos estar seguros, por ejemplo, de que en el 
Cretácico (de 65 a 140 millones de años atrás), cuyas pruebas fósiles 
revelan que en la isla de Oisko (Groenlandia) crecían helechos, hi-
gueras y el árbol del pan, esa región estuvo mucho más cerca del 
ecuador que actualmente. 
Pero esas placas se mueven muy lentamente a un promedio de algo 
más de un centimetro al año. Por ello la tectónica de placas no puede 
explicar los avances y repliegues de los grandes heleros del Pleisto-
ceno {hace entre 11,000 y 1'800,000 años) ni mucho menos las fluctua-
ciones climáticas de los últimos mil años. 
Se han acumulado pruebas de la frecuencia de los ciclos climáti-
cos, alternando periódos cálidos o húmedos y fríos o secos. En el 
Pleistoceno, por ejemplo, hubo cinco periodos principales en Europa 
de avance del hielo, separados por las fases interglaciales (o inter-
estadi~lcs). Algunos cientificos creen que estamos en una quinta fase 
interestadial, aunque no pueden predecir la fecha del comienzo del 
cuarto periodo glacial. 
Esas pruebas proceden de varias fuentes, incluyendo muestras de 
roca extraidas con taladro del fondo del mar. En esas muestras, la 
abundancia de fósiles de ciertos organismos marinos, propios de si-
tuaciones cálidas, y escasos en los periodos fríos, presenta varia~ 
clones cíclicas, que indican una variación periódica del clima. La 
evidencian asimismo los análisis de cortes del hielo de los heleros, 
57 
Atm6sfera de la Tierra y Cl 111111 CAPITULO JI 
muestras del suelo y los anillos de los árboles. 
Hallazgos recientes revelan que el hemisferio norte tuvo entre 
los anos goo y 1,300 d C, un clima más caliente que el actual. Cuando 
los vikingos se establecieron en Groenlandia en el siglo X, se consi-
dera que la temperatura media de entonces era de l"C a 4"C más cálida 
que l• actual. Aquella colonia habla desapRrecido a fines del siglo 
XV, debido acaso al empeoramiento del clima. El periodo de 1450 
1850 suele clasificarse en Europa de "pequena época glacial". Aunque 
no hay datos exactos anteriores a la invención de los aparatos meteo-
rológicos, hay muchas pruebas de la existencia de esa pequena época 
glacial, consistentes en documentos históricos (incluidos records de 
malas cosechas y pinturas de rlos helados que nunca se hielan 
y en análisis mediante computador del recuento de semillas 
hallados en suelos y sedimentos de esa época. A partir de 
ahora) 
y pal en· 
1850 el 
clima mejoró, aunque ultimamente parece haberse enfriado un poco: lo 
prueba el hecho de que en 1968 el hielo ártico se aproximó hasta el 
noreste de Islandia, lo que no habla ocurrido en 40 anos. 
Sin estar validadas del todo, se han adelantado varias teorías 
entre las cuales comentamos las siguientes: Creen algunos cientifi-
cos, que la causa principal de los cambios del clima, reside en pe-
quenas variaciones de la elipticidad de la órbita terrestre, lo que 
podrla afectar a la intensidad de la radiación solar que llega a la 
tierra. Otros opinan en cambio que unas variaciones mínimas de la 
inclinación axial de la Tierra, al provocar cierto desplazamiento de 
los cinturones climáticos, modificarían el clima mundial en su C' 
58 
_..¡¡ 
CAPl1Ul0 ti 
junto. Se sugiere también que las fluctuaciones, a corto y largo 
plazo, de la actividad solar (por ejemplo, los éiclos de unos 11 aftas 
de las manchas solares) pueden afectar seriamente al clima mundial. 
Puede haber también cambios tras perfodos prolongados de activi-
dad volcánica eruptiva. El polvo volcánico forma un velo en la estra-
tósfera que puede reducir la radiación solar que alcanza la superfi-
cie, ocasionando cambios meteorológicos. Tras la erupción del Kraka-
toa en 1883, por ejemplo, hubo polvo en la atmósfera durante tres 
aftas: en ellos, se registró en el sur de Francia un 10% menos de 
radiación solar. Es preocupante también el hecho de que puedan produ-
c Irse cambios climáticos mayores por culpa de la actividad del hom-
bre: por ejemplo, la deforestación y la contaminación atmosférica. 
59 
CAPITULO 111 
11 UARIABLES A REGISTRAR 11 
Vartabtes a Registrar 
Medidor de Tenperatura 
JARIABLES A RE&ISJRJ!R 
111.a. Nedidor de Te•peratura 
CAPITULO 111 
La temperatura en un concepto intuitivo, indica cuando un cuerpo 
está "caliente" o "frfo''. Termodinamicamente se relaciona con el 
calor, también se dice que está relacionada con la energía cinética 
promedia de las moléculas de un gas ideal. Estadlstlcamente se ha 
demostrado que existe relación entre la temperatura y los niveles de 
energla de las liquidas y sólidas. La temperatura es entonces "el 
grado de agitación térmica de cualquier elemento". 
Existen diferentes métodos utilizados para la medición de la 
temperatura. Ya que la presión, el volumen, la resistencia eléctrica, 
los coeficientes de expansión, etc. son variables relacionadas con la 
temperatura, podemos inferir que los cambios en estas variables pue-
den usarse para medir temperatura. 
Las escalas más usuales con las que se mide la temperatura son 
la Farenheit y la Centlgrada. Estas escalas se basan en dividir en 
partes iguales, el intervalo de temperatura comprendido entre los 
puntas de congelación y ebullición del agua a la presión atmosférica 
estándar. La escala Centígrada asigna 100 unidades entre ambos puntas 
y la Fahrenheit asigna 180. 
60 
Varfabllt"S a Registrar 
"edldof' de r~ratura 
CAPITlJLO 111 
La medida de temperatura constituye una de las mediciones más 
comunes e importantes que se pueden efectuar. Las limitaciones del 
sistema de medida quedan definidas en cada tipo de aplicación por la 
precisión, por la velocidad de captación de la temperatura, por la 
distancia entre el elemento de medida y el aparato receptor y por el 
tipo de instrumento indicador, registrador o controlador. 
Los instrumentos de temperatura utilizan diversos fenómenos que 
son influidos por la temperatura, a continuación mencionaremos algu-
nos de ellos: 
a) Variaciones en volumen o en estado de los cuerpos (sóli-
dos, lfquldos o gases). 
b) Variación de resistencia de un conductor (sondas de 
resistencia). 
c) Variación de resistencia de un semiconductor (termisto-
res). 
d) F.E.H. creada en la unión de dos metales distintos (ter-
mopares). 
e) Intensidad de la radiación total emitida por algún cuer-
po (pirómetros de radiación). 
f) Otros fenómenos utilizados en laboratorio (velocidad del 
sonido en un gas, frecuencia de resonancia de un cris-
tal, etc.). 
Con base en lo anterior, los instrumentos empleados Y que utlli-
zan los diversos fenómenos. son los siguientes: 
- Termómetros de vidrio. 
- Termómetros bimetállcos. 
- Termómetros de bulbo y capilar rellenos de liquido, gas o 
vapor. 
;'/l 
Yarl9ble& a letlstrar 
llledldor de T•ptnt1111 
- Termopares. 
- Pirómetros de radiación. 
- Termómetros de resistencia. 
- Termistores. 
- Sensores de temperatura de estado sólido. 
- Termómetro de Vidrio 
Tubo capilar 
Tubo de vidrio 
Bulbo un.sor d• 
tempcrat.ara 
Figura 3.1. Termómetro de vidrio. 
62 
CAPITULO 111 
CAP1TULO 111 
  
El. termómetro de vidrio consta de un depósito de vidrio que 
contiene algún fluido, por ejemplo mercurio, y que al calentarse se 
expande y sube en el tubo capilar. 
Los márgenes de trabajo de este tipo de termómetros, dependerán 
del fluido empleado, los cuales pueden ser: 
Mercurio . 1... . ... o... ... .«... . - 35 a +280*"C 
Mercurio (tubo capilar lleno de gas) . . - 35 a +450"C 
Pentano . . . . o... o... ... 
Alcohol . ..... 
e... . ..200 a + 20*C 
.. <.. "¿10 a + $0*C 
Tolueno . . . ..... +... . . ..70a +100*C 
- Termómetro Bimetálico 
    a _ 
extremo fijo 
Gi 
Figura 3.2. Termómetro bimetálico. 
63
V1rl1bles a Registrar 
Medidor de l~retur1 
Pll  111 
l t r ómetro e i rio nsta e  pósito e i rio e 
tiene l n l i o, or j plo ercurio,  e l l tarse  
ande  be  l t o pilar. 
os árgenes e t ajo e ste ti o e t ómetros, enderán 
el l i o pleado, l s ales eden r: 
erc io 
ercurio (t o pilar ll o e as) 
entano 
lcohol 
olueno 
er ómetro i etállco 
5  2BO"  
5  50"C 
.-200 a  2o•c 
. -110 a + so·c 
70 a lOO"C 
[ -
t o fij  
i ura .2. er ómetro i etálico. 
 
Vadables. • Re9f•tr•r 
Medidor do feffJ)eratur• 
CAPITULO 111 
Los termómetros bimetálicos se fundan en el distinto coefi-
ciente de dilatación de dos metales diferentes, tales como latón, 
monel o acero y una aleación de ferroniquel o invar (35.5% de níquel) 
laminados conjuntamante. Dichas láminas pueden ser rectas o curvas, 
formando espirales o hélices. 
Este tipo de termómetros contiene pocas partes móviles, solo la 
aguja indicadora sujeta al extremo libre de la espiral o de la hélice 
y el propio elemento bimetálico. 
El eje y el elemento están sostenidos con cojinetes y el conjun-
to está construido con precisión para evitar rozamientos. La preci~ 
sión es de ±1% y su campo de medida de -2oo·c a +5oo·c. 
- Termómetro de Bulbo y Capilar 
Los termómetros tipo bulbo consisten esencialmente en un bulbo 
conectado por un capilar a una espiral. Cuando la temperatura del 
bulbo cambia, el gas o el liquido en el bulbo se exp~nden y la esp1-
ral tiende a desenrollarse moviendo la aguja sobre la escala para 
indicar la elevación de la temperatura en el bulbo. Hay cuatro clases 
de este tipo de termómetros : 
Clase 
Clase TI 
Clase !JI 
Termómetros actuados por líquido. 
Termómetros actuados por vapor. 
Termómetros actuados por gas. 
Clase IV Termómetros actuados por mercurio. 
64 
V•rl•bles • Regiatr•r CAPITULO 111 
Medidor de Tef!Per•tu,.. 
Los termómetros actuados por liquido tienen el sistema de medl· 
ción lleno de líquido y como su dilatación es proporcional a la tem-
peratura, la escala de medición resulta uniforme. Los liquidas que se 
utilizan son: alcohol y éter. El campo de medición de estos Instru-
mentos varia entre 1so·c hasta soo·c, dependiendo del tipo de liquido 
que se emplee. 
'tubo jf exrrPmo 
, c.aplf~~ cerrodc 
o- compensación b - compensoc.ión t::>tal 
en lo coja l tubo capilar •co¡a) 
Figura 3.3. Termómetro de bulbo y capilar. 
Los termómetros actuados por vapor contienen un líquido volátil 
y se basan en el principio de presión de vapor. Al subir la tempera-
tura aumenta la presión de vapor del liquido. La escala de medición 
no es uniforme. los pasos de medición van aumentando hacia la parte 
65 
Yari•bln a Rr¡ihtrar 
tt«tldor tt.r Teaperatur• 
CAPITULO 111 
más alta de la escala. La presión en el sistema depende de la tempe-
ratura del bulbo. 
Los termómetros actuados por gas estAn completamente llenos de 
gas. Al subir la temperatura, la presión de gas aumenta proporcional-
mente y por lo tanto estos termómetros tienen escalas lineales. 
los termómetros actuados por mercurio son similares a los termó-
metros actuados por liquidas. 
- Termómetro de Resistencia 
En este tipo de termómetros la medida de temperatura depende de 
las características de resistencia en función de la temperatura que 
son propias del elemento de detección. 
El elemento consiste usualmente en un arrollamiento de hilo muy 
fino del conductor adecuado bobinado entre capas de material aislante 
y protegido con un revestimiento de vidrio o de cerámica. 
El material que forma el conductor se caracteriza por el llamado 
"coeficiente de temperatura de resistencia" que expresa para una 
temperatura especifica, la variación en ohms de la resistencia del 
conductor, por cada grado que cambia su temperatura. En la figura 3.4 
pueden verse las curvas de resistencia relativa de algunos materiales 
en función de la temperatura. 
66 
-- - - Registrar 
Medidor de Temperatura 
ti
va
 
R
/
R
¿
 
e 
0
"
 
   
  
. 
S 
€ <= 
= 
7 
: 
x« 
  
 
o 200 400 $00 so0” *e 
Figura 3.4. Curvas de resistencia relativa de algunos metales 
Los 
en función de la temperatura. 
materiales que forman el conductor de la resistencia deben 
poseer las siguientes características: 
1. Alto coeficiente de temperatura de la resistencia, para 
una mayor sensibilidad del instrumento de medición. 
Alta resistividad, ya que cuanto mayor sea la resisten- 
cia, tanto mayor será la variación por grado. 
Relación lineal resistencia-temperatura. 
Rígidez y ductilidad, lo que permite realizar los pro- 
cesos de fabricación de estirado, y enrrollamiento del 
conductor en las bobinas de la sonda, a fin de obtener 
tamaños pequeños. 
Estabilidad de las caracteristicas durante la vida útil 
del material. 
67 
CAPITULO 111Yarl•blt11 a R~htrar 
edidor de T~r•tura 
... 
~ . 
~ 
ri" 
o 
~ 
·~ 
:.. 
CAPITULO 111 
• 
~ 
200 
~·· "º 100· •e 
i ura .4. urvas e r sist cia r l ti a e l nos etales 
e  f ción de Ja te peratura. 
os ateriales e f r an l ductor  l  i t cia en 
seer l s si i ntes racteristicas: 
. lto eficiente e te peratura e l  r sist ncia, ara 
a ayor s sibili ad el I str ento e. edición. 
2. lta i ti i ad, a e anto ayor a l  i t n-
i , t to ayor será l  ri ción or rado. 
J. elación li al i te i t peratura. 
4. igidez  ctili ad, l  e r ite lizar l s ro-
sos e f ri ción e ti do.  roll iento el 
c ductor e  l s binas e l  so da, a fi  e tener 
t anos uenos. 
5. stabili ad e l s racterísticas rante l  i a til 
el aterial. 
7 
Vedabln • Ae<¡latror 
Medldcr de Tenperetur• 
CAPI JULO 111 
Los materiales que se usan normalmente en las sondas de res1s~ 
tencia son el platino y el níquel. 
El platino es el material mils adecuado desde el punto de vista 
de precisión y de estabilidad pero presenta el inconveniente de su 
costo. En general la sonda de resistencia de platino tiene una resis-
tencia de 100 ohms a o·c. 
al sonda 
~~ 
b) tubo de protección 
e) vaina 
Figura 3.5. Termómetro de resistencia. 
El niquel es más barato y posee una resistencia más elevada con 
una mayor var~ación por grado, sin embargo, tiene como desventaja la 
falta de linealidad en su relación resistencia-temperatura y las 
variaciones que experimenta su coeficiente de resistencia según los 
lotes fabricados. 
68 
Variables • Registrar 
>!edldor de T~rotura 
CAPITULO 111 
El cobre tiene una variación de resistencia uniforme, es estable 
y barato, pero tiene el inconveniente de su baja resistividad. 
- Termi stores 
•"'r--~--,.,---.---.---...---. 
'º - ·--· ___ ]__ __ _ 
~ ·+,-1-+ 
;: ... ,.-: ... 2.-. ·-1 \ 
~ ~ J ' i 'T ___ l ____ tt 
::~~ ---r .. ~.~ --+1 
1 
-~~~-~~~-~'- ... 400 
Tcmpcratuta, •C 
Figura 3.6. Curvas caracteristicas de materiales 
empleados en termistores. 
Los termistores son semiconductores electrónicos con un coefi-
ciente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado y que 
presentan una curva caracteristica lineal tensión-corriente siempre 
69 
Variables e Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Temperatura 
que la temperatura se mantenga constante. £n la figura 3.6. pueden 
verse las curvas caracteristicas de 3 tipos de materiales de termis- 
tores en comparación con la del platino. 
Para obtener una buena estabilidad en los termistores es necesa- 
rio envejecerlos adecuadamente, tal como se índica en la figura 3.7. 
  
  
  
 
 
 
2 > : 
zZ 55 a pr — 
E 35 
«E . > . 
y io 
a +7 : IT 
LR Motril AAg : - 
Zu + z 
n=] y z 
58 : - 
e 10] 107; z so+ 
i ¡ 
Vda lzemana 6 meses , lZañes : 
año Jaños 
Figura 3.7. Gráfica de envejecimiento de materiales 
empleados en termistores. 
Los termistores son conectados a puentes de WNheatstone o a otros 
circuitos de medida de resistencia. En intervalos amplios de tempera- 
:tura tienen características no lineales. Como también poseen un alto 
coeficiente de temperatura, esto se traduce en una mayor sensibilidad 
que las sondas de resistencia estudiadas y permiten intervalos de 
medida de 1*C. Son de tamaño pequeño. 
La distancia entre el termistor y el instrumento de medida puede 
ser considerable siempre que el elemento pasea una alta resistenc” 
70
Variabl~ a t>gfltrar 
edido; e enperatura 
PI LO Jll 
a  peratura  antenga nstante. En  ra .6. eden 
erse s rvas racteristicas e  f os e ateriales e is-
res  paración n  el l ti o. 
ara tener a ena ili ad  s istores s ecesa-
ia vejecerlos adamente, l o  i ica   ra .7. 
o 
h:.:: :;z=~ :_---
~ ~ 7 i .g;g¿::,,º' "' ¡ - _ ___, 
:!«o.~; ~ 
~~ ~--·. ~----------= 
o o ~ 
o.. 01 'º' ! 10¡ 10• 
1 1Q 1 Jtrnona 1 m•s 'rne: n 1 2ait.s 
, .. ñ. 
i ura .7. ráfica e vejeci iento e ateriales 
pleados  istores. 
os istores  ectados  entes e eatstone   t os 
i uitos e edida e i t ncia. n alos plios a pera-
ra en racter!sticas  ales. o bién seen  lt  
eficiente e peratura, sto  uce  a ayor si ili ad 
e s das e si t cia i das  r iten valos e 
edida e Jº . n e año ueño. 
a i t cia tre l istor  l ento e edida ede 
r si erable e pre e l ento osea a lta sistenc· 
 
- 
CAPITULO UN! 
o Termperotura 
comparada con la de los cables de unión. La corriente que circule por 
el circuito a través del termistor debe ser pequeña para asegurar así 
que la variación de la resistencia solo se deba a la variación de la 
temperatura. 
La principal aplicación de los termistores se encuentra en la 
compensación de temperatura, como temporizadores y como elementos 
sensibles en vacuómetros. 
máx. E máx 
A] 
06 
  
  
  
        
Figura 3.8. Termistor. 
- Termopares 
El termopar se basa en el efecto descubierto por Seebeck; de la 
circulación de una corriente en un circuito formado por dos metales 
diferentes cuyas uniones (unión de medida o caliente y unión de refe- 
71
Var-labln a Regf5tr-ar-
Medldor- de T~rotur-a 
PI LO 111 
parada n   s bles e ión. a rriente e i ule or 
el i uito  és el istor be r peque~a ara urar sí 
e  ri ción e  i t cia lo  ba   ri ción e  
peratura. 
a ri cipal li ción e s istores  cuentra   
pensación e peratura, o porizadores  o entos 
sibles  ómetros. 
D b.  ix 
n
r:~T- ;:r~\l"" m1n 
06 min 
J_ mm 
dt O máx. E m<i•. 
10 12.7 8.0 
14 18.0 B.O 
i ura .8. ermistor . 
.. er opares 
l opar  asa  l cto scubierto or ebeck; e  
l ción e a rriente   i uito ado or s etales 
i r ntes yas i nes ión e edida  li nte  i n e fe-
l. 
CAPITULO 111 
de Temperatura 
rencia o fria) se mantienen a distinta temperatura (wer figura 3.9). 
Esta circulación obedece a dos efectos termoeléctricos combinados; el 
efecto Peltier que provoca la liberación de electrones a través de la 
unión y el efecto Thomson que consiste en la liberación o absorción 
de calor cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo 
en el que existe un gradiente de temperaturas. 
METAL A 
    
 
METAL B 
Figura 3.9. Unjón de metales para medida y referencia; 
termopar. 
la selección de Tos alambres para termopares se hace de forma 
que tengan una resistencia adecuada a la corrosión, a la oxidación, a 
la reducción y a la cristalización, que desarrollen una f.e.m. rela- 
tivamente alta, que sean estables, de bajo costo y de baja resisten- 
cta eléctrica y la relación entre la temperatura y la f.e.m. sea tal 
que el aumento de esta sea aproximadamente paralelo al aumento de la 
72
Vorlables a Registrar 
Mrdldor ~ Tenpo:ratura 
PI LO 1 
cia  í )  antienen  isti ta peratura ver ra .9). 
sta lación edece  os ctos oeléctricos binados; l 
f cto eltier e oca  i n  t nes  és e  
i n  l f cto son e nsiste   ci n  sorción 
e lor ndo a rriente circula  és e  etal ogéneo 
 l e iste  diente e peraturas. 
ETAL  
ETAL •
i ura .9. nión e etales ra edida  f ncia; 
opar. 
La l ción e l s bres ara opares  ce e a 
e an a si cia e ada   rrosión,   i ación,  
 cción    l ción, e sa ro len a . la-
iv ente lta, e an t bles, e ajo sto  e aja i t n-
ia l ctrica   i n tre  peratura   . a l 
e l ento e ta a adamente aralelo l ento e  
 
V•rfnbtes • Registrar 
Medidor de Tenperntur• 
temperatura ver figura 3.10. 
:'.! _, JI 
o 
?: 
i 
>• 
•• 
UWION DE RE~ERENCIA 
A o•c 
n• HO '" IMO · nw ''°° 
TEMPERATURA •e 
Figura 3.10. Grafica para la selección 
de los alambres para termopares. 
- Pirómetros de Radiación 
CAPlt\ILO 111 
Los pirómetros de radiación se fundan en la ley de Stefan·8oltz. 
7J 
- CAPITULO $11 
de Temperatura 
mann que establece que la intensidad de la energía radiante emitida 
por la superficie de un cuerpo, aumenta proporcionalmente a la cuarta 
potencia de la temperatura absoluta del cuerpo, es decir, M o= KTS. 
silica 
' 
É 
i 
! 
Espectro 
. 1 
P
O
R
C
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I
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G
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A
 
R
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I
A
N
T
E
 
Banda del 
vapar de 
  
0 1 2 314 ._. 6 TM 10 
LOHBLTUO DE OHDA (MICRAS) 
Figura 3.11, Gráfica de la energía radiante de un cuerpo 
a varias temperaturas, en función de la longitud de. onda. 
74
Var-fables • Regfstnr 
Medidor ~ T~rHura 
PI LO fil 
a n e t lece e  si ad e l  e ergla radiante e itida 
or  perficie e  erpo, enta r orci nal ente a la cuarta 
tencia e  peratura soluta el erpo, es decir, W - KT'. 
.. 
i 
" i5
: 
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1 i . ~ ·I! 
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IS~ IY ¡;¡ \...,. 1 ! 1 
'º !?] 1 1 1 91'-... s p l?,:l §;, ::.,,,. 1 1 LJ 1 
o 
o '  
l •llV  CE' NOJ.. (Hl AS} 
i ura . 1. ráfica e l  ergfa r iante e  c erpo 
 ri s t peraturas,  fu 1'ón  1  1 ngftud de· nda. 
 
Yarlabtes a Reglatrar CAPITUlO 111 
"edldor de Tenperatura 
En la figura 3.11. se muestra el gráfico de la energía radiante 
de un cuerpo a varias temperaturas en función de la longitud de onda. 
Desde el punto de vista de medición de temperaturas, las longitudes 
de ondas térmicas abarcan desde 0.1 micras para las radiaciones ul-
travioletas, hasta 12 micras para las radiaciones infrarrojas. 
Los pirómetros de radiación miden, la temperatura de un cuerpo a 
distancia en función a su radiación. Los jnstrumentos que la miden en 
función de la radiación luminosa que emite, se denominan pirómetros 
ópticos de radiación parcial, o pirómetros ópticos y los que la miden 
captando toda o gran parte de la radiación emitida por el cuerpo, se 
llaman pirómetros de radiación total. 
Selección del Tipo de Transductor 
Hemos hecho mención de los tipos de transductores que son utili-
zados para la medición de la temperatura. Ahora procederemos a expli-
car la elección del transductor L#35C, que es el transductor de tem-
peratura que se utiliza en este proyecto. Su selección se llevó a cabo toman 
los siguientes factores: 
J. Precisión. 
2. Rango de temperatura aplicable . 
. J. Velocidad de respuesta. 
4. Linealidad. 
5. Costo. 
6. Dimensión del dispositivo. 
75 
CAPITULO 111 
Temperatura 
En lo que respecta a la precisión, la investigación efectuada, 
tanto en datos técnicos de fabricantes, como basados en la bibliogra- 
fía consultada, se pudo encontrar que las diferentes precisiones que 
otorgan cada uno de los diferentes tipos de transductores es la si- 
guiente: 
Transductor de VidriO .....ooooocooooooommoncorsrar o»... 11*C. 
Transductor bimetálico........ horernon..o rnrrnr ca i1"C. 
T. de bulbo y capilar....ooooooococorcoorocoromonoconroo. 2190. 
T. de resistencta:..... con este transductor la precisión varía 
de +0.01"C hasta +0.!1*C, esto depende 
del material con que esté hecha la 
resistencia. 
TermistoreS....o.ooo.m.o... Ponararcoro. Poomo.oo.» ro .oonon. +0.005*C. 
TermopareSi...oooom.... este transductor también tiene un rango 
de variación en su precisión de +0.3*C 
hasta +3*C dependiendo del material 
utilizado en la construcción de los 
alambres por donde circulará la  co- 
rriente para llevar a cabo el efecto 
Seebeck. 
Pirómetros de radiacióN......ooooooooomoom omo... Pon...» 10.5*C. 
En la figura 3.12, se muestra una gráfica, en la que se ¡Tlustra 
el rango de temperatura aplicable para estos dispositivos. 
En esta gráfica podemos observar que son varios los transducto- 
res que se pueden utilizar, aunque para el rango que nosotros ocupa- 
remos nos bastaría con utilizar el transductor de resistencia o el 
termistor, que son los que abarcarian perfectamente y sin sobrepaso 
excesivo el rango a medir. 
76
VariablH a Re-;lstror 
Medidor de T~ratur• 
PI LO 1 
n  e ecta   recisión,  esti ción ada, 
to  atos icos e ri antes, a a sados   i li gra-
 nsultada,  do contrar e s i r ntes r cisi nes e 
t r an da o e s i r ntes s e a uctores s  i-
i ente: 
r nsductor e vi rio ... •...••..•........•..•.....•. • ±J"C. 
r nsductor i etálica .•.•.... ..•...•.......... . ±l"C. 
. e lbo  il r •................................. . ±J"C. 
. e i cia: •. • an ste uctor  r cisión aria 
e ±0.0J"C asta ±0.!"C, sta ende 
el aterial n e sté cha 1 a 
i t ncia. 
er i stores •••.. . .•..•.•.... .•••... ..• ..... . t_O. OOS"C. 
e opares: ..... . te s uctor bién e  go 
e ri ción   r cisión e ±0.J"C 
asta ±J"C endiendo el aterial 
t o   str cción e s 
bres or de lará  c -
te ara ar  o l cto 
ebeck. 
i etros e adiación .•..•. .•.•.•........ .•..... . !;.o.s·c. 
n 1~ ra . 2,  uestra a áfica,   e  ilu a 
l go e peratura li able ara tas i ositivas. 
n ta áfica e os servar e n rios Tos sducto-
s e  eden tili ar, que ra l go e sotros pa-
os os staría  tili r l s uctor e si cia  l 
istor, e n s e arcarian r t ente  i  repasa 
cesivo l go  edir. 
 
V•rl•bles a Re<glltr.r 
Medidor de Tenperatura 
______ .... 
-·-
'-~·--· ................... -.. 
••-·-.., .. o_ 
._. ..... ,_ .... c.-
~-·-·· .. . ---·-·1---
Figura 3.12. Rangos de medición de los diferentes 
transductores de temperatura. 
CAPITULO 111 
En lo que respecta a la velocidad de respuesta, encontramos que 
la constante de tiempo de un instrumento, es el tiempo necesario para 
que alcance el 63.ZX de la variación total de temperatura que expe-
rimenta. Es decir, si un instrumento cuya sonda o elemento primario 
pasa de un recinto de iO"C a otro de 270'C puede alcanzar el SJ.2~ de 
la diferencia 210 10 • ZOO'C en O.l segundos, este tiempo será la 
constante del tiempo de la medida con el instrumento. 
Los transductores de bulbo y capilar rellenos de mercurio y de 
liquido tienen una respuesta muy rápida por la incompresibilidad del 
fluido que los llena; en cambio los de gas y vapor tienen un retardo 
más pronunciado a causa de la compresibilidad del fluido interno. 
77 
varhbles • Reo¡ilstrer 
Medidor de Ten"pltrature 
CAPITULO 111 
En lo referente a los eléctricos, sondas de resistencia, termis-
tores, termopares y pirómetros de radiación se caracterizan porque el 
tiempo de respuesta depende unicamente del intercambio térmico entre 
el fluido y el elemento, ya que la corriente eléctrica circula por 
los cables de conección a la velocidad de la luz, directamente al 
receptor. 
En los de resistencia, la masa a calentar está formada por una 
bobina de hilo arrollada en un núcleo y embebida en una cápsula rigi-
da. 
Los termistores son de tamano pequeno y su tiempo de respuesta 
varia de fracciones de segundo a minutos, de acuerdo con su capacidad 
térmica dada por el tamano y forma del elemento sensible. 
En el termopar, dos hilos soldados en un extremo constituyen la 
masa a calentar, la que depende de la galga o diámetro de los hilos y 
de la so1dadura, hilo torcido o soldado a tope. 
El pirómetro de radiación responde rapidamente a los cambios en 
la temperatura por dos razones: la captación de energia radiante es 
practicamente instantánea y la masa de la termopila es pequena. 
En lo que respecta a la linealidad podemos decir basados en 
datos técnicos y bibliográficos, que los de vidrio y bulbo capilar 
tienen una buena linealidad, excepto los de vapor. 
78 
  o CAPITULO 101 
. o Temperatura 
  
En los bimetálicos la linealidad también es buena. 
Para los de resistencia, dependiendo del material va de excelen- 
te, para los construidos de níquel, hasta pobre, para los construidos 
con cobre. Aquí cabe mencionar que los construidos con níquel tienen 
un costo superior a los de cobre. 
Para los termistores la linealidad es pobre. 
Para los termopares la linealidad va de buena a excelente, de- 
pendiendo del tipo de material que se utilice para su construcción. 
Para Jos pirómetros la linelidad es pobre, sobre todo para el 
rango de temperatura del medio a medir por la estación meteorológica. 
El costo varía dependiendo del material a utilizar en su cons- 
trucción. 
En la investigación se encontró que en los de vidrío el costo es 
económico sin llegar a ser barato. En lo que respecta a los de bulbo 
y capilar el costo dependerá del material a utilizar y este no será 
muy económico, ya que dicho factor está relacionado con el tamaño del 
transductor. 
El bimetálico está dentro del grupo de transductores como el de 
bulbo y capilar en lo que respecta a su costo. 
22 ESTA TESIS NA REE 
A a dá cidlEbA
Y1rlables a Registrar 
Medidor de T~rattxa 
n s l etálicos  li ad bién s ena. 
PI LO 11 
ara s e i t ncia, endiendo el aterial a e celen-
, ara s struidos e i uel, asta obre, ara s struidos 
n bre. qui be encionar e s struidos  i uel en 
 sto perior  s e bre. 
ara s istores  li ad s bre. 
ara s opares  in li ad  e ena  celente, e-
diendo el o e aterial e  tili e ara  nstru ción. 
ara l s i etros  l ad s bre, bre o ara l 
go e peratura el edio  edir or  t ión eteorológica. 
l sto aria endiendo el aterial  tili ar   ns-
ción. 
n  esti ación  contró e  as e i rio l asta s 
ómica i  ar  r arata. n  e ecta  s e lbo 
 pilar l sto enderá el aterial  tili ar  ste  rá 
uy ómico, a e i o tor stá ado n l tama~o el 
s uctor. 
l i etálico stá entro el r po e uctores o l e 
lbo  pilar   e ecta   sta. 
79 
~rn n.m 
.. ~;LWIECA 
V•l"t•bles • ReQIStl"81" 
Medido!" de Tetrpel"8tur• 
CAPITULO 111 
El costo del de resistencia, también depende mucho del tipo de 
material con que está construido y es mucho más caro que el del ter-
mopar o el termistor. Los termistores al igual que los termopares, 
son los dispositivos que resultan de bajo costo, solo que el equipo 
de registro puede ser muy caro en los trabajos de alta precisión. 
En lo que respecta a los pirómetros de radiación, su costo varia 
de mediano a alto. 
En lo relativo al tamano o dfmensi6n del dispositivo, como ya se 
mencionó, los transductores de vidrio pueden ser de tamaño mediano 
pero muy frágiles. Los de bulbo y capilar podrían resultar muy volu-
minosos y no facilmente adaptables al proyecto. 
Del análisis hecho anteriormente, podemos decir que los trans· 
ductores más viables a utilizar son los de resistencia, termopares y 
termistores. Haciendo una comparación con estos tres tipos de trans· 
ductores viables y el sensor de estado sólido L#35C, se puede decir 
que el último tiene características favorables y muy parecidas a los 
transductores antes mencionados, solo que su costo, por ser un dispo· 
sitivo de precisión, es más bajo que el de los otros dispositivos 
transductores mencionados. 
La serie LH35, son circuitos integrados sensores de temperatura 
de alta precisión, cuyo voltaje de salida es linealmente proporcional 
a la temperatura en ·c. 
80 
variables • Registrar 
Medidor de Tenperatura 
CAPITULO 111 
El L#35C por lo tanto, tiene la ventaja por encima de otros sen-
sores de temperatura, de no tener que hacer la conversión de grados 
Kelvin a grados Centigrados. Este transductor no requiere de calibra-
ción accesorios externos y provee una precisión de ±114"C para 
temperaturas bajas y de ±314"C para temperaturas altas, dentro de un 
rango de temperatura de -55"C a +150"C. 
El bajo costo está garantizado por el dispositivo. La impedancia 
de salida del sensor es baja, como ya se mencionó. El voltaje de 
salida es lineal con respecto a los grados centígrados, y posee una 
calibración inherente precisa, que facilita la lectura de la tempera-
tura y el control del circuito integrado. Puede ser utilizado con una 
sola fuente de poder o con más suministros. Consume solo 60 mfcroA de 
la fuente, el calentamiento del dispositivo es mínimo (menos de O.l"C 
con viento suave). El rango de operación es de -55"C a +150"C. 
Hemos descrito las características del sensor de temperatura de 
estado sólido L#35C, ahora procederemos a explicar la forma en que se 
implementó dentro del proyecto este sensor. 
En la figura 3.13, se muestra el diagrama de bloques del circui-
to asociado a la medición de temperatura, mostrando la conección del 
L#35C, que con la ayuda de otras etapas lleva la se~al hasta el #CU. 
En el diagrama de bloques se puede observar la etapa sensora de 
temperatura, la cual solo consta del transductor L#35C. Este disposi-
tivo será el que mantendrá contacto con el medio ambiente. 
81 
Variabl" a Registrar 
Medidor de- Tenpe-ratura 
F1gura 3.13. Diagrama de bloques del medidor de temperatura. 
CAPITULO 111 
Como siguiente etapa intermedia entre el L#35C y el #CU se en-
cuentra un circuito sumador, cuyo componente activo es un amplifica-
dor operacional TL074 (ver especificaciones en el apéndice AJ. A 
continuación también como etapa intermedia se encuentra el bloque 
amplificador, que consiste en un arreglo de componentes, basado tam-
bién en un amplificador operacional TL074. Después de pasar por tres 
etapas, la senal es enviada a un multiplexor, donde se hará una se· 
lección entre la oenal de -presión y esta. El hab1litamiento del mul-
tiplexor se hará por medio del software grabado en el #CU. Después de 
la selección, la seffal pasa al #CU con un nivel apropiado para poder 
ser manejada por la rutina incluida dentro del programa general, que 
se encuentra grabado dentro de la memoria EPRO# del #CU. 
En la figura 3.14, se muestra el diagrama electrónico que se em· 
pleó para la implementación de las etapas sensora e intermedias entre 
el transductor de temperatura y el #CU. Estas etapas ya fueron men 
82 
Variables 11 Rcghtrar 
Medidor de Teitperatur• 
clonadas en la descripción del diagrama de bloques (figura 3.13). 
Figura 3.14. Diagrama electrónico de la etapa 
sensora de temperatura. 
CAPITULO 111 
En el diagrama electrónico se observa la etapa transductora del 
L#35C con las alimentaciones que sugiere el fabricante para obtener 
una salida apropiada y para el funcionamiento correcto del transduc-
tor. Como siguiente etapa, la del circuito sumador, donde el voltaje 
que entrega el sensor y que es proporcional a la temperatura ambien-
tal, se suma con un nivel de voltaje fijo de +200 mV. Esto se hace 
con el fin de convertir en positivos los voltajes negativos obtenidos 
del transductor y que corresponden a temperaturas bajo cero, ya que 
el #CU solo acepta voltajes positivos en el rango de O a 5 V. Esta 
etapa se disenó por medio de la adaptación de un circuito sumador 
básico, cuyo diagrama se muestra en la figura 3.15. Posteriormente se 
pasa a la etapa amplificadora, en la que se amplifican los voltajes 
obtenidos de la etapa sumadora, asegurando de tal forma la obtenclór 
83 
CAPITULO 111 
Temperatura 
de niveles de voltaje entre O y 5 V a la entrada del MCU. Esta etapa 
se implementó en base a un circuito amplificador no inversor básico, 
cuyo diagrama se muestra en la figura 3.16. 
Ri 
vel A 
Ya 1 VEL + VEZ 
    
  
Figura 3.15. Diagrama de un circuito sumador básico. 
Dentro del diagrama electrónico se encuentra una etapa sumadora 
o de offset, la que se implementó en base al circuito sumador básico 
(figura 3.16) y con la ayuda de su ecuación, se logró la adecuación 
apropiada para este proyecto. Basados en este circuito sumador, se 
implementó la etapa sumadora, en la cual, se añadió un nivel de 1V 
de offset, que elevará el voltaje de O V que es entregado por la 
etapa sensora y amplificadora y que correspondería a 0*C, pero como 
el MCU no maneja voltajes negativos y el £M35C cuando sensa tempera- 
turas negativas, envía voltajes negativos, a razón de J0Q mY por Cada 
*€  registrade. De esta forma al sumarles a todos los voltajes que 
lleguen a esta etapa, un offset de ] Y, tendremos un rango de 0 Y a 
1 V para manejar voltajes negativos y a su vez temperaturas del mismo 
signo. 
84
Y•rlables • R..;lstr•r 
Medidor et. T~nture 
P1 LO 1 
e i eles  ltaje tre       tr da el HCU. sta t a 
 l entó  ase   uito plifi ador o ersor ásico, 
yo a  uestra   ra . 6. 
"' 
.,,.~ __ ,_ __ .... 
v.. ~1 + \.E2 
i ura . 5. i r a e  i uito ador sico. 
entro el a t nico  cuentra a t a adora 
 e ffset,  e  pl entó  ase l i uito ador ásico 
ra . 6)  n  da e  ación,  ró  cuación 
ropiada ra te royecto. asados  te uito ador,  
I pl entó  a adora,   al,  nadló  i el e  V 
e ffset, e ará l ltaje e   e s t ado or  
a sora  plifi dora  e s onderia  o•c, ero o 
l #   aneja ltajes gativos  l L#  do sa t pera-
ras egativas, via ltajes egativos,  ón e 10 V or c a 
•e reg a. e sta a l arles  os s ltajes e 
le en  sta t pa,  ffset  V, os  go e O V 
  ra anejar ltajes egativos    ez peraturas el is o 
o. 
 
Variables a hgl&trar CAPITULO 111 
Medidor de Ten¡>eratura 
La salida entregada por el amplificador operacional de la etapa 
amplificadora, va a una de las entradas de un multiplexor LH14053, la 
cual se habilita con un nivel alto (5 volts). La entrada que se habi-
lita con un nivel bajo (O volts), es utilizada por el medidor de 
presión, ya que las partes sensoras de temperatura y presión compar-
ten la entrada de convertidor A/D, puerta D entrada PDz. 
v. • [••!!f-] v. 
R1 
Figura 3.16. Circuito amplificador básico 
en configuración no inversora. 
Ya una vez multiplexada la senal de temperatura, es llevada a la 
entrada PDz, que es una de las entradas al convertidor A/O. 
En la memoria EPRD# del #CU se tendrá grabado todo un programa, 
donde se toma en cuenta lo siguiente: 
Una vez que es registrada la temperatura en el transductor y 
agregado el voltaje de offset, además de ser amplificado este voltaje 
y ser habilitado el multiplexor con 5 volts, que serán enviados por 
una señal de nivel alto que saldrá del puerto PC1, la señal entrar2 
85 
varlabln • Revistr•r 
Medidor de Tenperatura 
CAPITULO 111 
por el puerto PD2 del convertidor A/O, y será iniciada la conversión, 
lo que se llevará a cabo (toma de lectura y conversión) JO veces, 
para después obtener un promedio. El resultado de este promedio será 
multiplicado por un factor que se obtuvo, para poder determinar el 
resultado en grados centígrados y ser enviado al display. 
Ni...,•l dm1 C. A/O ºe 
"·· ............ ~... ..~ 
4 ................... ~ .................... ~ 
:t ........•••...•••..•. ,1.§>J ..•••.•••••••••.•• --~ 
z .. ................... .!.~ .................. --~-
J. •• •••••••••••••••••••••. ~i.. .•••.•••••••••••• •. !01. •• 
Figura 3.17. Niveles de voltaje en función de la temperatura, 
para el circuito del medidor de temperatura. 
Los resultados obtenidos deberán caer en un intervalo de O a 5 
volts, los que a su vez equivalen a temperaturas entre -2o·c a +so·c, 
de acuerdo a lo que se muestra en la gráfica de la figura 3.17. 
86 
24
 
CAPITULO 111 
Humedad 
111.b. MEDIDOR DE HUMEDAD 
La humedad es comunmente expresada por alguno de los siguientes 
términos: 
Humedad Absoluta, es la cantidad de vapor de agua contenida en una 
muestra de aire. 
Humedad Relativa, es la relación de la humedad absoluta a la cantidad 
de vapor de agua contenida en el aire bajo condiciones de satu- 
ración, es decir, a la máxima humedad absoluta posible. Se ex- 
presa usualmente como un porcentaje y es al respecto la medición 
o dato más comunmente empleado. 
El máximo contenido posible de humedad, se incrementa rapidamen- 
te con la temperatura. El punto de condensación, es la temperatura a 
la que si una muestra determinada de aire se enfría, su humedad rela- 
tiva llega a ser 100%, ocurriendo la condensación del contenido de 
vapor de agua de la muestra. Existen tablas como la mostrada en la 
figura 3.18, denominadas psicrométricas, que relacionan el punto de 
condensación, con la humedad relativa y la humedad absoluta. 
£l punto de condensación es obtenido frecuentemente con pequeños 
aparatos, en los que la muestra de aire es enfriada hasta que se 
produce la condensación, registrando entonces la temperatura en que 
esto ocurre, pudiendo emplear para tal propósito dispositivos eléc- 
tricos o electrónicos para la medición de temperaturas. 
87
Varlab\et. • Registrar 
Medidor de H~ 
1.b. EDI OR E EDAD 
c: PI \JLO 1 
a edad s unmente resada or no e s ientes 
inos: 
u•edad bsoluta, s  ti ad e por e ua ntenida  a 
uestra e ire. 
u•edad elativa, s  i n e  edad soluta   ti ad 
e por e ua ntenida  l ire ajo ndiciones e tu-
ión, s ecir,   áxi a edad soluta osible. e -
resa al ente o  rcentaje  s l ecto  edición 
 ato ás unmente pleado. 
l m~ximo ntenido sible e edad,  enta l en-
 n  peratura. l nto e densación, s  peratura 
 e i a uestra t inada e ire  fría,  edad la-
a a  r , urri do  densación el ntenido e 
por e ua e  uestra. Exisl~n tabla~ co~~  ostrada n  
ra .JB, inadas si ro•étricas, e i an l nto e 
densación, n  edad l ti a   edad soluta. 
El nto e densación s tenido t ente n ueños 
aratos,  s e  uestra e ire s fri da asta ue e 
r duce  densación, i t do t nces  peratura n e 
sto cu re, diendo plear ara l r pósito i ositi os l c-
s  t nicos ara  edición e peraturas. 
 
Varlabtn • Aegl•tror 
Hcdfdor de Muredad 
Peto da qpor da agua en 1 lb da aire .OC.01ltDnos 
Q 
Q 
Figura 3.18. Ejemplo de tabla psicrometrica. 
88 
CAPITULO Jll 
V•rt.bles. Re;latr•r CAPITULO 111 
Medidor de iUnedad 
Varios materiales presentan cambios en sus propiedades eléctri· 
cas debido a la humedad del medio ambiente en que se encuentran. Este 
tipo de materiales se emplean frecuentemente en transductores, llama-
dos higr6•etras, diseñados y calibrados para leer directamente la 
humedad relativa. 
Tipos de Transductores de Hu•edad Relativa 
- Higrómetro Resistivo 
Algunas sustancias químicas, entre las que se encuentran sales 
minerales y derivados del petróleo, presentan el comportamiento antes 
descrito, por lo que se denominan higroscópicas. La propiedad eléc-
trica que varia en este caso debido a la humedad del medio, es su 
resistividad. 
humedad 
,.______ incremento en 
resistencia ~ 
Figura 3.19. Esquema de un higrómetro resistivo. 
89 
di CAPITULO 111 
Estas sustancias se emplean para recubrir alambres o pares de 
electrodos, obteniendose para tales dispositivos variaciones en re- 
sistencia eléctrica en rangos tan amplios como 10% a 10% ohms, para 
cambios de humedad del 100% ai 0%, lo cual causaba en el pasado, que 
fuera poco práctico emplear un solo elemento para operar en todo el 
rango de posibles porcentajes de humedad relativa. En lugar de ello, 
se empleaban varios elementos, cada uno de ellos con la intención de 
ser utilizado en un rango determinado, y previendo el empleo de dis- 
positivos de conmutación. Sin embargo en la actualidad, debido a los 
avances obtenidos en los circuitos electrónicos tanto analógicos como 
digitales, se cuenta con la posibilidad de aprovechar mejor este tipo 
de transductores a pesar de la problemática antes mencionada. 
La resistencia resultante, que es proporcional a la humedad 
relativa, se mide por medio de un puente de Wheatstone o de una com- 
binación de mediciones de corriente y voltaje. 
Deberá tomarse en cuenta, que no es conveniente que la mayor 
parte de la circuitería descrita sea expuesta a condiciones de alta 
humedad relativa (cercana al 100%), pues la posible condensación 
resultante podría dañar o causar malfuncionamiento del dispositivo. 
También deberá preveerse que el equipo tendrá que operar en condicio- 
nes de temperatura constante o en caso contrario realizar correccio- 
nes por variación de la temperatura, con Jo que se obtienen precisio- 
nes del orden de 22.5% a 11.5%. Los tiempos de respuesta típicos son 
de unos cuantos segundos. Este es el tipo más común y usual de higrá- 
metros electrónicos. 
90
,). 
V•l"'iabln a Registrar 
Medidor de H~ 
CAPITULO 111 
stas st ncias e plean ara brir l bres  ares e 
l t dos, t ie dose ara t les is ositivos ri ciones e  e-
i cia l trica  gos t n plios o 04  08 ms, ara 
ca bios e edad el JOOX l , l  al saba e  l asado, e 
f era oco ráctico plear  lo l ento ara erar  t o l 
r go e sibles rcentajes e edad l tiva. [  l ar e llo, 
 pleaban rios l entos, a o e ll s n l  i ción e 
r tili o   go t inado,  evie do l pleo e is-
siti os e utación. in e bargo e  l  t alidad, bido a l s 
ances tenidos  l s i uitos l nicos t to alógicos o 
i itales,  enta n l  sibili ad e r vechar ejor ste ti o 
e t uctores  esar e l  r le ática tes encionada. 
a si t cia s ltante, e s oporcional  l  edad 
l tiva,  ide or edio e  ente e heatstone  e a -
i ación e ediciones e rriente  oltaje. 
eberá t arse  enta, e o s veniente e l  ayor 
arte e  i uiteria escrita a puesta  ndiciones e lta 
edad l ti a ( r ana l 0%), es la sible densación 
ltante odria da~ar  sar alf nctonamiento el i ositivo. 
a bién berá r v erse e el uipo t drá e erar e  ndicio· 
es e te peratura c stante  e  c so trario alizar rre cio-
es or riación e l  te peratura, c n l  e se tie en recisio-
es el r en e :!:Z.   :!:J.5 . os tie pos e uesta tí i os n 
e os antos undos. ste s l ti q ás ún  sual e i rd· 
etros l t nicos. 
 
_ 
- CAPITULO 111 
- Higrómetro Capacitivo 
Algunos materiales higroscópicos, presentan variaciones en su 
constante dieléctrica debido a los cambios de humedad del medio am- 
biente en que se encuentran. Un caso especial de ello es el aire, en 
el cual la presencia de vapor de agua, cambia la constante dieléctri- 
ca de esta mezcla. 
humedad 
MONO ds 
 
    
 
incremento en 
. capacitancia 
—> 
Figura 3.20. Esquema de un higrómetro capacitívo. 
En cualquiera de ambos casos (algún material específico o el 
altre), los cambios son pequeños y la variación en capacitancia es 
generalmente medida incluyendo a tales elementos como los determina- 
dores de la frecuencia de un circuito oscilador. Modulando dicha 
variable dependiente de la humedad, con una frecuencia patrón 
estable, y midiendo la diferencia entre ambas, se llega a determinar 
a Ya humedad relativa. El tiempo aproximado de respuesta de un disposi- 
tivo de este tipo es de ] segundo. 
91
Varl•b\es • Registrar 
Medidor de H~ 
igrómetro apacitivo 
WITU  111 
l unos ater1ales 1groscóp1cos, resentan 1ac1ones  s  
nstante i l ctrica bido  l s bios e edad el edio a -
i nte  e  cuentran. n so ecial e llo s l ire,  
l al  r sencia e por e ua, bia  nstante i léctri-
 e ta ezcla. 
edad 
"' """ '\. 
º8 1 ento _____..,. 
acitancia 
i ura . 0. s e a e  i 6 etro pacitivo. 
n alquiera e bos sos n aterial ecifico  l 
i ), s bios  uenos   riación  acitancia s 
eral ente edida i l do  les l entos o l s t 1na-
ores e l  f encia e  i uito scil dor. odulando i a 
riable endiente e l  edad,  a f encia atrón 
t ble,  idiendo l  if r ncia tre bas,  ll a  t r inar 
l  edad l tiva. l tie po i ado e uesta e  i osi-
o e ste o s e undo. 
l. 
V•rl.bles • litegbtrar 
Medidor de 1tUrWdad 
- Refractómetro de Microondas 
CAPITULO 111 
Para efectuar mediciones de alta precisión, se emplean sistemas 
consistentes en dos cavidades, cada una de ellas acoplada a un osci-
lador klystron. Una cavidad contlene alre seco y la otra la mezcla de 
la que se pretende obtener su humedad relatlva. El cambio de la cons-
tante dieléctrica, producto del contenido de vapor de agua en la 
mezcla, hace que varie la frecuencia de uno de los osciladores. Por 
medlos electrónicos se reallza la medición de la diferencia de las 
frecuencias producidas por ambos osciladores, y en base a ella se 
determlna la humedad relativa de la muestra. La complejidad de los 
dispositivos empleados impide el uso de este método, excepto en si-
tuaclones muy especlales. 
- Higrómetro de Oxido de Aluminio 
Una capa de óxido de aluminio sobre aluminio anodizado, presenta 
ante variaciones de la humedad ambiente, cambios tanto en su constan-
te dieléctrica, como en su resistividad. Aprovechando tales caracte-
rísticas de este compuesto, se construyen higrómetros que emplean la 
base de aluminio como un electrodo, formando otro electrodo al depo-
sitar una capa muy delgada de otro metal (generalmente oro), sobre el 
óxido de aluminio. Este delgado electrodo es poroso a la mezcla aire-
vapor. Los cambios resultantes en resistividad y capacitancia, llevan 
a un complejo cambio en la Impedancia, el que es medido por medio de 
un puente o método similar. Los errores obtenidos son menores al 3% y 
92 
eo CAPITULO 111 
Humedad 
los tiempos de respuesta de aproximadamente 20 segundos. Las varia- 
ciones de ¡impedancia son grandes, pero a menudo solo un elemento 
sensor es necesario para cubrir el rango de variación de la Rumedad 
relativa, Este típo de higrómetro se esta convirtiendo rapidamente en 
un componente importante de Jos sistemas electrónicos relacionados 
con la medición de humedad. 
- Higrómetro de Cristal 
Algunos cristales son higroscópicos y otros pueden ser cubiertos 
por capas de sustancias de este tipo. Los cristales son empleados 
como elementos determinadores de frecuencia en osciladores electróni- 
cos. Esta caracteristica es muy útil cuando se requiere telemetría, 
pues el rango de frecuencia puede elegirse como la frecuencia de 
telemetría por emplear. 
Selección del Transductor a Emplear 
De entre las clases de transductores descrítos, se eligió para 
el proyecto uno del tipo resistivo; el PERC-11 HD de Phys-Chemical 
Research Corporation, debido a su costo relativamente bajo y a que 
cubre el rango total de posibles valores de porcentaje de humedad 
relativa. Este transductor es un copolimero estiíreno quimicamente 
tratado, cuya resistividad en su capa superficial varía con la hume- 
dad relativa. Debido a que la parte del sensor sensible a la humedad 
93
Ver\eblea e Re--¡tstrar 
Ht!dldor ~ UIW!dad 
PI LO 1 
s ie pos e uesta e adamente 1  undos. as aria-
i nes e im ancia n r ndes, ero  enudo lo  ento 
sor s cesario ara brir l go e ri ción e  h edad 
l tiva. ste i o e i etro  sta nvirti do l ente  
 ponente portante e l s as t nicos ados 
n  edición e edad. 
igrómetro e ristal 
lgunos ri t les n i r scópicos  tr s eden r biertos 
or pas e st ncias e ste o. os ri t les n pleados 
o entos t inadores e encia  scil ores l tróni-
s. sta racteristica s uy til ndo  uiere etría, 
es l go e encia ede l irse o  encia e 
etria or plear. 
olecclón el ransductor  plear 
e tre s l ses e uctores escritos,  li ió ara 
l r yecto o el o sisti o; l CRC- 1 O e hys- hemical 
esearch orporation, bido   sto iv ente ajo  e 
bre l go tal e sibles alores e rcentaje e edad 
l tiva. ste uctor s  oll ero stir o l ica ente 
o, ya i t i ad   pa perficial aria n  e-
ad l tiva. ebido  e  arte el sor sible   eda¿ 
 
- : CAPITULO 111 
le Humedad 
se encuentra en su superficie, se obtienen tiempos de respuesta razo- 
nablemente cortos (del orden de segundos). 
-- PHYS-CHEMICAL RESEARCH CORP. 
PORC-11HD 
SENSOR DE HUMEDAD RELATIVA 
  
CURVA DE RESPUESTA ESTANDAR 
  
  
RE
SI
ST
EN
CI
A 
EN
 
OH
NS
 
  
   PA ni... de A . 4 
10 20 50 50 ” 30 90 100 
HUMEDAD RELATIVA EN FORCENTAJE 
Figura 3.21. Variación de la resistencia del transductor de 
humedad relativa, ante los cambros de esta variable. 
El comportamiento de este dispositivo con respecto a la humedad 
relativa del medio ambiente en que se encuentra es del tipo lTogaríit- 
94
Yarlabln a Re¡lstrar 
Medidor de~ 
PI LO 111 
 entra  ~u perficie,  ti en e pos e uesta zo-
l ente rtos el r en e undos). 
PHYS-CHEHICAL CH RP. 
\.~ ... ~~ C C-11 D 
S R E EDAD TI A 
: __ ;;.=::.-.:=-:::=::~CURVA DE RESPUESTA ESTANCAR 
--\--· --·-····--:-.,- RESISTENCIA-HUMEDAD RELATIVA 
9 ~ --- . ····-----· 
@ 25ºC V 60 Hz 
~ :------·--~----·-
--------- --···· _._· -~-----:~-- :_J 
---1 
--··-------. 
'-·-. --·· ---·----'---·---- - ---·- ---
--·-··--------- -- __ . _ _:_:_:_.. __ : ________ ..-:..._. _ __: _____ _ 
i ura . 1. ariaci6n e  i t cia el uctor e 
edad l tiva, nte s bios e sta riable. 
l portamiento e ste i ositivo n ecto   edad 
l ti a el edid biente  e  cuentra s el o o arlt-
 
Variables e Registrar 
Medidor de HU!ll!dad 
CAPITULO 111 
mico, tal como se muestra en la figura 3.21, en donde se puede obser-
var que la respuesta del transductor se puede descomponer en una 
porción recta y otra curva sobre una trama semilogarltmica. 
El segmento de recta en el rango de valores de humedad relativa 
de 0% a 28% y el de curva de 28% a 100%, cubriendo cuatro décadas de 
valores de resistencia para el transductor (de J Kohm a 10 Mohms). 
Del mismo gráfico, se aprecia que el funcionamiento del trans-
ductor con un error del JX se garantiza dentro del rango de 15% a 90% 
de valores de humedad relativa. Para el diseño desarrollado, se con· 
sidera la respuesta del transductor a valores menores a 15% y mayores 
a 90% de acuerdo a las porciones de recta y curva antes mencionadas, 
por lo que deberá tomarse en cuenta una reducción en la precisión del 
instrumento para tales valores. Sin embargo, también debe notarse que 
estos valores de humedad relativa se presentan en un bajo porcentaje 
en la troposfera. 
Para el caso d~ la República Mexicana, la experiencia de obser-
vaciones realizadas continuamente a lo largo de 10 aftas en 46 esta-
ciones meteorológicas de 28 estados (no se incluyeron los estados de 
México, Horelos, Tabasco y Tlaxcala}, llevó a obtener los promedios 
mensuales de humedad relativa por estación (un total de 552), de los 
que solamente 3 fueron menores al 15% y ninguno mayor al 90% (ver 
tabla 3.1). 
95 
Verlabln e Registrar 
Medidor de HU'l'ltdod 
CAPITULO 111 
De lo anterior se obtiene, que solo alrededor del 0.6% de los 
registros promedio para México, estuvieron fuera del rango de humedad 
relativa garantizada con 1% de ~rror para el transductor elegido; lo 
que nos da idea del bajo porcentaje esperado de lecturas con menor 
precisión para esta variable, que se obtendrían con el aparato cuyo 
diseno se reporta en este trabajo. 
ESTADO ESTACIOH M E S 
METEOROLOGICA FEB HAR ABR HAY 
CHIH NVO CASAS GDES 13 lZ 
JAL HUEJUCAR 14 
humedad relativa entre 15% y 90% 
TABLA 3.1. Promedios mensuales de humedad relativa 
menores al 15% y mayores al 90%. 
En la hoja de datos técnicos elaborada por el fabricante del 
transductor de humedad relativa elegido (ver apéndice A), adicional-
mente a la curva de respuesta est~ndar, se da la ecuación que descri~ 
be de manera aproximada dicho comportamiento, expresada en dos formas 
distintas: 
La resistencia del transductor en función de la humedad rela-
tiva del medio ambiente. 
La humedad relativa en función de la resistencia del trans-
ductor. 
En nuestro caso empleamos la segunda de estas formas, para el 
diseno del algoritmo que utilizaremos para determinar la humedad 
relativa. 
96 
variable. • Regiatrar-
Medldor de )k.-dad 
Dicha ecuación es: 
en donde: 
HR • A/Ln R, + B 
A • 1150 
B • -66.7 
... (3.1) 
R, • impedancia del transductor en ohms 
HR - humedad relativa en r. 
CAPITULO 111 
Como se verá más adelante, es conveniente para nuestros propósi-
tos expresar las fórmulas del comportamiento del transductor emplean-
do logaritmos decimales en lugar de naturales, por lo que aplicaQdo 
la igualdad: 
LnRt • Ln!O X 1 og 10R, 
se puede expresar 1a ecuación 3.1 como 
HR • (1150/Lnl0)/log 10R, - 66.7 
Sin embargo, al efectuar comparaciones de los valores obtenidos 
por medio de esta ecuación contra los registrados en la gráfica de la 
curva de respuesta cstándJr, :e obtiene un ajust~ muy pr~ciso para 
valores de humedad relativa del 28% hacia arriba, mientras que por 
debajo de este valor el ajuste no es tan bueno (ver apéndice 8), por 
lo que se prefirió modelar este rango por medio de una recta sobre la 
trama semilogarftmica apoyada en los siguientes puntos de intersec-
ción: 
HUKEDAD RELATIVA 
o r. 
28 r. 
RESISTENCIA DEL TRANSDUCTOR 
lxl07 ( 10 Hohms) 
2xlD5 (200 kohms) 
97 
- - CAPITULO 111 
boo — Humedad 
De lo anterior y de acuerdo al procedimiento seguido en el apén- 
dice C, para la obtención de la ecuación de la recta que describe el 
comportamiento del transductor para los valores de 0% a 28% de hume- 
dad relativa, se determinan las ecuaciones a emplear para los rangos 
de humedad relativa mencionados, siendo las siguientes: 
ECUACION EMPLEADA 
HR = 28 x (l0910R,-7)/(109102-2) 2... (3.2) 
28% a 100% HR = (1150/L,10)/109;,0R; - 66.7 ... (3.3) 
RANGO DE 
HUMEDAD RELATIVA 
0% a 28% 
Como se describe más adelante, al tratar sobre el diseño del 
software para la medición de humedad relativa; por medio de la combi- 
nación de estas ecuaciones, con la que define el voltaje de salida 
del circuito externo al NCU para el medidor de humedad relativa 
(3.17) y la que relaciona este voltaje con el nivel digital obtenido 
por el convertidor A/D del NCU (3.18), obtendremos las ecuaciones 
para ambos rangos de humedad relativa (3.21) y (3.23), que nos servi- 
rán para crear el algoritmo de transformación de niveles digitales en 
el registro de medida del convertidor A/D al valor de humedad relati- 
va que deberá mostrarse a través del display. 
Una consideración importante para el diseño del circuito que 
permita la medición de esta variable por medio del transductor selec- 
cionado, es que a través del sensor no deberán pasar componentes 
significativas de corriente directa. Por ello el dispositivo deberá 
ser excitado por una señal de AC sin componente de directa, para 
evitar migración electroquimica en detrimento de su funcionamiento. 
98
·....,'J 
Yarlnblff • Re-;l•trar 
Medidor de H~ 
PI LO 1 
e  terior  e erdo l edi iento uido  l én· 
i e , ara  t nción e  ación e  cta e scribe l 
portamiento el uctor ara s lores e    e e-
d l tiva,  inan s aciones  plear ra s gos 
e edad l ti a encionados, do s ientes: 
GO E 
EDAD TI A 
o %  % 
 %  % 
ACI H P DA 
R •   { og 10 ,· )/{log 102-2) 
R • {llSO/ 0 10)/log 10R, . 7 
. ) 
. ) 
o  scribe ás elante, l tar bre l i o el 
ft are ara  edición e edad l ti a; or edio e  bi-
ción e tas aciones, n  e fine l ltaje e li a 
el i uito t rno l #  ara l edidor e edad l ti a 
. 7)   e i na ste ltaje n l i el i ital t nido 
or l nvertidor /O el #  . 8), t r os s aciones 
ara bos gos d~ edad olotira . 1)  . 3), e s rvi-
n ara r ar l ri o e ra ación e i eles i itales  
l istro e edida el nvertidor /O l alor .e edad lati· 
a e berá ostrarse  és el i lay. 
na si eración portante ara l i o el i uito e 
r ita  edición e sta riable or edio el uctor l c-
ado, s e  vés el sor  erán sar ponentes 
ifi ati as e rriente ir cta. or ll  l i ositi o berá 
r cit do or a ñal   i  ponente e ir cta, ara 
itar igración í ica  t ento e  i a iento. 
 
Y•dables a Re;latr•r 
Medlcb"' dil' Hi..-dlrd 
Disefto del Circuito Externo al MCU 
Descripción del Diagrama de Bloques 
CAPITULO 111 
El concepto elegido para Integrar este transductor al equipo 
objeto de este trabajo, es el que se muestra por medio del diagrama 
de bloques de la figura 3.22. 
~ '""-lT:tCRDOR RECTlnCUXlfl 
~ DE PREClB:l:ON '""-"""""""' 
00:"""' 1-< 00:~ 1-< 00:"""' 
_, 1-< " e 
LO<Ml:Tl<XCO 
OSOQ)O -.., ""'9'1.LTA 
1 1 
Figura 3.22. Diagrama de bloques del circuito para 
medición de humedad relativa. 
u 
El primer bloque es un oscilador balanceado de onda c~adrada, 
que producirá una salida muy estable y precisa en sus voltajes extre-
mos de ±5 V, con un ciclo de trabajo del 50%, frecuencia de operación 
aproximada de 60 Hz y baja impedancia de salida. En esta parte del 
circuito, no es muy importante el control en la frecuencia de salida, 
sino más bien en los niveles de voltaje (que serán la variable eléc-
99 
V•rhbles 11 Re-glstr•r 
Medidor de Hulledlld 
CAPITULO 1 ti 
trica proporcional a la humedad relativa) y en el porcentaje del 
ciclo de trabajo, ya que la senal que aqui se genera, alimentará al 
transductor y deberá excitarlo como antes se dijo, sin componente de 
OC, de acuerdo a especificaciones del fabricante. 
El siguiente bloque, es un a•plificador de ganancia variable, 
del que forma parte el transductor de humedad relativa, como elemento 
varlador de la ganancia. Los cambios de humedad relativa en el medio 
ambiente, se reflejarán en este bloque, como una variación logaritmi-
ca proporcional a su ganancia, lo que afectará obviamente al voltaje 
pico a pico de la senal de onda cuadrada. 
Debido a la amplia variación del valor de la resistencia eléc-
trica del transductor (causada por su respuesta logaritmica), así 
como a la diferente ecuación que define la respuesta del mismo en los 
rangos de OX a ZBX y de ZBX a 100%, es conveniente que la variación 
de la ganancia en función de la humedad relativa, para este bloque, 
sea discontinua de acuerdo a los rangos ya menc1onados, pues de no 
hacerlo asl se obtendrlan ganancias entre 2 y ZxlO~. 
Dicha discontinuidad, se logra a través de una linea de control, 
proveniente del #CU, que opera como una realimentación del sistema y 
que conmutará elementos que definen la ganancia del bloque (ver figu-
ra 3.22.), de acuerdo al rango de humedad relativa existente en el 
medio ambiente, obteniendo las siguientes variaciones en la ganancia. 
para 
y para 
0% < HR < 28% 
28% < HR < 100% 
lOO 
0.04 < G < 
O.O!<G< 
V•rlables e Reglst,..,. 
Medidor de Hl.ftld8d 
CAPlfULO 111 
De esta manera, el nivel minimo de voltaje de salida para este 
bloque, será de aproximadamente ±50 mV, en contraste con ±J mV que se 
obtendría de no causar la discontinuidad mencionada. 
El tercer bloque, es un rectificador de precisi6n de ond• co•-
p1eta. En esta etapa, se busca rectificar y filtrar los niveles de 
voltaje tanto positivos como negativos de la salida del bloque ante-
rior. Para ello deberán tomarse en cuenta los bajos niveles de volta-
je de entrada que pueden esperarse (mucho menores al voltaje de pola-
rización de un diodo), por lo que la rectificación realizada deberá 
ser de precisión. 
Por último se emplea un a•plificador logarítmico, con el fin de 
llnealizar (aunque no por completo), la respuesta del transductor. No 
obstante se logrará "comprimir" los niveles de voltaje obtenibles 
la entrada del #CU. Dicha linealización pudo haberse realizado dentro 
del #CU por software, pero se eligió hacerlo de la forma aquí descri-
ta a fin de ahorrar espacio de memoria y evitar el empleo de algorit-
mos complejos. 
La salida de este bloque, que será un voltaje "logarftmicamente 
tratado" e inversamente proporcional al voltaje de entrada, se ali-
menta a uno de los puertos del convertidor analógico/digital del #CU, 
dentro del cual, a través del software desarrollado con este propósi-
to y por medio del display conectado al #CU, se obtendrá el valor de 
humedad relativa correspondiente. 
101 
Descripción de los Circuitos 
Á continuación, se describen cada uno de los circuitos emp 
para implementar los bloques recién enumerados, explicando su 
ción y detallando los componentes que los integran. 
- Oscilador Balanceado de Onda Cuadrada. 
El circuito básico elegido para formar este bloque, es un 
lador: astable, cuyo diagrama puede observarse en la figura 
construido en base a un amplificador operacional de entrada FET 
TLO74, hoja de datos técnicos en el apéndice A). 
  
  
sl 
Figura 3.23. Circuito básico para el oscilador 
balanceado de onda cuadrada. 
CAPFTULO 111 
lTeados 
opera- 
osci- 
3,23, 
(1/4
V•rl•bles • Reglstnl" 
Medidor de~ 
escripción e s ircuitos 
PI LO 1 
A ti uación, e escri en a o e s uitos ple os 
ara ple entar s l ues cién erados, li do  era-
i n  t ll do s ponentes e s ran. 
scilador al nceado e nda uadrada. 
l i uito ásico ido ara ar ste l que, s  sci-
or· t ble, yo a ede servarse   ra . 3, 
nstruido  ase   plificador eracional e tr da T 1  
l074, oja e atos icos  l éndice ) . 
i ura . 3. 
... 
ircuito sico ra l scil dor 
l ceado e da drada. 
102 
Varfebl- a Registrar 
Medidor de Hi.meded 
CAPITULO 111 
Este circuito oscila permanentemente debido a la comparación del 
voltaje diferencial de entrada al amplificador operacional, cuya 
entrada no inversora se encuentra al potencial de referencia estable~ 
cido por el divisor de voltaje formado por R9 y R10, que varia entre 
un valor positivo y otro negativo de igual amplitud, proporcionales a 
la relación R1r;/(R9+R1oJ, mientras que se establece una corriente 
través del lazo de realimentación R,¡;1, cargando y descargando alter-
nativamente al capacitar. 
La frecuencia de oscilación del circuito está determinada tanto 
por los valores R,¡;1 , como por la relación R1ol(R9+R1oJ, en tanto que 
los niveles de voltaje a la salida del circuito, variarán entre v:., 
Y v;..t. 
Debe tomarse en cuenta que el voltaje de salida de este circuito 
será la variable eléctrica a emplear como señal de excitación al 
tr•nsductor, por lo que los voltajes de alimentación al amplificador 
operacional (±12 volts), deberán ser suficientemente regulados, de 
manera que no presenten variaciones significat1va~ qua afecten los 
niveles de voltaje de saturación a la salida de este dispositivo. 
Además la respuesta de este circuito integrado en sus voltajes de 
saturación a variaciones en temperatura y carga es de alrededor de 
±0.5 volts (ver figuras 6 a 11 de la hoja de datos correspondiente 
en el apéndice A). 
El problema referente a la carga se solucionó agregando un am-
plificador operacional (UlB, 114 TL074) entre el oscilador y la carg<. 
103 
V•rfabln. •e-elurar CAPITULO 111 
Medidor dm lh.ftedld 
en configuración de seguidor, lo que además proporcionará baja impe-
dancia de salida al bloque. Sin embargo la estabilidad respecto a un 
valor predeterminado en el nivel de voltajes extremos de salida, debe 
mejorarse y a la vez controlar su variación debido a cambios en la 
temperatura ambiente. Es por ello que se adiciona al circuito una 
fuente de corriente constante y compensada por variaciones en la 
temperatura (U3, L/1234, hoja de datos técnicos en el apéndice A), 
entre la terminal de salida del amplificador operacional oscilador y 
la entrada del seguidor (figura 3.24). Debido a que esta fuente es 
unidireccional y se requiere transmitir pulsos positivos y negativos 
al transductor, es necesario colocarla al centro de un puente de 
diodos (UZ, ECG 5332, datos técnicos en el apéndice A); para que se 
produzca tal efecto, según puede deducirse de la figura 3.24 . 
... 
F1 gura 3 .24. 
RlO 
Circuito definitivo para el oscilador 
balanceado de onda cuadrada. 
104 
VGl 
Vartablea a •egtstrar 
Medidor de Hl..nw:dad 
CAPITULO 111 
Como los voltajes de saturación positivo y negativo del amplifi-
cador operacional son de aproximadamente ±10 volts, la caida a través 
de los diodos de aproximadamente 1 volt y la obtenida a través de la 
fuente de corriente en saturación de 2 volts, los niveles máximos 
posibles a la entrada del seguidor y por lo tanto también a su sali-
da, serian de alrededor de ±6 volts, por lo que para dar un margen de 
seguridad, se eligió obtener en estos puntos una señal de onda cua-
drada con voltaje pico a pico de ±5 volts. 
Con el fin de que la corriente de realimentación al capacitar 
sea mucho menor que la que circula por el divisor formado por R9 y 
R10, se elige Ra » R9+R10 y a fin de que la frecuencia de la sei'lal 
cuadrada no sea muy alta (nivel de voltaje de conmutación en entrada 
no inversora cercana al voltaje de saturación), se determina que 
R10 = 10 R9 • 
De lo anterior se obtienen los siguientes valores posibles, que 
serán los empleados: 
Ra • 1 Hohms 
R9 • 120 ohms 
R10 • 1.5 Kohms 
A partir de ellos, se determina el valor de la corriente que 
deberá proveer la fuente de corriente constante a una temperatura de 
zs·c. 
1 - 5/(1.5+0.12) 
1 • 3 mA 
y de acuerdo a las especificaciones del fabricante del circuito men-
cionado (ver hoja de datos técnicos en el apéndice AJ, se obtiene el 
105 
Y•rfabln • Registrar 
Medidor de Huiedad 
CAPIT\JLO 111 
valor de la resistencia externa de calibración de la fuente de co-
rriente constante (R11), para un valor de temperatura de 25ºC, por 
medio de la fórmula: 
I .. , • [227(microV/"K)xT("K)J/R.,, 
y como en nuestro caso entonces: 
R11 • [227xJ0·3x(273+25) j/3 
R11 • 22.5 ohms 
La manera de colocar dicha fuente de corriente constante en esta 
parte del circuito, es sin incluir elementos externos para obtención 
de coeficiente de temperatura cero. Esto se debe a que se aprovechará 
el coeficiente de temperatura de +0.33%/ºC inherente a este disposi· 
tivo, a fin de compensar el correspondiente coeficiente de temperatu-
ra de -0.36%/•c, presente en el transductor de humedad relativa, con 
lo que la dependencia respecto a la temperatura es reducida en más de 
un orden, quedando asf ampliamente disminuida la falta de precisión 
térmicamente inducida en la respuesta del sensor de humedad relativa, 
como componente de error. El valor de -0.03%/ºC así obtenido para el 
coeficiente de temperatura residual, es despreciable en comparación 
con la especificación de precisión del sensor de ±1%. Debido a esta 
compensación térmica, la fuente de corriente deberá m~ntarse fisica· 
mente cercana al transductor de humedad relativa. 
La frecuencia de oscilación del circuito, se pretende que sea 
tal, que no se vea afectada por la respuesta en frecuencia de los 
componentes, por lo que al analizar las hojas de datos para el am· 
plificador TL014, figuras 6, 7 y 8, se ve que la frecuencia de opera· 
ción deberá ser menor a 100 KHz. 
106 
Yarlablea a Registrar 
Medt®r de Hunedad 
WITVlO 111 
Como se contó con la curva de respuesta estándar del transductor 
para operación a 60 Hz, se determinó que la frecuencia de operación 
fuera cercana a dicho valor, de donde se obtuvo que e, debería valer 
O.OJ3 microF. Empleando el valor comercial menor más cercano de O.OJO 
microF, se llegó a una frecuencia de operación de 76.3 Hz. 
- Amplificador de Ganancia Varl~ble. 
Esta etapa del diseno, está basada en un amplificador operacio-
nal (J/4 TL074) en configuración de Inversor. Como es bien sabido, la 
función de transferencia de este circuito es: 
V. • (R,/R 0 ) X V. 
Es Importante resaltar el hecho de que la terminal de R. conec-
tada a la entrada inversora del amplificador operacional, se encuen· 
tra a tierra virtual y si su extremo opuesto recibe una señal balan· 
ceada en voltaje respecto a cero, dicha resistencia se encontrará 
bajo condiciones permanentes de funcionamiento sin componente d~ 
directa. Esto ha sido previsto, de manera que en este sitio sea colo-
cado el transductor de humedad relativa, consiguiendo asf hacerlo 
operar de acuerdo a las condiciones especificadas por el fabricante. 
Como se verá al hablar del ~ltlmo bloque, que es el amplificador 
logarftmico, es conveniente que los niveles de voltaje empleados como 
entradas él, se encuentren dentro de un rango de O JO volts. 
Dicho rango de niveles de voltaje (tanto positivos como negativos), 
107 
Variables • Regiatt'ar 
Medidor de HulledDd 
CAPITULO 111 
se obtiene desde la salida del bloque que ahora tratamos y en vista 
de que el nivel de voltaje máximo posible a su entrada es de ±5 
volts, la ganancia de diseno máxima para él, deberá ser 2. 
Un problema que se enfrentó al diseñar el circuito correspon~ 
diente, fue el amplio rango de valores que adquiere la resistencia 
eléctrica del transductor, de acuerdo a la humedad relativa ambiental 
y por ende, los bajos valores de voltaje de salida que se obtendrian 
de no provocar una discontinuidad en la función de ganancia de esta 
parte del circuito. 
Por conveniencia, se eligió que dicha discontinuidad coincidiera 
con el punto intermedio entre las secciones de recta y curva que 
definen la respuesta del transductor, por lo que se tendrán dos ran-
gos de variación de la ganancia de esta parte del circuito, con res~ 
pecto a la humedad relativa. Parte de dicha variación dependerá del 
valor de una resistencia fija (la de realimentación) para cada uno de 
los rangos y la otra parte del propio valor de la resistencia eléc-
trica del transductor de humedad relativa. 
La conmutación entre los valores de resistencia fija para cada 
rango, se realiza por medio de un multiplexor (113 4053, US) de una 
entrada a dos salidas, el cual es controlado por una senal provenien-
te del #CU, lo que puede observarse en el diagrama de la figura 3.25. 
En la tabla 3.2, se observan los rangos de humedad relativa, los 
correspondientes la resistencia eléctrica del transductor para 
108 
> mr CAPITULO 111 
medición de tal vartable y los valores de la resistencia fija que 
debe emplearse como realimentación del amplificador operacional, a 
fin de obtener la ganancia máxima igual a dos, para los valores mini- 
mos de resistencia del transductor por cada rango. 
  
  
     
  
Figura 3.25. Diagrama del amplificador de ganancia variable 
empleado para la medición de humedad relativa. 
RANGOS DE RANGOS DE RESISTENCIA RESISTENCIA DE 
HUMEDAD RELATIVA DEL TRANSDUCTOR REAL IMENTACION 
> (Kohns) (Kohms) 
MIN MAX MAX MIN 
0 28 10,000 200 400 
28 100 200 1 2 
TABLA 3.2. Resistencia de realimentación de acuerdo 
a los rangos de humedad relativa 
y valores de resistencia del transductor. 
De acuerdo a la fórmula de transferencia de la configuración 
empleada y tal como puede observarse en la tabla 3.2, el valor de la 
109
Verlebles a Registrar 
Medidor de H~ 
PI l.O 1 
edición e l riable  s lores   i t cia  e 
be plearse o entación el plificador eracional, 
 e tener  ancia áxi a al  os, ara s l res íni-
os e i t cia el uctor or a go. 
1161 
i ura . 5. i r a el pl ficador.de nancia ri ble 
pleado ra  edición e edad l tiva. 
GOS E 
EDAD TI A 
(~) 
HI  H X 
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8 
 
0 
GOS E SI CIA 
EL S UCTOR 
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H X HI  
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I CIA E 
AL M CI N 
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0 
 
LA .2. esistencia e l entación e erdo 
 s gos e edad l ti a 
 l res e i cia el sductor. 
e erdo   ula  f rencia e  fi uración 
pleada  l o ede servarse   la .2, l alor e  
 
CAPITULO 111 
he Nhumeciad 
resistencia fija de realimentación, deberá ser el doble del valor 
mínimo de resistencia del transductor en cada rango. 
A Ta salida de este bloque, se obtendrá una forma de onda cua- 
drada, cuyos valores pico a pico, variarán entre +10 volts como máxi- 
mo y 150 milivolts como mínimo. 
- Rectificador de Precisión de Onda Completa 
£n esta parte del circuito, se busca rectificar y filtrar la 
señal cuadrada que se obtiene a la salida del amplificador de ganan- 
cia variable, con el fin de obtener un nivel de voltaje constante, 
cuyo valor sea proporcional (aún en forma logarítmica), a la humedad 
relativa del medio ambiente. 
Debido a la posibilidad de obtener niveles de voltaje muy bajos 
(hasta de 50 milivolts) a la entrada de este circuito, dicha rectifi- 
cación deberá ser de precisión, lo que descarta el empleo de rectifi- 
cación tradicional a base de diodos, pues ello eliminaría los volta- 
jes por debajo de los de encendido del diodo (aproximadamente 0.7 
volts). Además dicha rectificación deberá ser de onda completa, a fin 
de contar en todo momento, con Ja señal cuyo nivel de voltaje es pro- 
porcional a la humedad relativa, y no solamente durante las partes 
positivas del ciclo de la señal que excita al transductor. Es decir 
que ambos medios ciclos del voltaje alterno de entrada, deberán 
transmitirse a la salida, pero convertidos a polaridad positiva y con 
110
Y•riabl• • Regtatr•r 
Medidor de~ 
PI LO 1 
i t cia j  e entación, berá r l ble el alor 
i i o e si cia el s uctor  a go. 
 l  li a e ste l que,  t ndrá a a e da a-
rada, yos l res ico  ico, ri rán tre ±10 lts o áxi-
o  :!:SO livolts o íni o. 
ectifi ador e recisión e nda ompleta 
En sta parte el i uito,  sca tificar  r  
ñal adrada e  ti ne   li a el plificador e nan-
ia ariable, n l  e tener  i el e ltaje nstante, 
o alor a porcional (a~n  a arit lca),   edad 
l ti a el edio biente. 
ebido   sibili ad e tener i eles e ltaje uy ajos 
asta e  lfvolts)   tr da e ste i uito, i ha ctifi-
ción berá r e r cisión,  e scarta l pleo e ctifi-
ción i i nal  ase e i dos, es ll  inarla s olta-
s or bajo e s e endido el i do ada ente .  
lts). de ás i ha ti i n berá r e da pleta,   
e tar  o omento, n l  al yo ivel e ltaje s ro-
rcional   edad l ti a,   ente rante s artes 
siti as el i lo e  ñal e cita l uctor. s ecir 
e bos edios i l s el ltaje l o e entrad~, erán 
itirse   li a, ero nvertidos  lari ad sitiva  n 
 
-- o CAPITULO 11) 
Medidor de huredad 
la posibilidad de rectificar voltajes del orden de los milivolts. 
Finalmente, deberá realizarse un filtrado, para evitar errores de 
lectura durante la transición de la onda de entrada de una a otra 
polaridad. 
Debido a lo anterior, el circuito elegido para formar este blo- 
que, está diseñado en base a los dos amplificadores operacionales UIC 
y UlO (2 x 1/4 TLOZ4), combinados con los dos diodos BD, y Da (2 x 
1N914), Tas cínco resistencias Ri; a Rig (todas del mismo valor) y 
los dos capacitores €, y €y, todo ello interconectado de la manera 
que se muestra en el diagrama de la figura 3.26. 
  
  
RI5 Ri? Asa 
as A AA 
DI ULD 
MT. 2 TU 
RA na. 5 va 
.—= | AT DZ2 e e a 
"oque 
¿e > ”       
Figura 3,26. Diagrama del rectificador de precisión 
de onda completa. 
En la figura 3.27, se muestra el funcionamiento cuando el vol- 
taje de entrada es positivo. El diodo D, conduce, mientras que Dz se 
encuentra en corte, de manera que ambos amplificadores operacionales 
111
varhbles a Re;htnr 
Medtdot'de~ 
P11 LO 111 
 sibili ad e tificar ltajes el r en e s llvolts. 
i al ente, berá li arse  o, ara itar res  
t ra rante  si i n e  da e tr da e a  tra 
laridad. 
ebido  l  terior, l i uito l ido ara f r ar ste lo-
ue, stá l nado  ase  s s plificadores eracionales l  
 lD   14 074), binados n s s i dos 1  02   
9lf), l s i co i t cias ,.  1a as el i o alor)  
s s acltores C2  c., t o ll  I t ectado e  anera 
e  uestra  l a e  ra . 6 . 
••• 
i ura . 6. 
••• 
01 
i r a el ti or e recisi n 
e da pleta. 
n  ra . 7,  uestra l i a iento ndo l ol-
je e tr da s sitivo. l i do 1 duce, ientras e Oz  
cuentra  rte, e anera e bos plificadores eracionales 
 
e a. CAPITULO 111 
Pm —É — medad 
actúan como inversores. 
  
 
  
       
  
Epa 
Re RI? Rie 
Apu 
or 1D lu ute Yos 
ft LO% Pe Pp Se 
Ria A . 
Ed FUERA | AL Vol 
1 TS 
+   
Figura 3.27. Funcionamiento del rectificador de precisión 
con señal de entrada positiva. 
Como la entrada inversora del amplificador UIC está a tierra 
virtual, se establece en Ry una corriente 7, = V./R, que es la misma 
que circula a través de MAys, por lo que: 
Y > Rx 1, 
Yy == Ve 
Al no círcular corriente sabre Ria, la entrada no inversora del 
amplificador UlD, se encuentra a tierra virtual, al tgual que la 4n- 
versora y V¿ -= 0, por lo que la corriente a través de Ry, es: 
la = VR 
que es la misma corriente que circula a través de Rig, de donde: 
Y, >Rxtl 
Y,” Y cuando Y, > 0 
112
varfabtec • tegfatrar-
...Sidol' ~ Mi...a.d 
t an o 1 versores1 
PI LO Jll 
.... "-' 
i ura . 7. uncionamiento el ti or e recisi6n 
n ñal e t da ositiva. 
o  tr da ersora el plificador I  est~  rra 
irtual,  t lece  ,. a rriente 11 • .f , e s  is a 
e i ula  és e R,., or  e: 
V1 • -R X 1 v, • -v. 
l  i ular rriente obre R~,  tr da  ersora el 
plificador lO,  cuentra  rra irtual, l i al e  i -
ersora  r, • O, or  e  rriente  és e 11 s: 
z • .IR 
e s  is a rriente e i ula  és e 18, e nde: 
v •• R X 1, 
v. • v. ndo V~  O 
 
Yarfeblcs • Reoglatrar 
Medidor de H\.ITledod 
CAPll\JlO 111 
En el caso de que el voltaje de entrada sea negativo, el circui-
to se comporta de acuerdo al diagrama de la figura 3.28. 
EL=-V -¡ 
Figura 3.28. Funcionamiento del rectificador de precisión 
con señal de entrada negativa. 
En este caso, el diodo Dz conduce, mentras que o, se encuentra 
en corte. Como la entrada Inversora del amplificador UIC, está a tie-
rra virtual, la corriente a través de Ru es: 
1 • V./R14 
pudiendo además establecerse que: 
1 • 11 + 12 
Ambas entradas al amplificador operacional UJD, se encuentran al 
mismo potencial y debido a que R15 • R11 • R11, se obtiene: 
12 • 21 1 
llJ 
E
 
CAPITULO 311 
1 
e 1 
De lo anterior se cbtíene que: 
V, = Ri Xx 1 
Y- (1/3) Rx 1 
Ya = (1/3) Y, 
Va = Vis Rx 
Y. ds) Y, + (1/3) Rx 1 
Yi (2/3) Ve 
y de manera similar, el potenctal a través de Ryan, es (1/3) Vo, por 
To que Ys =- Ve cuando Ya < 0. 
El valor de las resistencias, se elige, de manera que la co- 
rriente que circule sea pequeña, para mantener bajo el consumo de 
potencia y lograr que estos componentes sean de dimensiones reducí- 
das. 
Seleccionando resistencias con capacidad de disipación de poten- 
cia de 3/4 de watt y conociendo que el máximo valor de voltaje a 
obtener será de 10 volts, se puede establecer la siguiente desigual- 
dad: 
Vx 1 <.« 250 me 
I <= 250/10 
1 <= 25 mA 
Los diodos seleccionados soportan una corríente promedio de 
200 mA y el peor de los casos es que circule 27 a través de D,, por 
To que no existe problema en cuanto a estos dispositivos.
Vad.taln • Rtgfatrar 
Medidor de~ 
y por lo tanto: 
 
1 • 3 11 
l, - (1/3) 
2 • (2/3) 
e  terior  o ti ne ue: 
1 • 15  1 
V1 {l/ )  X l 
v, • (1/3) v. 
v2 • vl + 17 x 1, 
V2 • ( /3) V•  /3)  X I 
v, - (2 ) v. 
PI LO 1 1 
 e anera i ilar, l tencial  t és e 18, s { / } e, or 
l  e ndo Ve  O. 
l alor e s i t ncias,  li e, e anera e  -
i nte e i ule a uefta, ara antener ajo l o e 
tencia  rar e t s ponentes an e i ensiones uci-
as. 
l i ando i t cias n acidad e i ción e ten-
ia e 114 e a t  ociendo e l áxi o alor e oltaje 
tener rá e  lts,  ede t lecer l  i iente sigual-
ad: 
 x • 0 W 
• 0/10 
• ZS A 
os i dos l i ados ortan a rriente edio e 
0 A  l eor e l s sos s e i ule 1  t és e 01 , or 
l  e  iste l a  anto  t s i sit s. 
114 
Yarfabln a Registrar 
Medidor de Huneded 
A fin de obtener un bajo consumo de potencia, se elige 
1 • 1 mA, de donde R • 10 Kohms. 
CAPITULO 111 
Por último, los capacitares entre la salida de UJD y tierra, C2 
y C3 , sirven para filtrar las seffales de alta y baja frecuencia a la 
salida del circuito. Se eligieron los valores de O.J microF para el 
filtrado de alta frecuencia y JO microF para el de baja frecuencia. 
En la figura 3.29, se muestran las formas de onda y la función 
de transferencia de este bloque. 
}\ --· :rl(\ ' -·~•, 
-1~ -1~--1..... ~ 
Figura 3.29. Formas de onda y funcf6n de transferencia, 
para el rectificador de precisi6n. 
- Amplificador Logarítmico. 
La curva de transferencia logarftmica de la unión PN en diodos Y 
transistores, es aprovechada para obtener circuitos, cuya respuesta 
115 
Variables a Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Humedad 
sea de este tipo. En la figura 3.30, se muestra el diagrama del prin- 
cipio básico de este tipo de circuitos, en el cual se establece una 
relación logarítmica entre el voltaje de salida y la corriente de 
entrada, de acuerdo al siguiente análisis. 
  
Figura 3.30. Circuito básico del amplificador logarítmico. 
La corriente de entrada I, es la corriente de colector a través 
del transistor Q y de acuerdo a la conocida relación entre la co- 
rríente de colector de un transistor y su voltaje de base a emisor, 
se tiene que para valores de J, grandes en comparactón con la co- 
rriente de saturación del transistor Jz 
Ll, 1, 0MYag/KT 
y como Mee = -Y 
IL, + 1, 079V,/KT o. (3.4) 
además IT, = V/Re 
Despejando V, de (3.4) y sustituyendo el valor de f,, obtenemos: 
- T A 
Va = -(kT/G) LAW (R, x 15)] 
116
V•r-fabl~ • ar;l•tr- -
edfdor" dr~ 
t J1VtO 1 
a e ste ti o. n l  i ra . 0,  uestra l i a el rin-
i io ásico e ste ti o e i uitos,  l al  t lece a 
relación l arít ica tre l oltaje e li a  l  rriente e 
trada, e erdo l iente álisis. 
. .... 
i ura J. 0. ircuito sico el plifi dor l rjt fco. 
a rriente e tr da 10 s  rriente e lector  t és 
el sistor   e erdo   ocida i n tre  -
i te e lector e  sistor   oltaje e ase  isor, 
 e e ara alores e 1. r des  paración n  -
te e t r ción el sistor la 
z. • 1, eqV,./kT 
 o V8, • v. 
10 • 1 e·qV
0
/kT ••• (  .4) 
emb 10 • .IR. 
espejando v. e .4)  t u do l alor e 10 , t e os: 
e·qVjk  • 1./1, 
V0 • -(k /q) Ln[V.l( 0 x 15 )] 
 
trar CAPITULO TT 
Medidor de Humedad 
Sin embargo, para nuestra aplicación encontramos el inconventen- 
te de la alta dependencia del valor de 1, respecto a la temperatura 
ambiente. Debido a ello, se eligió emplear un circuito integrado 
basado en el principito expuesto, pero en el que se elimina dicha 
dependencta. Este es un amplificador Togarfítmico monolítico, con 
número comercial 7018048 y cuyo diagrama puede observarse en la figu- 
  
 
  
   
      
     
ra 3.31. 
A 
an cl 
Pl. lor 
ua * ma ri A, MALIDA 
ENTREDA a 
TA * 
YH 
a 
me 
QALIDA CPAÓNCIA 
Bs 
Figura 3.31. Oragraáma del amplificador logaritmico ICL8O48. 
En este circuito además del voltaje de entrada, se requiere otra 
entrada, que es una corriente constante de referencia f, y que será 
entregada por: una fuente de corriente constante ¿M234, cuya configu- 
ración se describe más adelante. 
117
.. .., 
,. 
Varhbln • ••'C!Jatrar 
M«fldof'ds~ 
t.Plf l  111 
in bargo, ara estra li ción ntr os l i venien-
t  e l  lta endencia el alor e , r ecto  l  t peratura 
a biente. ebido a llo, se li ió e plear un ir uito i te rado 
sado  l rincipio puesto, ero  l e se li ina i ha 
e endencia. ste s un a plificador l arít ico onolítico, c n 
ero ercial ICL 048  yo i r a ede servarse  l  i u-
r  . 31. 
-· 
... 
i u,.a . 1. Di gra a el pllfi 1dor l rit ico 1 L8048. 
n ste ir uito 4s el oltaje e trada, s  r uiere tra 
trada, e s a rriente nstante e r f r ncia 1.  e rá 
tr ada or·u a f nte e rriente nstante LNZ34, ya nfigu-
i n  scribe as elante. 
 
"!' 
Vadabtes 11 Jteulstr-ar-
"edfdor- de HunedDd 
CAPITULO Jll 
El circuito integrado de amplificador logarítmico 1CL8048, es 
capaz de manejar una variación de tres décadas de voltajes de entra-
da, está totalmente compensado por temperatura y ha sido diseñado 
para entregar un volt de salida por cada cambio de una década en el 
voltaje de entrada, considerando un factor de escala igual uno. 
Para mayor flexibilidad en su uso, el factor de escala, la corriente 
de referencia y los voltajes de offset, son ajustables desde fuera 
del circuito, por medio de componentes externos. 
Analizando el circuito del amplificador logarltmico (figura 
3.34), observamos que: 
(3.5) 
(3.6) 
(3.7) 
Considerando un voltaje diferencial Igual a cero entre las en-
tradas inversora y no inversora del amplificador operacional U78 (al 
igual que en el caso de UlA), se puede establecer la ecuación: 
v. - v .... - v ..... . .. (3.8) 
y sustituyendo (3.8) en (3.7) y despejando V,, obtenemos: 
v, - -[ (R,+R,,J/Rul cv., ... - vBE.,.J ... (3 .9) 
sustituyendo (3.5) y (3.6) en (3.9) 
V, - -(kT/q)[(R,+R,,)/R.,J [L.(I./lsor> - Ln(I,/lso~ll 
V,• -(kT/q)[(R1+R22)/Rzi] [l0(l, x .,./lsae x l,)J •.• (3.10) 
Debido a que ambos transistores (Q, y Q~, están construidos en 
el mismo substrato de silicio, con la misma geometría y se encuentran 
en condiciones similares de temperatura y operación, sus corrientes 
inversas de saturación, pueden considerarse iguales, aún ante amplias 
118 
Lo or CAPITULO 111 
variaciones en la temperatura ambiente, por lo cual se obtiene de 
(3.10): 
Vy = -(KT/G)L(Ra+Roz)/Rz2] TL n(1/ 1,3] 
Transformando de logaritmos naturales a logaritmos decimales, 
obtenemos: 
Y, " -(kT/q)[(RatRe)/Roz] 110 [10910(1/1,)] +... (3.11) 
El circuito ¡integrado ICL8048 presenta la particularidad de 
estar diseñado de manera que el término 
K = L,10 (KT/q)(RytRo2)/Roz +. ..(3.12) 
denominado factor de escala, sea igual a uno cuando Raz = 1 Kohm. 
De hecho, el fabricante especifica que el circuito puede operar 
para diversos valores de X, los que se obtienen al vartar el valor de 
Ra. El. valor que deberá tener Ra en función del deseado para K, 
puede obtenerse por medto de la fórmula: 
Ra = 941/(K-.059) ... (3.13) 
(ver datos técnicos del circuito en el apéndice A). 
Como en nuestro caso deseamos una variación de 2 volts a la 
salida del circuito por cada década de variación en su voltaje de 
entrada -ver figura 3,32- (a fin de ocupar casi por completo el rango 
de valores de voltajes de operación -0 3 5 volts- del: convertidor A/D 
del NCU), se obtiene a través de la ecuación (3.13) el valor de 
Raz = 485 ohms, con lo que se podrá expresar Y, como: 
Y, = -2 (volt) Tlogr0(1,/1,) 
119
V11d11bles 11 Rf'lllstrv 
Htdldor de~ 
PIT LO 111 
ri ciones   peratura biente, ar  al e tiene e 
. 0): 
Ya • -(k /q)[ (R1+R22)/R22J [ n(Iei'l,)] 
r sf ando e ari os aturales  ari os ci ales, 
t e os: 
V. • /q)[( 8 +R22)/R22J Ln!O log,a(iei'I,)] • • . l!) 
l i uito integ o BOfB r senta  arti lari ad e 
tar i ftado e anera ue l t ino 
 • nlO k /q)(R1+R22)/R22 • • (  .12) 
inado tor e scala, a al  o ando 22 •  ohm. 
e echo, l ri ante ecifica e l i uito ede perar 
ara i ersos lores e K, as e e ti en l riar l alor e 
22• l alor e berá er .,_  ción el seada ara , 
ede tenerse or edio e  ula: 
22 • 1/( -.059) ••. . 3) 
er atos icos el i uito  l éndice ). 
o o  estro so os a riación e  a1ts  l  
li a el i uito or da cada e ari ción   oltaje e 
trada er ra . 2·   e upar asi or pleto l go 
e alores e oltajes e eración -O a  lts- el· vertidor /  
el # U), e tiene  t és e l  ación . 3) l alor e 
22  5 h•s, n  e e drá presar v. o: 
v. •  olt) log 1 el'l,) 
 
Variables a Registrar 
Medidor de llunedl'ld 
y como 1. • V,/R 19 v. • -2 (volt) log 10(V./R19 1,) 
CAPITULO 111 
••. (3.14) 
En vista de que los valores de I,. y R19 son constantes, se ob-
tiene el voltaje de salida en función del logaritmo decimal del vol-
taje de entrada. 
La corriente de referencia máxima para el circuito, de acuerdo a 
especificaciones del fabricante, es de 2 mA (ver apéndice A), y con 
el fin de que opere el circuito en el valor medio, se elige: 
1, • 1 mA 
De acuerdo con la ecuación (3.14), el mayor voltaje de entrada 
provocará el menor voltaje de salida. Conociendo que el mayor voltaje 
de entrada será de 10 volts y seleccionando como menor voltaje de 
salida O volts, de la misma ecuación (3.14), se obtiene que el 
producto R,. x I" deberá ser igual a 10 volts y habiendo elegido 
I, • 1 llA, se obtiene que el valor de R19 deberá ser de 10 Kohms. 
Sustituyendo estos valores en la ecuación (3.14), obtenemos la 
función de transferencia para este bloque: 
V, • -2 1 og 10 (V.,'10) ..• (3.15) 
Como la variación aproximada que tendremos en los voltajes de 
entrada será-de 50 mV a 10 V, se obtendrá como rango de voltajes de 
salida de 4.6 V a O V y el cambio en el voltaje de salida será de 
2 volts por cada década de variación en los voltajes de entrada, lo 
cual se expresa en forma gráfica por medio de la figura 3.32. 
l.20 
Vorl•bles • Reolstr.r 
M«ifdor de tfuNldad 
2 
1 
C4Pttul0 111 
0+-~.+--4-+4..++-H+~-+-+-1-+++i+l----i'--i-i-+-f+f~ 
.01 .1 10 
Ve 
Figura 3.32. Variación en los voltajes de salida con respecto 
a los de entrada para el •mplificador logarftmico. 
Con el fin de que la respuesta del circuito sea la m~s cercana 
posible a la descrita por la ecuación (3.15), es necesario que sean 
independientes de la variación de la temperatura: 
a) El valor del factor de escala X (3.12). 
b} E1 valor de la resistencia de entrada R,9 (3.14). 
e} El valor de la corriente de referencia Ir (3.14). 
121 
  
En cuanto al punto (a), se tiene que (kT/g) L,10 tiene un valor 
aproximado de 59 mV a 25*C (ver apéndice A), y con el fin de que se 
obtenga una variación de 2 volts de salida por cada década de va- 
riación en el voltaje de entrada, el término (Rg+Ra)/Ro, deberá 
valer 33.9 de acuerdo a la ecuación (3.11). Como R¿ es una resisten- 
cta interna, cuyo valor a 25*C es de 15.95 Kohms, entonces el - valor 
de la resistencia externa Ra, deberá ser de aproximadamente 485 ohms. 
Con el objeto de que el factor de escala K se mantenga constante a 
pesar de las vartaciones de temperatura, el término (Ry+R22)/Ro, 
debe tener una característica inversamente proporcional a la tempera- 
tura - (1/7), de manera que compense al término kT/q. En el 1CL8048 
esto se obtiene por medio de la resistencia interna Ry, que es del 
tipo de película metálica delgada, y durante el proceso de fabrica- 
ción del circuito integrado, ha sido depositada en su interior. Como 
ya se dijo el valor nominal de esta resistencia a 25*C es de 15.95 
Kohms y posee un coeficiente de temperatura cuidadosamente diseñado, 
para proveer la compensación necesaria por variaciónes de dicho pará- 
metro ambiental. 
De lo hasta ahora dicho respecto al bloque aquí tratado, puede 
notarse que algunas de las principales ventajas obtenidas de emplear 
en él al circuito integrado ICL8048, son: 
- Tas características inherentes de acoplamiento entre los 
transistores Q, Y Qb 
- Ta presencia de la resistencia interna de película metá- 
lica delgada Ra 
ya que ambos hechos permiten y simplifican la compensación en tempe- 
122
Variables a Re9i•tr•r CAPITULO 111 
Medidor de~ 
n anto l nto ),  ti e e ( /q) nlO ti e  alor 
a r i ado e 9 V a "  ( er a éndice ),  c n l fi  e e se 
t nga a ri ción e  olts e li a or da cada e a-
i i n  l ltaje e trada, l t r ino ( 0 "l211RZ2., berá 
aler .9 e erdo  l  ación . 1). o 0 s a i t n-
i  i t rna, yo lor  s•c s e .95 ohms, t nces l lor 
e l  i t cia t rna Z2. berá r e r i adamente 5 s. 
on l jeto e e l tor e cala   antenga nstante 
esar e l s ri i nes  t peratura, l t r ino ( 0 "l211 Z2., 
be t er a racterística i r ente r porcional  l  t pera-
t ra · J/T), e anera e pense l t r ino /q. n l I B048 
to  ti ne or edio e l  i t cia i t r a 0 , e s el 
ti o e elí ula etálica l ada,  rante l r ceso  rica-
i n el i uito I t rado, a i o positada   I terior. o 
a  ijo l alor inal e sta i t cia  "  s e .95 
oh s  see  eficiente e t peratura c i a sa ente is ftado, 
ara r v er  pensación cesaria or ri i nes e i o ará-
etro biental. 
e l  asta ora i o ecto l l ue uí t t o, ede 
tarse e l nas e l s ri cipales ntajas t nidas e plear 
 l l i uito r do 8048, n: 
l s racterísticas i erentes e l iento tre l s 
sl stores O.  b 
l  r sencia e l  i t cia i t r a e elí ula etá-
li a l ada 1 
a e bos chos r iten  i plifican l  pensación  t pe-
 
- CAPITULO 111 
Medidor de Humedad 
ratura necesaria en este bloque, 
Las resistencias Ra y Ryo [punto b), son externas y deberán ser 
del tipo de película metálica de bajo coeficiente de temperatura. 
  
Figura 3.33. Fuente de corriente constante 
con coeficiente de temperatura cero. 
Respecto al punto (c), se obtiene la no dependencia de las va- 
riaciones: en temperatura para la corriente de referencia f,, por 
medío del uso de una fuente de corriente constante, compensada en 
temperatura. Para este efecto, se emplea un circuito integrado 1N234 
(fuente de corriente ajustable de tres terminales), configurado gra- 
ctas a tres componentes externos -dos resistencias (Roy Y Ra) y un 
diodo IN457 (Dy)-, como Fuente de corriente constante con coeficiente 
de temperatura cero, (ver figura 3.33). Por medio de este circuito se 
123
Verlabl- • Regfatr•r 
Jlledldorde~ 
r t ra ecesaria e  ste l que. 
PI LO 111 
las r sist cias Rzz. y 19 (punto ), son e ternas y deberán s r 
el ti o e eli ula etálica e ajo eficiente e t peratura. 
1121 
i ura . 3. uente e rriente nstante 
n eficiente e t peratura ro. 
especto l nto ),  ti ne l   endencia e l s a-
ri ci enes n t peratura ara l  rriente e r f r ncia 1 r•. or 
edio el so e a f nte e rriente nstante, pensada  
t peratura. ara ste f cto, s  plea  ir uito i t r do L 234 
(f nte  rriente j st ble e t s t inales), fi urado ra-
i s  tr s ponentes t rnos - s r i t cias ( ,,, y .,)   
i do J 457 (03 )-, c o f nte e rriente nstante n eficiente 
e t peratura ro, ( er fi ra . 3). or edio e ste i uito  
 
V&l"fables • hglst,..I" 
Hedldol" de Hl.redld 
CAPlTULO 111 
obtendrá (sin importar las variaciones en temperatura}, una corriente 
constante de 1 mA, que se empleará como entrada a la terminal 16 del 
amplificador logaritmico ICL8048. 
A continuación se obtienen los valores de las resistencias R.,,. y 
R~, que se emplearán asociadas al L#Z34, de acuerdo a las recomenda-
ciones del fabricante (ver apéndice A}. 
R21 = 10 R20 
1,. = 2 lazo 
.•• (3 .16) 
y como deseamos que r. • J •A, entonces 112D - 0.5 ~-
De los datos técnicos para el L#234, tenemos que a 2s·c 
y como 
y de (3.16} 
Vozo • 64 mV 
R20 • V~,./I1zo 
R20 • .o-64/SxJ0·4 
R20 • 128 ohms 
R21 = !. 28 K 
Esta configuración del circuito integrado Llt234 0 actúa como 
fuente de corriente constante con coeficiente de te•peratura cero, 
gracias la dependencia de la corriente que circula a través del 
diodo con respecto a la temperatura y que se observa en la ecuación 
de corriente del diodo 
¡ 0 • Is eq VofkT 
De acuerdo a ello, dicha dependencia es inversamente proporcio· 
nal la temperatura, lo cual compensa la variación directamente 
proporcional a la temperatura en la corriente de salida del L#234. 
124 
a CAPITULO 11) 
---. -- Humedad 
AY igual que para la fuente de corriente del generador de onda 
cuadrada, deberá calibrarse el valor de la resistencia de ajuste R2g, 
para obtener la corriente de salida deseada. 
Respecto a los efectos térmicos, es necesaria la cercanía fístca 
entre la fuente de corriente y el diodo de compensación, a fín de que 
este proceso se efectúe de una manera adecuada. 
De igual forma, la resistencia de ajuste Reg, deberá encontrarse 
fisicamente cercana a la fuente de corriente, evitando colocarla en 
sockets, debido a que los niveles de voltaje que determinan la co- 
rriente de operación, son menores a 100 mY, por lo que habrán de 
evitarse los efectos de aumento y/o variación de resistencia en las 
untones de este componente. 
Volviendo al circuito integrado ICL8048, es importante señalar 
que deberán ser ajustados los voltajes de offset de os amplificado- 
res operacionales internos (UZA y U7B), al igual que la resistencia 
Re, que determina el factor de escala a emplear. 
Habrá que señalar al respecto, que un amplificador logarítmico, 
a diferencia de un amplificador operacional normal, no puede ser 
ajustado en su offset con solo aterrizar sus entradas (esto se debe a 
que el logaritmo de cero tiende a menos infinito); al reducir la 
corriente de entrada a cero, se priva a Q, de corriente de colector, 
abriendose la malla de realimentación alrededor de UZA. 
125
V•rl•bles • Regtstru· 
Medidor de H~ 
PI LO 1 
l I ual e ara  nte e rriente el erador  da 
adrada, berá li rarse l alor e  i t cia e j ste zo, 
ara tener  rriente e li a seada. 
especto  s ctos icos, s ecesaria  anfa i 1 a 
tre  nte e rriente  l i do e pensación,  i  e e 
te oceso  t e e a anera ecuada. 
e I ual a,  i t cia e j ste zo, berá contrarse 
1 c ente na   nte e rriente, i do l carla  
ckets, bido  e s i eles e ltaje e t inan  -
i te e eración, n enores  0 V, or  e rán e 
it rse s ctos e ento /o ri ción e si cia  s 
iones e te ponente. 
olviendo l i uito I r do B048, s portante alar 
e erán r t os s ltajes e ffset e los plificado-
s eracionales I t r os 1   78), l I ual e  i t cia 
Zl., e t ina l tor e cala  plear. 
abrá e nalar l ecto, e  plificador arit ico, 
i r ncia e  plificador eracional r al,  ede r 
st do   ffset n lo t rrizar s tr das sto  be  
e l l rit o  ro e  enos I fi ito); l ucir  
rriente e t da  ro,  riva  . e rriente e lector, 
rl dose  alla e entación edor e 7A. 
 
Y•rlabln • hglatr•r 
Medidor de Hl.SMdad 
CAPITULO 111 
En vez de esto, es necesario ajustar el voltaje de offset en 
cero, para cada uno de los amplificadores operacionales (U7A y U78) 
por separado y después de ello ajustar el factor de escala . 
-Al 
IXJ 
.... 
Figura 3.34. Circuito definitivo para el 
amplificador logaritmico. 
126 
""' 
Verlables • Reglatrer 
Medidor de tl\Afeded 
CAPIT!JLO 111 
En la figura 3.34, se observa el diagrama electrónico correspon-
diente al bloque aquí descrito, con todos los elementos que contendrá 
y a él se hace referencia en la siguiente descripción acerca de los 
ajustes de offset y factor de escala. 
1) Se deberá conectar durante el ajuste una resistencia de 
JO Kohms entre las terminales 2 y 7 del ICLB04B (obte-
niendo un amplificador Inversor con ganancia uno). Sin 
voltaje de entrada alguno, se ajusta Rn hasta que la 
salida de UlA (terminal 7), sea O volts. Una vez hecho 
lo anterior, se retira la resistencia de JO Kohms colo-
cada temporalmente. 
2) Se hace que el voltaje de entrada sea Igual a JO volts, 
a fin de obtener una corriente de entrada le• J mA, 
igual a la de referencia Ir y se ajusta R24 , de manera 
que se obtengan O volts como salida de U78 (terminal 
10). 
3) Se hace que el voltaje de entrada sea igual a JOO mV, 
obteniendo una corriente de entrada de JO mfcroA, mlen-
tras que la corriente de referencia continúa siendo 1 mA 
(2 décadas mayor). Se ajusta RZ2 para obtener un voltaje 
de salida de 4 volts, consiguiendo asi un factor de 
escala de 2 ~olts/década. 
127 
\111rl11bln • Reglstnr 
"edldor de H\medlld 
Circuito Total para el "edidor de Humedad 
"" 
t 
Figura 3.35. Circuito electrónico total 
para el medidor de humedad. 
128 
CAPITULO 111 
- CAPITULO 111 
Del análisis antes efectuado respecto al amplificador logaritmi- 
CO, se tiene que ed voltaje V, a su salida, que es el de salida del 
circuito externo al MCU, puede expresarse como: 
Wa = -2 109y0(V/10) 
pera como Ve = (RR) x 5 
se obtiene Va, = -2 TVogs0(R,/2R,) ... (3.17) 
que es la función de transferencia para el circuito externo al NCU 
dedicado a la medición de la humedad relativa. 
Us 
(volts) 
5  
N 
4 Ss 
Re = 400 K PS 
  
               
  
        
a 18 20 38 40 58 € TO $86 58 188 
Humedad Relativa (£%)> 
Figura 3.36. Respuesta del circuito medidor de humedad 
ante los cambios de esta variable. 
129
Variables • Retih.trar 
Medidor de H~ 
PIT\1\.0 1 
el álisis tes t ado ecto l plificador  arlt i -
co,   lene e l oltaje v.   l ida, e s l e l ida el 
i uito t rno l # U, ede presarse o: 
ero o 
 ti ne 
v. • -2 log 1 ( ,/10} 
. • R./R,} X  
v. •  log 10 .12R,) . . 7) 
e s  ción e f rencia ara l i uito t rno l #  
icado   edición e  edad l tiva. 
lJs 
<volts) 
5-r-~....,....~-.,...-...--:-~-;-~-,..i~-,~--,~--,,.----,,.----, 
' : :~~r-~r-~~1: __ t 
2 
1 
0 0 0 0 0 0 60 70 80 90 00 
edad elativa <  
i ura . 6. espuesta el i uito edidor e edad 
nte s bios e sta riable. 
 
CAPITULO 111 
wr de Humedad 
En la figura 3.35, se muestra el circuito electrónico completo 
para el medidor de humedad y en la figura 3.36, en base a la ecuación 
(3.17) y a los valores de R, (el correspondiente a cada rango), la 
respuesta del voltaje de salida de dicho circuito ante las variacio- 
nes de la humedad relativa del medio ambiente. 
Bases para el Diseño del Software 
Como el convertidor A/D del MCU es de ocho bits, el nivel de 
voltaje que entra a él (de O a 5 volts), será convertido en uno de 
256 niveles (de 0 a 255), equivaliendo cada nivel a 5/255 de volt. 
Expresando el nivel digital N obtenido dentro del MCU en función 
del voltaje de entrada al mismo (que es el de salida Y, del circuito 
externo al WNCU), obtenemos: 
No Ant(V./5/255) 
N = int(V, x $1) 
y despejando V,: 
V, 2 N/51 ... (3.18) 
De la ecuación de transferencia para el circuito externo al NMWCU 
(3.17), se puede obtener: 
Y, = -2 (logsp(R,/2) - 109;pR+) 
y despejando 10gykR+ 
10950R; = V,/2 + TogyotR,/2) 
130
Varfables • Registrar 
Medido  de~ 
PI LO 1 
n  ra . 5,  uestra l i uito t nico pleto 
ara l edidor e edad    ra . 6,  ase   ación 
. 7)   s lores e . l r ondiente  da go),  
uesta el ltaje e li a e i o i uito te s riacio-
es e  edad l ti a el edio biente. 
ases ara l iseno el ft are 
o l nvertidor /O el N U s e o its, l i el e 
ltaje e tra  l e    lts), rá nvertido  o e 
6 i eles e O  5), i ali do da i el  / 55 e lt. 
xpresando l i el i ital  t nido ntro el N U  ción 
el ltaje e tr da l i o e s l e li a v. el i uito 
t rno l N ), t e os: 
 s ej ndo v.: 
 • i ,/ / 55) 
 • t . X 5 ) 
, :: / 1  .18) 
e  ación e f rencia ara l i uito t rno l C  
. 7),  ede tener: 
V• •   1 ,o( R,/2)  og,. ,) 
 s ej ndo 1og 1 ~, 
log 10R, • ,/2  l 10(R,/2) 
 
o. - CAPITULO 131 
sustituyendo V, de (3.18) 
1log1ÓR¿ = (N/102) + TogiotR,/2) <<. (3.19) 
0% a 28% de Humedad Relativa 
Dentro de este rango, el valor de R, es de 400 kohms, que susti- 
tuyendolo junto con el obtenido para logypR, de la ecuación (3.19), 
en la ecuación (3.2); que es la empleada para obtener el valor de la 
humedad relativa dentro del rango aquí tratado, obtenemos: 
HR = 28 x ((N/102) + logip2x105 - 7)/(lo0g9y02 - 2) 
que puede reducirse a 
HR - 28 - 0.16157424982 x N .«.. (3.20) 
transformando los valores constantes de esta última ecuación a bina- 
rios y hexadecimales, obtenemos: 
DECIMAL BINARIO HEXADECIMAL — error 
decimal 
28 ,1100 1C.00 0 
0.16157424982 0.0010,1001 00.29 0.0014179 
por lo que al expresar (3.20) en forma hexadecimal obtenemos: 
BRas = 10.001 - 00.29% X Ni  ... (3.21) 
que es la ecuación utilizada, para el diseño del algoritmo empleado 
en la obtención del valor de la humedad relativa, cuando este se 
encuentre entre 0% y 28%. 
131
,;;.J:' 
Y1rl1blet • Re abtnr 
Medidor de K~ 
t u do v. e . 8) 
lo 10 ,  / 02)  l 10{R,/2) 
   e u edad elativa 
PI LO ltl 
. 9) 
entro e ste go, l alor e , s  0 s, e sti-
dolo to n l t nido ara 1 g1rJI,   ación . 9), 
  ación .2); e s  pleada ara tener l alor   
edad l ti a ntro el go ui o, t e os: 
   X / 02)  ,. xl05 )/(log,.  ) 
e ede ucirse  
 =  24982   .  . 0) 
o ando s l res stantes e ta l a ación  i a-
s  adecimales, t os: 
IKAL 
 
24982 
I RIO DECIKAL rror 
ci al 
1,1 0 l . 0 O 
. 0, 001 . 9 . 179 
or  e l presar . 0)  a adeci al t e os: 
HR,.  lC.oo,. . 9,.  ,. . •  . 1) 
e s  ación ti da, ara l dise~o el ri o pleado 
  t nción el alor e  edad l ti a, do ste  
cuentre tre OX  ZBX. 
 
V•rlablH • Re-glatr•r 
Medidor de Ml.llllldM:I 
28% a 100% de Humedad Relativa 
CAPITULO 111 
Para este rango, el valor de R. es de 2 kohms. Sustituyendo tal 
valor y el de 1og1,¡?, obtenido de (3 .19), en la ecuación (3 .3); que 
es la utilizada para determinar el valor de la humedad relativa 
dentro del rango de valores que ahora tratamos, obtenemos: 
HR = ((1150/LnlO)/((tl/102) + 1og 10JxJOl)J - 66.7 
ecuación que al desarrollarse evitando numeras mayores 
representables con 8 bits), obtenemos: 
255 (no 
HR • 166.47955139/(((N/6)+51)/51) - 66.7 ... (3 .22) 
Transformando las constantes a sistemas binario y hexadecimal, 
obtenemos: 
DECIMAL BINARIO HEXADECIMAL error 
decimal 
6 110. 06 .00 o 
51 11,0011. 33.00 o 
66.7 100,0010.1011,0010 42.82 0.00469 
166.47955139 1010,0110.0111.1010 A6.7A 0.00299 
Por lo que podemos expresar (3.22) en forma hexadecimal como: 
... (3. 23) 
que es la ecuación empleada en el algoritmo para determinar humedades 
relativas cuyo valor se encuentre entre 28% y 100%. 
Es conveniente aclarar que al desarrollar el software correspon-
diente esta etapa, fue necesario considerar un translape de los 
rangos de humedad relativa para los que se emplearon las ·ecuaciones 
132 
Y11rlabln. Reglatnr CAPITULO 111 
Med 1 dor de Hf..nlltdad 
(3.21) y (3.23), a fin de evitar cambios constantes entre las subru-
tinas, cuando la humedad relativa a medir se encontrase en el valor 
intermedio considerado (28%). Por ello los rangos de aplicación de 
las ecuaciones mencionadas se redefinieron de acuerdo a la convenien-
cia de utilizar las ecuaciones en función de los niveles digitales 
registrados a la salida del convertidor A/O del #CU, quedando defini-
da tal situación de la siguiente forma: 
RANGO DE SEllAL DE VALOR RANGO DE 
HU"EDAD CONTROL DE R, NIVELES 
RELATIVA DEL MCU (Kohms) CONV. A/D 
o % a 27.8% o 400 173 a 1 
25.1% a 100 " 1 2 249 a O 
Quedando un translape de casi 3% en humedad relativa, corres pon-
diente a 17 6 16 niveles dentro del convertidor A/O. 
133 
...,, 
,J 
Vaf'fabln a Regfstf'•f' 
Medidor de Pf'ec:fpltw:lón 
111.c. Nedtdor de Prectpttactón Pluvial 
CAPITULO JJI 
La prec;pftación pluvial, es el resultado de un estado de con-
densación a~anzado. Es definida como el depósito de la humedad con-
densada en el atre, sobre la superficie de la Tierra en forma de: 
granizo, lluvia, aguanieve o nieve. En cualquiera de estas formas, 
este fenómeno es precedido de una gran condens~ción, usualmente a una 
mflla o m~s de altura sobre la Tierra. 
la energfa involucrada en producir la calda de lluvia sobre la 
tierra es muy grande. El promedio de precipitación sobre toda la 
Tierra es de alrededor de 33 pulgadas al ano. La cantidad de trabajo 
involucrada en la elevación de tanta agua a milla de altura es 
verdaderamente grande. La masa de agua que cae durante un aguacero 
llega a alcanzar billones de toneladas y en toda la Tierra el prome-
dio de precipitación es de alrededor de 50 millones de toneladas por 
segundo. 
La tasa de evaporación realmente es tremenda. Por cada tonelada 
de agua que cae como lluvia o en cualquier otra forma de precipita-
ción, una tonelada de agua debe ser evaporada en algún momento y 
lugar. Este proceso ha ocurrido a través de los siglos y continúa en 
forma irregular, para en algunas ocasiones beneffcf ar y en otras 
danar al género humano. 
J.34 
Verhbl H e Reglltnr 
Medidor de> Prectplt.ct6n 
Origen de la Lluvia 
CAPITULO 111 
Las particulas de precipitación; gotas de lluvia, granizo o 
copos de nieve, no son transportados a grandes distancias por el 
viento, sino que caen sobre la Tierra en cuanto se forman. Si usual-
mente toda la humedad sobre cualquier área dada de la Tierra se con-
densara y precipitara, esto no producirla más de una pulgada de llu-
via. La saturac_ión completa nunca es alcanzada y a To sumo una peque-
na cantidad de humedad es tomada del aire cuando se condensa en llu-
via. Por lo tanto, cuando cae la lluvia en cualquier cantidad sobre 
una región, la precipitación, o al menos la humedad, es tomada nece-
sariamente de alguna de las regiones colindantes y precipitada sobre 
dicha área. El aire vendrá dejando parte de su humedad usualmente en 
corrientes ascendentes, misma que es extraída posteriormente. Una 
tormenta de lluvia se convierte en una especie de molino extractor de 
hu•edad. 
La precipitación incluye toda el agu• que cae de la atmósfera 
la superficie de la Tierra y ocurre o se presenta en la variedad de 
formas ya mencionadas en el capitulo anterior. 
Formación de Gotas de Agua 
Cuando empieza la condensación de la humedad del aire, pequenas 
gotas de agua se forman alrededor de microscópicas partfculas de 
polvo y tan pronto como existen grandes cantidades toman la forma de 
135 
VartablK • •eat1trar 
Medidor de Preclpltaci6n 
CAPITIJlO 111 
una nube. Estas gotas de agua tienen una densidad mayor que la del 
aire y por lo tanto una tendencia a asentarse, pero como son demasia~ 
do pequenas permanecen en suspensión debido a la viscocidad del aire. 
La clase de condensación que es favorable para la formaclón de 
lluvia ocurre en corrientes ascendentes de aire húmedo; en estas el 
grado de saturación necesario para formar gotas condensadas es sufi-
ciente. Las gotas codensadas son también arrastradas por el viento 
hacia arriba y hacia abajo, o las deja su~pendldas de nuevo. Las 
gotas del mismo tamaño, permanecen en el mismo nivel. pero cuando son 
arrastradas por el viento pueden ocurrir colisiones con otras de 
diferente tamafio,. ~ntonces las peque~as caen hasta el nivel de otras 
gotas, fusionandose con ellas para formar gotas de mayor tamafto. Las 
colisiones se repiten ocasionando cambios de posición. Estos procesos 
pueden continuar hasta que las gotas tienen un tamano tan grande que 
ya no pueden ser sostenidas por las corrientes de aire y caen la 
Tierra en forma de lluvia. 
"edición de la Prectpttactdn Pluvial 
Los instrumentos usados en la medición de la cantidad de preci-
pitación pluvial se denominan p1uvi6•etros o p1uvi6graFos, lo que de-
pende de la forma de registro de la medición. 
El pluv;6metro (de pluvfo lluvia y metro medida), es el instru-
mento que nas sirve para medir la cantidad de precipitación expresada 
1J6 
Variables a le,iifstrar 
Medidor de Precfpltmcl6n 
CAPITULO 111 
como la altura de agua de lluvia colectad• en un recipiente, en una 
unidad de tiempo predeterminada. 
Un p1uvi6grafo (de pluvfo lluvia y grafos registro), es el Ins-
trumento que registra la cantidad de lluvia, en base a la altura del 
agua colectada en un recipiente, pero además tiene un mecanismo que 
le permite llevar un registro gráfico de la cantidad de lluvia medida 
en una unidad de tiempo. 
La forma más simple de un medidor de lluvia es la de una vasija 
cilíndrica, colocada en campo abierto, para que colecte libremente la 
lluvia que cae dentro de ella. La profundidad del agua en la vasija 
es Igual a la cantidad de lluvia caída. 
La cantidad de la precipitación se expresa como la altura en 
mflfmetros (o en pulgadas) que cae sobre una superficie plana. Esta 
cantidad puede medirse como la altura del agua depositada en un reci-
piente •blerto de paredes verticales. 
A continuación se hace una pequena resana de los pluvi6metros y 
pluvi6grafos que se utilizan mis comunmente con el propósito de medir 
la cantidad de precfpit1cidn pluvfal en un área determinada. 
l.J7 
Y•rhibln • hglstr•r 
Mmldor de Prectpitmct6n 
Tipos de Pluviómetros 
- Pluvlóaetro Cilfndrlco 
CAPITULO 111 
Es la forma más antigua de un medidor de lluvia que se ha usado 
por siglos. Tiene el inconveniente de que la profundidad del agua no 
puede ser medida en forma exacta, especialmente en el caso de lluvias 
ligeras. Esta dificultad puede ser remediada midiendo el agua por su 
peso o volumen y calculando entonces la profundidad para la cual esta 
puede cubrir un área igual al área de exposición. 
Figura 3.37. Pluviómetro cilíndrico. 
Una mejora al tubo clllndrlco es efectuada haciendo q~e la aber-
tura del área de recolección sea varias veces más grande que la medl-
l.3B 
Vadablff a Reglatrar CAPl1\JLD 111 
Medidor de Prec:lplt.ctón 
da del área de la sección transversal del tubo. Un medidor de lluvia 
de este tipo se muestra en la figura 3.37. 
Este tipo de pluviómetro fue originalmente usado por .el Centro 
Meteorológico de los Estados Unidos, con una abertura de colección de 
8 pulgadas de diámetro y 10 veces mayor al área del tubo en la base, 
la cual es conectada a un pequ~fto embudo y una abertura para prevenir 
la evaporación. La profundidad del agua e• el tubo es medida con una 
pequena escala en la cual las unidades de profundidad son 10 veces la 
longitud de las unidades de medida normal, 1 pulgada marcada en la 
escala tiene 10 pulgadas de longitud. En esta forma puede medirse 
facilmente la lluvia en un rango de 0.01 pulgadas. Cerca del tope del 
tubo de medida se coloca una abertura para permitir que el agua des-
bordada dentro del cilindro exterior por la lluvia excesiva, pueda 
también ser medida. 
- Pluvi6•etro Est,ndar 
El pluvf6metro o medidor estándar que ha sido utilizado durante 
mucho tiempo, figura 3.38, consiste en un embudo de 8 pulgadas de 
diámetro que descarga a un tubo de Z.53 pulgadas de diámetro. El área 
del tubo interior es de 0.1 del área total del embudo, y una regla o 
escala graduada en pulgadas y décimos de pulgada puede utilizarse 
para medir la precipitación con una aproximación de 0.01 de pulgada. 
Una precipitación mayor a las Z pulgadas desborda el tubo interior y 
se recoge en un depósito especial. Al quitar el embudo y el tubo 
139 
Variables a Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Precipitación 
interior del pluviómetro, el depósito que recibe los desbordamientos 
y mide 8 pulgadas de diámetro puede utilizarse también para recoger 
otras formas de precipitación como nieve, que como se derrite puede 
ser medida en el tubo interior. Los pluviómetros de diámetros más 
pequeños del mismo estilo, se utilizan y son aprovechables para la 
medición de las nevadas. 
  
Figura 3.38. Pluviómetro estándar. 
- Pluviómetro de Almacenamiento 
Los grandes pluviómetros de almacenamiento se utilizan en áreas 
lejanas y remotas para colectar y almacenar la precipitación corres- 
pondiente a períodos de 30 días o más. Si se espera que se presenten 
nevadas, se coloca una carga inicial de salmuera de cloruro de calcio 
en el depósito para derretir la nieve y evitar la congelación. del 
140
~: 
vu·l.t>ln. eglatUI" PIT LO 111 
edlcbl" d9 Preclplt.cl6n 
i t rior el l vi etro, l pósito e r i e l s r amientos 
 ide  l adas e i etro ede tili rse t bién ara r ger 
tras f r as e r cipit ción o i ve, e o  e rite ede 
r edida  l t o i t rior. os l i etros e i etros ás 
eftos el i o stilo,  tili n  n r echables ara l  
edición e s vadas. 
i ra . 8. l vi etro t dar. 
- l i etro e l acenamiento 
os ra des l vi etros e l acenamiento se tili n e  áreas 
l j as y re otas ara lectar y al acenar l  r cipit ción rres-
ndiente a eri dos de 0 f as  ás. i se es era e se resenten 
evadas, se c l ca a carga i icial e sal uera e l r ro e lcio 
 l pósito ara e retir l  i ve  itar l  ngelación el 
l.  
Yat"(ab\n • hgf5tt"at 
MedldGr' de Preclplt.cfdn 
CAPITULO 111 
líquido en el p1uvi6metro. Además se ut11;za una delgada. capa de 
aceite para evitar la evaporación en el depósito, entre cada lectura 
u observación. 
Figura 3.39. P1uvi6metro de almacenamiento. 
Uno de los principales problemas en este tipo de captador~• es 
el que se presenta cuando los vientos forman corrientes de aire alre· 
dedor de los pluvl6metros y usualmente ocasionan que los depósitos 
recojan menos precipitación que la que deben registrar. La baja velo· 
cldad de los copos de nieve hace este efecto aún más marcado en el 
caso de las nevadas. La deficiencia que se presenta en la recolección 
puede variar entre OX y SOX o más, dependiendo de la velocidad del 
viento y la situación del terreno. Para evitar esta Irregularidad se 
utiliza una cubierta Alter, que consiste en una serle de hojas metá-
1 lcas unidas alrededor de un anillo circular cerca de la parte supe· 
rior del depósito y atadas por una cadena en el fondo. Los extremos 
141. 
varlabln a R19lstrar 
Medidor de Preclplucl6n 
CAPITULO 111 
de las hojas están aproximadamente a 5 cm arriba del tope del depósi-
to. La construcción o Instalación flexible tiene por objeto permitir 
que el viento mueva las hojas y reduzca la acumulación de nieve sobre 
la cubierta. 
- Pluv1ógrafo de Autoreg1stro 
Los p1uvi6grafos de autoregistro, se usan para determinar la 
cantidad de lluvia durante periodos cortos de tiempo . 
,.: 
br.lzo de 
pluma 
..1reoeptor 
Figura 3.40. P1uvi6metra de autoregistra. 
142 
Variables a R1t9lstrar 
Medidor de Preclpltaclóri 
CAPIWlO IU 
El tipo más común de los pluvf6grafos es el llamado gravimé-
trico, en el cual un depósito va apoyado por un resorte o palanca de 
balanceo. El movimiento del depósito es transmitido a una pluma que 
registra o traza una gráfica, a medida que aumenta el peso del agua 
contenida en el depósito, sobre una hoja impulsada por una maquinaria 
de relojería. La construcción sólida del pluvi6grafo gravfmétrico y 
su capacidad para registrar también las nevadas lo hacen preferible 
para muchos propósitos. 
- Pluv1ógrafo de Depósito de Volteo 
Figura 3.41. Pluvi6grafo de dep6sito de volteo. 
Consiste en un par de depósitos unidos a un embudo de modo que 
cuando uno de ellos reciba 0.01 pulgadas (0.254 mm) de precipitación, 
se voltee descargando su contenido al otro haciendole que quede bajo 
143 
V•rlabl .. • lfegfstrmr 
Medidor et. Preclpftecfón 
CAPITULO 111 
el embudo nuevamente. Un mecanismo de registro indica el tiempo que 
pasa entre cada volteo. El pluviógrafo de volteo se adapta bien a la 
medida de la intensidad de lluvia en periodos cortos de tiempo (ver 
figura 3.41). 
- Pluvlógrafo de Flotador 
H 
Figura 3.42. Pluviógrafo de flotador. 
144 
Variable. a Regfltrar 
MKlfclor de Precipitación 
CAPITULO 111 
En este aparato, el agua que entra por el aro superior de un 
depósito, pasa por un pequeno conducto a un depósito que tiene un 
flotador conectado a un eje o varilla. Al caer el agua el flotador 
sube, al mismo tiempo que el eje o varilla, que en el extremo lleva 
fijada una palanca pequefta con una pluma en el extremo. Esta pluma 
sirve para registrar en una banda, la cantidad de agua que cae. Cuan~ 
do el agua llega a 10 milfmetros se vacia a un recipiente de cristal 
acoplado al depósito, que desaloja el agua del aparato. El flotador 
baja inmediatamente, quedando el aparato listo para seguir registran-
do a partir de cero. De esta forma cada vez que el agua sube hasta el 
limite, representa 10 milfmetros de precipitación. 
Este instrumento proporciona información acerca de la modalidad 
del meteóro de referencia: hora en que comienza, momento de mayor 
intensidad, intervalos en que cesa, duración en horas y minutos, etc. 
Cuando no llueve la pluma va dejando un trazo de tinta sobre la linea 
de cero. 
- Pluv16grafo "Fernindez de Castro• 
Este aparato está formado por una caja protectora de forma ci-
líndrica que mide 117 cm de altura y 30 cm de diámetro. En la parte 
frontal tiene una puerta de gran tamano que permite tener acceso al 
mecanismo de registro, y una puerta de menor tamaño en el lado dere~ 
cho que da entrada al mecanismo de relojería. 
145 
Varl.tJl" • Revlurar 
Medidor de Preclptuc:l6n 
G 
Figura 3.43. P1uvl6grafo "Fernandez de Castro". 
CAPITULO 111 
En la parte alta· de la caja existe un embudo captador.de lluvia, 
cuya boca de forma biselada mide 226 mm de diámetro. A la entrada del 
146 
.... 
Yartables a Re-;lstrar 
Medldor de PrectpltaclOn 
CAPITULO 111 
tubo de descarga de este embudo captador se encuentra un tapón de 
bronce, provisto de ranuras longitudinales, que sirven para evitar el 
paso de basuras al aparato registrador. 
La parte Interior de la caja cuenta con dos divisiones de hierro 
fundido, dentro de la segunda de estas divisiones se encuentra el 
aparato registrador, que está formado por un depósito en forma de 
cilindro vertical, que descansa sobre una base con rieles. 0\cho 
depósito recibe por medio de un pequeno embudo la lluvia que envfa el 
embudo captador. Por el otro lado del depósito se tiene soldado un 
sifón de descarga. 
En la parte alta del depósito, hay una tapa de enchufe que tiene 
fija sobre si una columna y una chumacera, las que sirven de guia 
la barra del flotador, que se encuentra dentro del mismo depósito. Un 
pequeno carro que lleva un estilete y la pluma registradora, se en-
cuentra fijo a la misma barra del flotador. Al llegar la lluvia al 
depósito produce una elevación del flotador y de la pluma. Cuando la 
lluvia llega a JO mm, vence con su peso el equilibrio del depósito, 
haciéndolo inclinar hacia adelante, llenando con este movimiento el 
sifón, con lo que el depósito queda en el nivel O correspondiente en 
el diagrama. cuando pierde peso el depósito regresa a su posición 
original por acción de los contrapesos. El ciclo se repite cada vez 
que se alcanza el nivel de agua establecido. 
La superficie interior del depósito es B veces menor que la boca 
del embudo captador, por consiguiente una capa de lluvia de 1 mm 
147 
Y•rlabl" • Regfatrar 
M«!ldor deo Precfpltacfón 
CAPITULO 111 
sobre el embudo, produce una elevación en el nivel del depósito igual 
a 8 mm, lo cual permite medir la lluvia con una aproximación de déci-
mas de mf1fmetro. 
- Radar de "icroondas 
Con posterioridad al desarrollo del radar en la Segunda Guerra 
Mundial, se encontró que el radar de microondas (de Ja 20 cm de 
longitud de onda), indicarla la presencia de lluvia dentro del área 
que cubre en su rastreo. La cantidad de energf a registrada depende 
del tamafto de las gotas de lluvia y de la distancia al transmisor. El 
tamafto de las gotas se correlaciona toscamente con la intensidad de 
la lluvia y la imagen sobre la pantalla del radar (mapa de isoecos) 
puede interpretarse como una indicación aproximada de la intensidad 
de la lluvia. También puede hacerse una calibración con medidas rea-
les o efectivas hechas en p1uvi6metros, en el área que cubre el ras-
treo del radar. Este ofrece un medio para obtener información sobre 
la distribución de la lluvia, que solo sería toscamente definida 
mediante el uso de la red convencional de p1uvi6metros. 
Selección del Transductor para el 
"edidor de Prec1p1tac1ón Pluvial 
Como se puede observar en las descripciones anteriores, los p1u-
vf6metros más comun~ente usados dan como resultado una medición más o 
menos exacta y en forma manual o semimanual, de la cantidad de preci· 
148 
'"'.» 
Var1ebln • ll:e;fat:nr 
Medidor dt' Prrc:lpfuctón 
CAPlTULO 111 
pitación registrada con cada uno de ellos. Solo en algunos casos se 
tiene como resultado una indicación gráfica de los registros. 
Como una respuesta a las necesidades expresadas en el proyecto 
de la estación meteorológica portátil, se ha diseñado un pluviómetro, 
que como se verá más adelante, se encuentra basado en los principios 
fundamentales de medición que se han venido usando en los medidores 
de precipitación a través del tiempo. la diferencia radical reside en 
el hecho de que este operará basado en el principio de la presión 
ejercida por una columna de agua de altura h sobre un transductor de 
presión diferencial. 
Pluviómetro de Presión Diferencial 
Para conocer la cantidad de precipitación sobre un área determi-
nada a un bajo costo se desarrolló este medidor, con el que se puede 
conocer la cantidad de lluvia promedio por minuto. 
Descripción del Dispositivo 
El agua colectada por un cona receptor •de 1,000 cm3 , escurre a 
un recipiente cilíndrico b de 350 mm. En el fondo de este recipiente 
se encuentra un sensor de presión diferencial e cuya se~al de salida 
es proporcional a la altura del agua acumulada. Un circuito electró-
nico controla la apertura y cierre de la v~lvulas e y f, como se 
149 
, . . , 
Vartabl- a Registrar 
Medldc>r da Preclpl uctón 
muestra en la figura 3.44. 
A 
c 
E 
B 
CONO RECEPTOR B 
TRANSDUCTOR DE PRESION DIFERENCIAL D 
VALVULA DE ENTRADA F 
CAPITULO 111 
TUBO COLECTOR 
VALVULA DE SALIDA 
CONDUCTO DE EVACUACION 
Figura 3.44. Pluviómetro de presión diferencial. 
150 
V•tfabla • hglsttat CAPITULO 111 
Medldot' de Precfphacfdn 
En el curso de la fase de llenado que dura 60 segundos, la vál-
vula e está cerrada mientras que f está abierta, a continuación viene 
la fase de vaciado con una duración de 12 segundos, durante la cual 
ambas válvulas están abiertas, esperando la seftal de cierre para 
iniciar otra medición. 
Para poder captar las intensidades excepcionales de agua mante· 
niendo al mismo tiempo una buena sensibilidad en la determinación de 
las intensidades medias y débiles (hasta 80 mmlh), el recipiente 
donde se acumula el agua recogida está compuesto por dos cilindros 
superpuestos de 30 y 45 mm de diámetro respectivamente. Se puede as! 
alcanzar intensidades máximas a 4 mm/min (240 mmlh) con un tubo que 
no excede de 40 cm. 
Transductor da Presión Diferencial 
El medidor de presión diferencial consiste en un diafragma en 
contacto con el liquido del tubo, que mide la presión hidrostátlca en 
un punto en el fondo del tubo. Esta presión es proporcional la 
altura del liquido en ese punto y a su peso especifico, es decir: 
en donde: 
P • Ht 
P • presión 
H • altura del liquido sobre el Instrumento 
t • peso especifico del liquido. 
151 
Variables a Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Precipitación 
En el caso del agua, su peso especifico t es igual a uno, por lo 
que la presión es igual a la altura de la columna de agua. 
El diafragma forma parte de un transmisor neumático o electróni- 
co de presión diferencial semejante a los transmisores de caudal de 
diafragma. 
El transductor de presión diferencial elegido, es el MPX2050DP 
de la marca Motorola y que tiene las siguientes características: 
- Rango de presión diferencial de 0 a 7.51 psi 
- Voltaje de operación V, - 10 Vde 
- Corrtente de operación 1, = 6mÁde 
- Sensibilidad de dY/dP = 0.8 mV/kPa 
Para mayor informactón, referirse al apéndice A, en el cual se 
encuentran las hojas de datos técnicos, que provee el fabricante. 
Principios de Operación de las Válvulas de Solenoide 
Una válvula de solenoide es una combinación de dos partes  fun- 
cionales básicas: 
a) Un solenoide (electro-magnético) con su núcleo. 
b) El cuerpo de una válvula con uno o varios orificios. 
El flujo a través del orifício, es permitido o impedido por la 
acción del núcleo, cuando el solenoide es energizado o desenergizado. 
152
Verf~l• • hal•tnr 
Kedldor e» t'Kfpfuclón 
PI LO 1 
n l so el ua,  eso ecifico  s I ual  o, or  
e  r sión s I al   ·a e  na  ua. 
l a a arte e  isor ático  l ctrónl· 
 e r sión i r ncial ejante  s ra isores e dal  
i a. 
l uctor e r sión i r ncial ido, s l # ZOSOOP 
e  arca Hotorola  e e s ientes racterfsticas: 
ango e r sión i r ncial e O  . 1 si 
oltaje e eración v, • 0 dc 
. o riente e eración 
0 
• Adc 
ensibili ad e V/ P • .  V/kPa 
ara ayor I ación, f rirse l éndice ,  l al  
cuentran s jas e atos icos, e r v e l ri ante. 
ri i 1os e peración e •s álvulas  lenoide 
na l ula e l oide s a binación e s artes fu · 
l ales ásicas: 
) n l oide ro agnético) n  cleo. 
) l erpo e a l ula n o  arios rifi ios. 
l jo  és el rificio, s r itido  pedido or  
ción el cleo, do l l oide s er izado  s nerglzado. 
 
V11d11bles • R99lstnr 
Medidor de Preclplt11el6n 
CAP1TULO 111 
la válvula empleada en el presente diseno, es marca ASCO Red-
Hat, y tiene el solenoide montado directamente en el cuerpo de la 
válvula. El núcleo se encuentra dentro de un tubo sellado, llamado 
tubo del núcleo y dentro de este tiene movimiento libre, por lo que 
forma un paquete compacto y fácil de instalar. 
Se utiliza una válvula de acción directa. En este tipo de válvu-
las, el núcleo del solenoide abre o cierra el orificio en forma di-
recta, dependiendo si está o no energizado, pudiendo operar desde 
O psi, hasta su máxima escala de presión. 
la fuerza necesaria para abrir la válvula es proporcional al 
tamafto del orificio y a la presión del liquido. 
Se utilizará una válvula de dos vías, de construcción normalmen-
te abierta. Esto significa que cuando el solenoide es energizado, la 
válvula cerrará el paso del agua de lluvia colectada en el cono del 
p1uvi6metro. 
El tiempo de respuesta para una válvula del tipo que hemos se-
leccionado, según especificaciones del fabricante, es de 5 a 10 mili-
segundos. 
la válvula seleccionada es de propósito general, con tipo de 
operación normalmente abierta, cuerpo de acero inoxidable y diafragma 
resistente a liquidos y gases corrosivos. 
l53 
Yarf.til• a leglstrar 
Medidor d9 Pr.clpltaclón 
CAPITULO 111 
El circuito de control de apertura y c1err·e de vi\lvul as se 
muestra en la figura 3.45. 
cfm> --'-+-__, 
.. , 
OCU) 
Ll -· 
............ 
Figura 3,45. Circuito controlador de válvulas. 
154 
varf•bles • Regfst,..,. 
Medidor de PrecfpftKf6n 
HCU 
1111.IA.LA 1 
1111.1.UA 2 
'IUIO -CE 
ou::TOR 
-=<>< 
Figura 3.46. Diagrama de bloques para el medidor 
de precipitación pluvial. 
CAPITULO 111 
El tamaño del tubo es de 3/4 de pulgada, con un orificio de 5/8 
de pulgada y con una presión diferencial máxima de operación de 125 
psi. 
Para mayor información técnica, referirse al apéndice A, en 
donde se encuentran las respectivas hojas de caracteristlcas técnl-
cas. 
Los diagramas de bloques y del circuito electrónico, se muestran 
en las figuras 3.46 y 3.47 respectivamente. 
155 
V•l"fablH • Regl•tUI" 
Mmdldor de Precfpltacfdn 
'"""'''"'" ... 
""' 
Figura 3.47. Diagrama del circuito electr6nfco 
para el medidor de precipitaci6n pluvial. 
156 
CAPITULO 111 
V•r'8bles • Registrar 
l'edldor de Presión 
IJJ.d. R•dtdor d• Pr•st6n 
CAPITULO 111 
La presión se representa como una fuerza por unidad de área. 
Como tal, tiene las mismas unidades de esfuerzo y, en sentido gene· 
ral, puede considerarse como un tipo de esfuerzo. La presi6n •bsalut• 
se refiere al valor absoluto de la fuerza por unidad de área ejercida 
en la pared que contiene a un fluido. La presi6n •ano•étrica repre· 
senta la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosféri-
ca local. El vacfo representa la cantidad en que la presión atmosfé-
rica excede a la presión absoluta. De estas definiciones se ve que la 
presión absoluta no puede ser negativa y que el vacio no puede ser 
mayor que la presión atmosférica local. Vale la pena mencionar que la 
presión local del fluido puede depender de muchas variables; eleva-
ción, velocidad del flujo, densidad de flujo y temperatura, son pará-
metros de importancia frecuente. 
Por lo general, en el sistema Inglés de unidades la presión se 
expresa en 1 ibras/pu1gada 2 absoluta (psfa). La presión manométrica 
utiliza las mismas unidades y se designa con el símbolo psig. La 
unidad estándar del sistema internacional (SI) para la presión es el 
newton por metro cuadrado (N/_.) o pascal (P•). La presión se expresa 
con frecuencia en términos de la altura de una columna de fluido (por 
ejemplo mercurio), la cual soporta, a una temperatura de zo·c. A la 
presión atmosférica estándar esa altura es de 760 mm de mercurio que 
tiene una densidad de 13.5951 g/cni'. 
157 
Varlabln • l1t11f•tr•r 
Medidor de Pr•fón 
CAPITULO 111 
Algunas unidades de presión y sus equivalencias son las slguien-
tes: 
1 atmósfera (atm) • 14.696 libras¡pul~ada 2 absoluta 
• 1.01325 x lo· N/m (Pa) 
• 2,116 lb-fza/pie2 (lbf/ft2) 
1 N/m2 • 1 Pa 
atm • 760 milimetros de mercurio (mm Hg) 
bar • lo·• N/m2 ( 100 kPa) 
microbar • 1 dlna/cm2 
• 2.089 lb-fza/ple2 (O.l Pa) 
1 mm Hg • 1,333.22 microbar 
• 133.322 N/m2 (133.3 Pa) 
micrómetro • lo·• m2 de mercurio 
• 10-3 mm de mercurio (mm Hg) 
• 0.133,322 N/m2 (0.133 Pa) 
1 torr • 1 mm Hg 
pulgada de 
mercurio • 70.73 lb-fza/ple2 
1 lb/pulgada2 • 6,894.76 N/m2 (6.894 kPa) 
La presión de fluido resulta de un intercambio de la cantidad de 
movimiento entre las moléculas del fluido y la pared del recipiente 
que lo contiene; pero el intercambio total de la cantidad de movi-
miento depende de la cantidad de moléculas que chocan con la pared 
por unidad de tiempo y de la velocidad promedio de las moléculas. 
La presión estática, es decir, en estada estacionaria, no es 
dificil de medir con buena exactitud; sin embargo, las mediciones 
'.i...;; dinámicas san mucha más enganosas, debido a que están muy influidas 
por las caracteristicas del fluido que se estudia, asi como por la 
158 
Var"labln • Reghtnr 
Medidor ~ Pret.tdn 
CAPITULO 11l 
construcción del dispositivo de medición. En muchos casos, un instru-
mento de presión que da resultados muy exactos para una medición 
estática puede no dar indicaciones satisfactorias al realizar las 
mediciones dinámicas. 
la respuesta transitoria de los Instrumentos de medición de 
presiones depende de dos factores: 
l) la respuesta del elemento transductor que detecta la pre-
sión. 
Z) la respuesta del fluido que transmite la presión y la tube-
rfa y conexiones, etc. 
Por lo general este último factor determina la respuesta global 
de frecuencia de un sistema de medición de presión y, finalmente, la 
calibración directa debe descansar en el establecimiento de esta 
-respuesta. 
Dispositivos para "edición da Presiones 
Los dispositivos mecánicos ofrecen los medíos más sencillos para 
medir presiones. En este tema se examinan los principios de algunos 
de las arreglos más importantes. 
El manómetro para fluidos es un dispositivo muy usado para la 
medición de las presiones de estos en condiciones de estado estacio-
naria. Considérese primero el ••n6•etra de tubo en U mostrado en la 
figura 3.48. La diferencia de presión entre el valor desconocido p y 
159 
variables • •evlstr•r 
Medidor de Pres Ión 
CAPITULO IU 
la atmósfera, se establece cama una función de la altura diferen-
cial h. 
S•il1l de <--""--=-··· I Pa 
pre•ion ~ f 
,JI U:-r 
A,t]_l 
Figura 3.48. Han6metroº de tubo en U. 
Debe observarse que la distancia h se mide en forma paralela 
la fuerza gravitacional y que el diferencial de presión p - p
0
, se 
mide en el lugar indicado por la linea punteada. Si la localización 
de la fuente de presión está a una elevación diferente de este punta, 
hay un error apreciable en la determinación de la presión, dependien-
do de la densidad del fluido transmisor. 
Un ••nd•etro del tipo de pozo opera en la misma forma que el 
manómetro de tubo en U, excepto que la construcción es como se mues~ 
tra en la figura 3.49. 
l.60 
variables • Re¡tstrar CAPITULO 111 
Medidor de Prnl6n 
Por lo común, el manómetro del tipo de pozo se llena a un nivel 
de diferencial cero de presión, y entonces se mide el desplazamiento 
de la columna pequeña desde este nivel cero. 
figura 3.49. Hanómetro tipo de pozo. 
Los manómetros pueden Inclinarse a fin de alargar la escala y 
mejorar la legibilidad; por otra parte, pueden emplearse mirillas de 
vidrio óptico especiales y escalas Vernier, para proporcionar una 
localización e indicación m~s exactas de la altura del fluido en el 
manómetro, que las que pueden obtenerse a simple vista. Cuando el 
fluido en el manómetro es mercurio, pueden usarse captores de reluc-
tanela variable para detectar con exactitud la altura del fluido. Los 
flotadores de metal especiales también tienen dicha caracterlstlca 
con fluidos menos densos no conductores. 
161 
Vadablff a Reglatter 
Medldot de Ptnlón 
CAPITULO 111 
Cuando se arregla un manómetro de1 tipo de pozo, como en la 
figura 3.50, por lo común se le llama baró•etro. La parte superior de 
la columna contiene vapor saturado de mercurio a la temperatura lo-
cal. Esta presión de saturación es despreciable en comparación con la 
presión atmosférica. El pozo se expone a la presión atmosférica, la 
altura h es, por lo tanto, una medición de la presión atmosférica 
absoluta. Cuando pa • 14.696 psi• (1 at•), la altura de una columna 
de mercurio a zo·c es 760 mm. 
Figura 3.50. Han6metro usado como barómetro. 
La columna tiene una escala graduada fija en posición, la cual 
requiere que el instrumento se ponga a O para cada lectura, debido 
que el nivel"del pozo puede variar con la altura del mercurio en la 
columna. La puesta a O se realiza mediante un tornillo de ajuste que 
coloca el nivel del pozo en una posición de referencia. 
162 
variables a Registrar 
Kedldor de Presión 
Manómetro de Presión de Tubo Bourdon 
CAPITULO 111 
Los manómetros con tubo Bourdon, tienen una amplia gama de apli-
caciones en mediciones baratas y consistentes de la presión estática. 
Se fabrican en muchos tamanos (diámetros de 1 a 6 pulgadas) y exacti-
tudes. 
Figura 3.Sl. Esquema de un manómetro con tubo Bourdon. 
La figura 3.51, muestra la construcción de un manómetro con tubo 
Bourdon que por lo general es un tubo con sección transversal elipti· 
ca de configuración en forma de C. Cuando la presión se aplica al 
interior del tubo, resulta una deformación elástica, que, idealmente, 
es proporcional a la presión. El grado de linealidad depende de la 
calidad del manómetro. El extremo del tubo se conecta a un eslabona-
163 
V•tl•bln • Regf&tr•r CAPITULO 111 
Medidor de Presión 
miento cargado con resorte, el cual amplifica el desplazamiento y lo 
transforma en una rotación angular de la manecilla o aguja. El esla-
bonamiento se construye de modo que el mecanismo pueda ajustarse para 
linealidad óptima e hlstérisls mínima, lo mismo que para compensar el 
desgaste que puede ocurrir en un periodo determinado. 
"•nómetros de D1afregma y Fuelle 
Los man6metros de diafragma y fuelle representan tipos similares 
de dispositivos con deformación elástica, útiles para muchas aplica-
ciones de mediciones de presión. Considérese el diafragma plano suje-
to a la presión diferencial p 1 - P,. como muestra la figura 3.52. El 
diafragma tiene una deflexión de acuerdo con este diferencial de 
presión y la deflexlón es detectada por un transductor de desplaza-
miento apropiado. 
J ,,, 
Figura 3.52. Hanómetro de dfafragma. 
164 
V•rtablH • Reghtr•r 
Medidor de Presión 
CAPIT\JLO 111 
La figura 3.53, muestra el esquema de un manómetro de fuelles. 
La fuerza de un diferencial de presión causa un desplazamiento de los 
fuelles, el cual puede convertirse en una señal eléctrica o pasar por 
una amplificación mecánica que le permite mostrar la salida en una 
carátula indicadora. 
_J 
Drsp1az:amif"nfo 
d• los fn•lles 
Figura 3.53. Hanómetro de fuelles. 
Por lo general, el manómetro de fuelles no es adecuado para 
medir presiones transitorias, debido al movimiento relativo más gran-
de y a la masa involucrada. El manómetro de diafragma, por otra par-
te, puede ser bastante rigldo, aunque en él ocurren desplazamientQs 
más bien pequeños y es adecuado para las mediciones de presión de 
alta frecuencia. 
165 
Varfabtn 11 Rrglatrar-
Hedfdor de- Prnl6n 
"edición de Bajas Presiones 
CAPITULO 111 
El propósito de este análisis es hacer un comentarla sobre los 
tipos principales de Instrumentos de vacía y describir los principios 
ffsicas can que operan. 
Para mediciones de vacío moderado, pueden emplearse los manóme-
tros de tubo Bourdon y diversos manómetros de diafragm1. Sin embargo, 
esta sección se ocupa de la medición de presiones. bajas que no san 
accesibles a los manómetros convencionales de manera usual. En este 
sentida, el principal Interés se centra en presiones absolutas meno-
res de 1 torr (1 mm Hg, 133 Pa). 
"anómetro "cleod 
Este es un manómetro de mercurio modificado, que se construye 
como se muestra en la figura 3.54. El dispositivo móvil se baja, 
hasta que la columna de mercurio baje de la abertura O; entonces, el 
bulbo By el tubo capilar e, quedan a la misma presión que la fuente 
de vacía p. El depósito se eleva subsecuentemente, hasta que el mer-
curio llene el bulbo y se eleve par el tubo capilar a un punto donde 
el nivel en el capilar de referencia se localiza en el punto cero. 
Las man6metros Helead comerciales, tienen el capilar calibrado 
en micrómetros. 
166 
Vadablea • Reglatur 
Medidor de Presión 
Figura 3.54. Nan6metro #cleod. 
Manómetro de Piran! de Conductividad T6r•1ca. 
Dcpb!ito 
movibl~ 
CAPITULO 111 
A bajas presiones, la conductividad térmica efectiva de los 
gases disminuye. El man6metro Pirani es un dispositivo que mide la 
presión mediante el cambio de conductancia térmica del gas. El man6-
metro se construye como muestra la figura 3.55. Se coloca un filamen-
to calentado eléctricamente en el interior del espacio vaclo; la 
pérdida del calor del filamento depende de la conductividad térmica 
del gas y de la temperatura del filamento. Mientras más baja es la 
presión, más baja es la conductividad térmica y, por lo tanto, más 
alta la temperatura del filamento para determinada entrada de energia 
167 
v.,·lables • Re-glstr•I' 
Medidor de Prnlón 
CAPITULO J 11 
eléctrica. La temperatura del filamento puede medirse con un termo-
par; pero en el man6metro Pjranl la medición se efectúa mediante la 
variación de resistencia del material del filamento (tungsteno, pla-
tino, etc.). La medición de la resistencia puede realizarse con un 
circuito puente apropiado. 
Al circuilo 
pucnlc 
Figura 3.55- Nan6metro Piran!. 
La pérdida del calor del filamento también es un factor. de la 
temperatura ambiente. 
Figura 3.56. Arreglo de manómetro Pirani, para compensar 
los cambios de temperatura ambiental. 
En la práctica, se conectan en serie dos manómetros, como en la 
figura 3.56, para compensar las variaciones posibles en las condicio-
168 
Yarlabl• • R.;lstrar 
111.:f\dot' de Prnlón 
CAPITULO 111 
nes ambientales. Se hace el vac{o en el manómetro medidor y se expone 
las mismas condiciones ambientales que el manómetro sellado. El 
circuito puente se ajusta (por medio de la resistencia R2) para pro-
ducir una condición nula. Cuando el manómetro de prueba se expone 
las condiciones particulares de presión, las deflexlones del puente 
desde la posición nula se compensan para los cambios de la temperatu-
ra ambiental. 
Manómetro Knudsen 
Considérese el arreglo mostrado en la figura 3.57. 
Figura 3.57. Esquema del manómetro Knudsen. 
169 
Variables • Rr:gfatrar 
Hedfdor de Presión 
t»JTULD 111 
Dos aspas 11, junto con el espejo #, están montadas en la sus-
pensión del tilamento delgado. Cerca de estas ~spas están dos placas 
calientes P, cada una a una temperatura T. La distancia entre las dos 
placas y las aspas es menor que la trayectoria media libre del gas 
que las rodea. Los calefactores se instalan de modo que la temperatu-
ra de las placas sea más alta que la del gas adyacente. Las aspas 
están la temperatura del gas. Las moléculas que chocan con las 
aspas desde las placas calientes tienen una velocidad más alta que 
las que salen de las aspas, debido a la diferencia de temperatura; 
por lo tanto, hay una cantidad de movimiento neta impartida las 
aspas que se puede medir al observar el desplazamiento angular del 
espejo. El intercambio total de cantidad de movimiento con las aspas 
es una función de la densidad molecular, la cual, a su vez, se rela-
clona con la presión y temperatura del gas. 
El manómetro Knudsen proporciona una medición absoluta de la 
presión que es independiente del peso molecular del gas. Adecuado 
para cmplcaroc entre io·s y 10 mfcr6mctro<, también puede usarse <:omo 
dispositivo de calibración para otros manómetros dentro de estos 
lfmites. 
"•nómetro de Ionización 
Considérese el arreglo mostrado en la figura 3.58. El cátodo 
caliente emite electrones, que son acelerados por la rejilla cargada 
positivamente. Conforme los electrones se mueven hacia la rejilla, 
170 
V•rl•bln • Reglatnr 
Modldor de Prntón 
CAPITULO 111 
producen la ionización de las moléculas de gas mediante colisiones. 
La placa se mantiene a un potencial negativo, de modo que capta iones 
positivos y produce la corriente de placa iP. Los electrones y los 
iones negativos son atraídos por la rejilla, produciendo la corriente 
de rejilla i
0
• La presión del gas es proporcional a la razón entre la 
corriente de placa y la corriente de rejilla, 
p • (1/5) X i,/i
0 
donde la constante de proporcionalidad S se denomina sensibilidad del 
manómetro. Para el nitrógeno, un valor típico es 
S • 20 torr·• (2.67 kPa") 
lp t 
Figura 3.58. Esquemd de1 mdnómetro de ionización. 
Los manómetros de ionización convencionales son adecuados para 
mediciones entre J.O y 10'5 micrómetros (0.13 a J.3x10' 6 Pa) y por lo 
general, la corriente de salida es lineal entre estos márgenes. A 
presiones más altas hay el peligro de quemar el cátodo. Los tipos 
especiales de manómetros de ionización son adecuados para medir pre-
siones hasta de solo 10· 12 torr (0.13 nPa). Se requieren técnicas 
171 
Varfllbl• • Jt-vfstnl" 
"-:lldol" de Pr•fdn 
CAPITULO 111 
experimentales muy precisas con objeto de obtener las mediciones en 
estos altos vacíos. 
"anómetro Alfatrón 
El a1fatr6n es un man6metro de fonfzacfón radioactiva. Se mues-
tra en forma esquemática en la figura 3.59. 
R F:• 
Envolvrntedel manbme1ro 
Figura 3.59. Esquema del man6metro a1fatr6n. 
Una pequefta fuente de radio sirve como emisor de partículas 
alfa. Estas partículas Ionizan el gas en el interior del envolvente 
del man6metro y el grado de Ionización se determina por la medición 
del voltaje de salida E
0
• El grado de lonfzacfón es una función di-
recta lineal·de la presión, entre márgenes más bien amplios de pre-
siones, desde JO'' hasta J03 (O.Ja J05 Pa). Sin embargo, las carac-
terísticas de salida son diferentes para cada tipo de gas usado. 
172 
trar 
10!2 L 
TL 
10% P 
10* A 
10t P 
Ni
m?
 
102 > 
sob 
mv 
10-*pP 
tot   
Figura 3,60. 
Pr
es
ió
n,
 
m
m
 
Hg
 
Resumen de los límites de aplicación 
polo 
103 
108 
10* 
10? 
100 
107? 
10-1 
10-10 
tor 1   
lo
ni
za
ci
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ra
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A
 
Mc
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2
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[
2
2
2
2
 
Bo
ur
do
n 
2
2
 
“CAPITULO 311 
de los manómetros, para la medición de presiones. 
la figura 3.60, muestra un resumen conveniente de los 
de presión para los cuales se emplean los manómetros descritos. 
173 
márgenes
Val"labl" a Rl'Qla l"81" 
M«tldor de Pl" .. t6n 
~E 
z 
10 12 
10'º 
10• 
10' 
• 
2 
1Q- l 
10-• 
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1010 
1 
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E 0 
E 
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~ - 2 
... 
10-• 
10-• 
-1 
io-10 
~~ílíli 
e ~ ] ~ ~ ~ 
:2 
11 
11 
11 
11 
11 
11 
10- 12 ~~-----------
CAPITULO 1 1 
1gura . 0. es en e s i ites e li ción 
e s anómetros, ara  edición e resiones. 
La figura . 0, uestra  en veniente e s ár  
e r sión ara s ales  plean s anómetros escritos. 
3 
V•rl•bles • Regf sttat 
Medidor et. Prn16n 
Selección del Transductor 
CAPITULO 111 
De los dispositivos medidores de presión mencionados, algunos no 
son de tamafto adecuado, otros no cumplen con la caracteristica de 
portabilidad que se desea y otros están especificados para ser em-
pleados en mediciones de bajas presiones, por lo que tampoco son 
adecuados para nuestro diseno. 
Debido a sus características de: tamafto, sencillez de manejo, 
portabilidad, respuesta lineal, aislamiento mecánico/flufdico, pro-
tección contra corrosión y agentes externos conductivos, robustez de 
diseno y costo, se eligió emplear un transductor de tipo semiconduc-
tor. 
Se consideró la linea de sensores de presión HPX de Hotoro/1 que 
proveen una amplia selección, con rangos de operación de O 2,000 
milibares y posibilidad de usos en aplicaciones automotlvas, biomédi-
cas, comerciales e industriales (ver tabla J.3). Para cada rango de 
presiones de operación, se proveen estos sensores en encapsulados 
híbridos en circuito integrado, para fácil montaje en tarjetas de 
circuito impreso. Son dispositivos diseftados para proveer alta 
exactitud y excelente estabilidad. Son facilmente intercambiables y 
pueden ser interconectados con sencillez en sistemas de referencia, 
control y display, incluyendo además compensación de temperatura 
interna. 
174 
V•rlable. • •egf•tr•r 
Hedfdor de Prnldn 
La posibilidad de selección Incluye: 
- Rangos de presión: 
O a 100, O a 500, O a 1,000 y O a 2,000 milibares. 
- Cuatro medidas básicas: 
Diferencial, absoluta, atmosférica y de vacfo. 
- Tres opciones de chips: 
Sin compensar, de temperatura compensada y calibrado, 
senal condicionada (con un chip amplificador). 
RANGO DE ESCALA LINEALIDAD 
DISPOSITIVOS PRES ION COMPLETA OFFSET SENSIBILIDAD ~ Ese Comp 
mbar Hax mV, prom mV,Hax mV/mbar prom prom 
- DE SENAL CONDICIONADA 
HPX3100 1, 000 3,000 600 :!:0.2 
- COMPENSADOS/CALIBRADOS 
HPX2010 100 20 :!:1 0.25 ±o. s 
HPX2011 100 25 :!:2 0.25 ±o. s 
HPX2050 500 40 ±1 o.os :!:o .1 
HPX2051 500 40 ±2 0.08 :!:0.1 
HPX2100 1,000 40 :!:1 o .04 :!:0.1 
HPX2101 1,000 40 :!:2 0.04 ±0.1 
HPX2200 2,000 40 :!:1 0.02 :!:0.1 
HPX2201 2,000 40 :!:2 0.02 ±0.1 
- NO COMPENSADOS 
±o .1 * • HPXIO 100 35 35 0.35 
HPXIJ 100 50 35 . 5 -0.5, +3. 
HPX12 100 55 35 .55 O, +5 
HPXSO 500 60 35 .12 ±o.os 
HPXSI 500 45 35 .09 ±o.os 
HPX52 500 60 35 .12 ±o. 3 
HPXIOO 1,000 60 35 .06 ±o.os 
HPX2DO 2, ººº 60 35 .03 ±o.os 
HPX20l 2,000 60 35 .03 :!:0.1 
TABLA 3.3. Sensores de pres;6n de la serie NPX. 
CAPITULO IU 
De los transductores de presión considerados, se seleccionó para 
nuestros propósitos al transductor #PX2200, que es el adecuado para 
manejar el rango de presiones posibles en la tropósfera, Incluyendo 
l.75 
Variables • Registrar 
Medidor et. Presión 
CAPITULO 111 
las más altas montanas y las máximas depresiones, para lo cual se 
estima un rango de presiones de 393.6 a 1,065 milibares, de donde 
podemos determinar la posibilidad de aprovechar adecuadamente este 
transductor. 
Como se puede observar en la figura 3.61, el transductor provee 
voltajes bastante pequenos. Debido a ello, se colocó en su salida un 
amplificador no inversor de ganancia 200, por medio del cual se ob-
tienen niveles de voltaje adecuados para el HCU. La señal de salida 
de dicha etapa amplificadora, es alimentada a un multiplexor (contro-
lado · por software desde el #CU), por medio del cual se el lge entre 
medición de presión o de temperatura. 
30 
ó 
20 4 
3 
10 
o 200 400 eoo eoo 1000 1200 1400 1eoo 1000 
PRESION (mber) 
Figura 3.61. Gráfica de presiones sensadas-voltajes de salida, 
para el sensor de presión #PX22000 
y el circuito total del medidor de presión. 
176 
V•dabtes • l9fl•tr•r CAPITULO 111 
Medidor d. Prnl6n 
En la figura 3.62, se muestra el transductor que ha sido selec-
cionado, en la figura 3.63, se muestra el diagrama de .bloques del 
circuito externo al #CU, empleado para efectuar la medición de pre-
siones y en la figura 3.64 se muestra el correspondiente al circuito 
electrónico respectivo. 
Figura 3.62. Transductor elegido para el medidor de presión. 
Figura 3.63. Diagrama de bloques de1 medidor de presión. 
177 
V•rhables a Reglau•r 
Mtdldor" de Prest6n 
-· 
Figura 3.64 
R31 
""" CHCU> 
Diagrama del circuito e1ectr6nico 
del medidor de presión. 
178 
CAPITULO 111 
Y•rfabl" • •111t.tnr c:Af'll\JlO 111 
Medldofo de Dfnccldn y V.loclct.d dll vi.,to 
111.e. "edldor de Dirección y Velocidad del Viento 
El término viento es generalmente aplicado a los movimientos del 
aire que son horizontales y cercanamente paralelos a la superficie de 
la Tierra; otros movimientos del aire son usualmente designados como 
corrientes de aire. 
Todos los vientos que soplan son el resultado de una misma cau-
sa; diferencias de temperatura. Algunas partes de la superficie de la 
Tierra son mis calientes que otras y el aire sobre ellas llega 
calentarse, ascendiendo, y dispersándose sobre las regiones vecinas, 
causando que la presi6n barométrica disminuya sobre la reglón calien-
te y aumente sobre las reglones frias. Esta diferencia en presiones 
barométricas sobre las reglones vecinas, causa que el aire se mueva a 
lo largo de la superficie de la Tierra de una reglón de alta a una de 
baja presión. 
El viento posee 3 caracterlstlcas que pueden ser medidas: la 
dirección, la velocidad y la presión que ejerce sobre una superficie, 
lnteresindonos para nuestro diseno, las 2 primeras. 
Dirección del Viento 
Los vientos pueden en el curso de un ano generalmente soplar en 
diferentes direcciones. Un viento es usualmente designado por la 
179 
Y•rl.t>l• • Re;l•trar CAPITULO 111 
Medidor de Dlre«:l6n y V•locldsd del yf.,to 
dirección de donde sopla. El dispositivo que determina la dirección 
del viento llamado veleta, fue probablemente uno de los primeros 
dispositivos metereológicos. Las veletas han sido usadas en una gran 
variedad de dlsenos a veces sirviendo más como un ornamento que como 
un Instrumento científico. Durante la edad media fueron utilizadas 
como parte de los ornamentos en las torres de las Iglesias y otros 
edificios altos y en ocasiones adornando los mástiles de los barcos. 
Figura 3.65. Diferentes tipos de veletas. 
180 
Y•rf.t>ln • leglstnl"' CAPITULO 111 
liledldof" d9 Dlr11CCl6n y Y•lccfmd ditl Vf.,to 
En la figura 3.65, se muestran diferentes tipos de veletas que 
han sido usados por muchos anos en los centros metereológlcos, siendo 
en ocasiones utilizadas al mismo tiempo para algunos tipos de anemd-
metros, como el de presión o de rotación. 
Cuando una veleta es dlsefiada y equipada para dar registro con-
tinuo de la dirección del viento, es también conocida como un anemos-
copio y normalmente es colocado entre 3 y JO metros de altura y 
además es Instalada en una posición Inicial con dirección norte. 
Entre las características que deben tener dichas veletas tenemos 
las siguientes: 
Ligeras de peso, para que la veleta tenga un momento de Iner-
cia bajo y responda bien a cambios rápidos en la dirección del 
viento, sin un sobregiro excesivo. 
Un balance correcto, que prevenga un empuje lateral en los 
rodamientos e Impida la tendencia a un movimiento en una sola 
dirección, si el eje de rotación no esta exactamente vertical. 
Buenos rodamientos, para que la veleta gire libremente con 
vientos ligeros. 
Suficiente tamano y forma correcta, para dar un adecuado giro 
con vientos ligeros. 
Rosa de los Vientos 
Es un diagrama que senala los puntos cardinales además del número 
o proporción de vientos que soplan en cada una de las principales 
direcciones, siendo representados por la longitud de la linea respec-
tiva, convergiendo hacia el centro del circulo. El número en el clr-
181 
Y11rfabln • •eo;atatnl" CAPITULO 111 
Medido!" de Dlrwcct6n y Velocidad del Viento 
culo central da el número de casos en los que no hubo viento. 
Otra forma de la rosa de los vientos ha sido introducida, mos-
trando con la longitud de las lineas, la frecuencia de los vientos de 
las diversas direcciones y por su grosor la fuerza de ellos, respecto 
a una escala dada. 
Normalmente la correspondencia que hay entre los grados de un 
circulo y las direcciones en la brújula de una rosa de los vientos, 
es la que se muestra en la tabla 3.4. 
Direcclones de la brúlul a Wlli 
N 3SO, 360, 10 
NNE 20, 30 
NE 40, so 
ENE 60, 70 
E 80, 90, 100 
ESE 110, 120, 
SE 130, 140 
SSE ISO, 160 
s 170, 180, 190 
ssw 200, 210 
sw 220, 230 
WSW 240, 2SO 
w 260, 270, 280 
WNW 290, 300 
NW 310, 320 
NNW 330, 340 
Tabla 3.4. Correspondencia entre 7as direcciones 
de la rosa de los vientos y los grados de un circulo. 
182 
Variables a Registrar CA.PI TULO 111 
Med(dor de Dirección y Velocldlid dsl Viento 
Entre los anemoscopios conocidos tenemos los siguientes: 
- Anemoscopio de Levas 
Su funcionamiento se basa en un arreglo sobre un solo eje de 
cuatro levas, las cuales cierran contactos de un circuito eléctrico 
para senalizar las direcciones del viento en cualquier momento, como 
se muestra en la figura 3.66. 
Figura 3.66. Hecanfsmo de levas para anemoscopio. 
- Anemoscopio 'Selsyn "otor•. 
Este medidor posee un motor de autosincronfa, donde la veleta 
está montada sobre un eje, el cual es continuación del eje de un 
motor de inducción. El indicador o parte registradora es una aguja 
montada sobre el eje de otro motor similar. Los rotores de ambos 
motores tienen sus contactores conectados juntos y los estatores de 
ambos conectados a la misma fuente de corriente Interna; de donde 
l.83 
Variables a Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Diracción y Velocidad del Viento 
ambos rotores girarán en forma conjunta. Cuando el rotor donde está 
montada la veleta es movido por el aire, el rotor donde se encuentra 
montada la aguja indicadora gira al mismo tiempo, proporcionando una 
indicación de la dirección del viento. 
copas de — 
anemómetro 
   
    
     
       
¡— eje de veleta 
  A 
2, : 
motor para de 3 motor para 
velocidad A => , 
dirección 
transmisor receptor 
  
  
| 
115 volts 
$ 760 ciclos de L.a. 
      
Figura 3.67. Circuito de motor de auto-sincronia. 
184
Y•r~abln  l latnr PI LO 1 
lldldor i' ire ción  •l cl lld l iento 
bos t res i rán  a njunta. uando l tor nde stá 
ontada  leta s ovido or l ire, l tor nde  cuentra 
ontada  uja I i adora ira l is o e po, orci ando a 
i ación e  i ción el i nto. 
ra i or- ·eceptor 
A:~'""'" -50 l l 1 t t .1. 
i ura . 7. ircuito e otor e t -si cronia. 
l.  
Variables a Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Dirección 'I Vetocld9c:I del Vlerito 
- Anemoscopio de Potenciómetro 
En este, la veleta utiliza un conductor plástico de precisión 
tipo potenciómetro montado en la parte baja de la estructura princi~ 
pal. El eje vertical que sostiene la veleta, está soportado sobre 
baleros de bolas y conectado al potenciómetro por medio de un acopla-
miento flexible. El potenciómetro requiere de una fuente de voltaje 
regulada o de una bateria externa. Con un voltaje constante aplicado 
al potenciómetro, el voltaje de salida es directamente proporcional 
al ángulo de azimut de la dirección del viento. El registro de dicha 
dirección se hace por medio de un medidor galvanómetro o de un cir-
cuito electrónico para presentar la dirección digitalizada, al hacer 
que el potenciómetro modifique el valor RC de un oscilador, contando 
a continuación los pulsos generados. 
- Anemoscopio Digital 
El principio de operación de este instrumento se basa en que el 
eje vertical donde está montada la veleta, tiene en su parte inferior 
un disco codificado en c6dfgo Grey y un sensor optoelectrónico con 
determinado número de bits, dependiendo de la resolución deseada para 
determinar la dirección. 
Al girar la veleta, el sensor optoelectrónico detectará el códi-
go que representa la dirección del viento, el cual será mandado a una 
interfase que convertirá dicho código a una dirección en grados o un 
185 
Y•rlabln a Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Dlreect6n y Velocidad del Viento 
código alfanumérico, representando as! la dirección registrada. 
Velocidad del Viento 
La velocidad el viento puede ser establecida como la rapidez con 
que este pasa por un punto dada. E'?ta es usualmente muy irregular, 
sujeta a cambios repentinos, especialmente cercanos a la superficie 
de la Tierra. Es de Interés para el meteorólogo la medición de dicha 
velocidad y designarla por un nombre tal como calma, brisa, viento, 
tormenta, ventarrón, o huracán. 
El Instrumento que nos permite determinar dicha velocidad es 
llamado comúnmente anem6metro y generalmente se dividen en tres ti-
pos: de deflexión, de rotación y de presión. 
Anemómetro de Deflexl6n 
Dicho Instrumento es de una forma simple y consiste en una del-
gada placa suspendida en su parte superior y libre para girar. La 
placa es movida por una veleta para que esté siempre de cara al vien-
to. La cantidad de deflexión experimentada por la placa es indicada 
por un arco graduado colocado abajo de esta. Dicho arco puede ser 
graduado para dar una medición aproximada de la velocidad del viento. 
El ángulo de deflexlón de la placa es una función no lineal de la 
velocidad del viento y la escala no está dividida en partes Iguales, 
186 
V11rlabln 11 Regtatr-11r CAPITULO 111 
Medidor de Dlrecct6n y Velocidad del Viento 
presentando divisiones mayores para el registro de las velocidades 
bajas. 
Figura 3.68. Anem6metro de def1exi6n. 
Anemómetro de Rotación 
Dentro de los anem6metros rotacionales, tenemos el anemdmetro de 
Robfnson, que consiste en tres o cuatro medias esferas huecas montaw 
das sobre brazos con libertad de giro. 
~ 
~ 
Figura 3.69. Anemómetro de Robfnson. 
187 
Variables a Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Otrecct6n y Velocidad del Viento 
El de cuatro copas fue formalmente usado, pero la mayor preci-
sión se obtiene con el anemómetro de tres copas, en el que su veloci-
dad rotacional es proporcionalmente más cercana a la velocidad del 
viento. Dicha velocidad rotacional puede medirse por medio de un 
tacómetro calibrado, para indicar la velocidad del viento. 
Dentro de la gran variedad de tacómetros que existen podemos 
mencionar los siguientes: 
Tacó•etro #ecánico; el más utilizado, es el típico contador 
de revoluciones empleado para medir localmente la velocidad de 
rotación de toda clase de dispositivos giratorios. Este conta-
dor consiste bAsicamente de un eje elástico que al girar mueve 
través de un tren de engranes al indicador de la velocidad 
rotacional del eje que será representativa de la velocidad del 
viento. 
Tacó•etro Centrifugo; se basa en el volante centrifugo clási-
co empleado Inicialmente en loo caldera< de vapor. 
Figura 3.70. Tacómetro centrifugo. 
188 
Y•riable. • Reoglstt•r CAPITULO 111 
Medidor de Dirección y Velocidad del Viento 
Dos pesos rotativos articulados a un eje giratorio aumentan 
su radio de giro debido a la fuerza centrifuga y comprimen un 
resorte. La medida de la compresión del resorte leida en una 
escala, representa la velo_cldad de giro del eje. La velocidad 
limite que pueden medir estos instrumentos es de más de 40,000 
r.p.m., con una precisión de ±J%. 
Tac6•etro Eléctrico de Corrientes Parásitas; Estos disposlti-
vos, emplean un transductor que produce una señal analógica 
digital, como conversión de la velocidad de giro del eje; ha-
ciendo girar un imán dentro de una copa de aluminio. El giro 
del imán induce corrientes parásitas en el aluminio, que crean 
un par resistente proporcional a la velocidad. Un resorte 
frena el cabezal del aluminio quedando este en una posición 
que se señala en un dial. El campo de medida es de O a 15,000 
r.p.m. 
Copa dr 
aluminio 
====lm=,.ij 
) 
C9j1G de GC:~fO 
,,·' ,.,, 
,\ I 
' 
Figura 3.71. Tacómetro de corrientes parásitas. 
189 
o gliatrar - CAPITULO 111 
Hedidor de Dirección y Velocidad det Viento 
Tacómetro de Corriente Alterna; consiste en un estator bobi- 
nado multipolar, en que el rotor dotado de imán permanente 
induce una corriente alterna. Un voltimetro señala la corrien- 
te inducida y por lo tanto el giro en r.p.m. del eje en el 
dispositivo.     
Voltimelro:C A. 
Figura 3.72. Tacómetro de corriente alterna. 
- Tacómetro de Corriente Continua o Dínamo; consiste en un 
estator de imán permanente y un rotor con un entrehierro unt- 
forme. La tensión continua recogida en las escobillas del 
rotor, es proporcional a la velocidad en r.p.m. de los dispo- 
sitivos. Esta tensión puede leerse en un voltímetro indicador 
o bien alimentar un instrumento potenciométrico a través de 
una resistencia divisora de tensión. La precisión en la medida 
alcanza 20.5% para velocidades que llegan hasta las 6,000 
r.p.m. 
190
Varl•bln • R~lur•I" PI LO 1 
Medidor e irección  eloci ad al vi ta 
ac6•etra e o riente lt rna; nsiste   tor obi-
do ultipolar,  e l tor t do e I án anente 
uce a rriente l na. n l í etro Hala  rrien-
 I ucida  or  to l iro  . . . el je  l 
i ositivo. 
i ura . 2. acómetro e rriente l rna. 
•c6•etra e o riente onti ua  1na•o; nsiste   
tor e An anente   tor n  t ehie ro ni· 
e. a si n nti ua gida  s obi la• el 
tor, s porcional   l cidad  . .  s i o-
os. sta si n ede rse   ltf etro i ador 
 i n entar  ru ento t cl étrico  és e 
a i t cia i isora e sión. a r cisión   edida 
za ±o.sx ara l ci ades e an asta s , 0 
. . 
 
Variables a Regtstral"' C.\PI TULO 111 
Hadldor de Dll"'.cct6n y Velocld.d del Viento 
Figura 3.73. Tacómetro de corriente continua. 
Tac6aetro de Frecuencia o Frecuencimetro; mide la frecuencia 
de la senal de corriente alterna captada por los transductores 
de tipo electromagnático (magneto y reed swith, de efecto 
Hall), capacitivo u óptico que dan impulsos cuyo número es 
proporcional a la velocidad de giro del aparato. 
~ 
L----
0 
- - - J 
Figura 3.74. Tacómetro de frecuencia. 
l.9l. 
V•rlables • R1t9h.trar CAPITULO 111 
Medidor de Dirección y Velocidad del Viento 
El transductor no tiene contacto mecánico con el eje de giro. 
la medida de la frecuencia puede pasarse a un contador elec-
trónico basado en la medida de las revoluciones por unidad de 
tiempo. 
Ane~ómetro de Presión 
Este emplea un tubo de entrada del aire, conocido como tubo de 
Pitot, que se encuentra colocado en la veleta que lo mantiene de cara 
al viento. Cuando el viento sopla en la boca del tubo, la presión 
Interna es mayor que la externa. Esta diferencia de presiones es una 
función de la velocidad y puede ser expresada con gran aproximación 
por medio de la fórmula: p1 - p2 • kdv 2 
donde: p1 • presión dentro del tubo 
p~ •• ~~~s 0 ~~da~u~re~ ~~~ 0 tubo 
d • densidad del aire 
k • constante que depende de las caracterlsticas del tubo. 
Figura 3.75. Anemómetro de presión. 
l.92 
Variables. Revl•tr.r CAPITULO 111 
Medidor de Dirección v Velocidad del Viento 
Además de los anteriores, existen otro tipo de anemómetros des-
critos a continuación: 
Anemómetro de Alambre Caliente 
Es un dispositivo que se usa con frecuencia en trabajos de in-
vestigación para estudiar las condiciones de flujo que varian con 
rapidez. Se calienta electricamente un alambre delgado que se coloca 
en la corriente del flujo, la tasa de transferencia de calor del 
alambre puede expresarse como: 
q • (a + bu0
•
5
) (T. - T1) 
donde: r •• temperatura del alambre 
T1 •temperatura libre de la corriente del fluido 
u • velocidad del fluido 
a, b •constantes obtenidas mediante una calibración 
del dispositivo. 
La tasa de transferencia de calar también debe darse por: 
q • i 2R. 
• i 2R0(l + c(T. - T0 )) 
donde: • corriente eléctrica 
R0 • resistencia del alambre 
a la temperatura de referencia r. 
c • coeficiente de temperatura de la resistencia. 
Para propósitos de medición, el alambre caliente se conecta a un 
circuito puente, como se muestra en la figura 3.76. La medición de la 
193 
V•rlabln • Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Dirección y Veloc;fdad del Viento 
calda de voltaje en el resistor estándar R., determina la corriente, 
y la resistencia del alambre se establece por medio del circuito 
puente. Con f y R. determinadas, se calcula la velocidad del flujo 
con las ecuaciones anteriores. 
Cuando se emplea el alambre caliente para medir patrones del 
flujo que cambian con rapidez, debe tomarse en cuenta la respuesta 
transitoria de las caracteristicas de resistencia térmica y eléctrica 
del alambre. La respuesta del alambre depende del ángulo de la velo-
cidad de flujo con el eje del alambre. 
1t.,•-
Alambrc 
calicnle 
Sonda 
:ahl.ada 
Pocc-ndbmctro o EVM 
Figura 3.76. Anemómetro de alambre caliente. 
Anemómetro Laser de Efecto Doppler 
Se ha visto como los métodos ópticos de registro del flujo, 
ofrecen la ventaja de que no lo alteran durante el proceso de medl-
194 
Vadables • Rl:'illstrar CAPITULO 111 
Hedido,. de Dirección y Velocidad del Viento 
ción. El anemómetro 1aser es un dispositivo que ofrece las ventajas 
de los métodos ópticos al no alterar las mediciones, al mismo tiempo 
que permite mediciones cuantitativas muy precisas de las velocidades. 
Por otra parte, tiene una respuesta rápida y es adecuado para medir 
fluctuaciones turbulentas de alta frecuencia. 
El rayo laser se afoca a un pequeño elemento de volumen en el 
flujo mediante una lente. Con objeto de que funcione el dispositivo, 
el flujo debe contener algún tipo de partículas pequeñas para disper-
sar la luz, la que debido a tal efecto, experimenta un corrimiento 
Ooppler en frecuencia, directamente proporcional a la velocidad del 
flujo. El filtro de densidad neutro, reduce la intensidad de la por-
ción, sin dispersar el haz, y entonces se recombina con el haz dis-
persado a través del divisor de haz. 
rrrw.·e..;unu:ntn D1sp01oiti•Otlc 
r1tc1tfmico k'lura 
"' 
Figura 3.77. Anemómetro 1aser de efecto Doppler. 
195 
,, 
Variables • Reglatrar CAPITULO lll 
Medidor de Dirección y Velocidad del Viento 
El dfspositfvo de anemómetro laser debe construirse de manera 
que los haces directos y dispersado viajen por la misma trayectoria 
óptica, de modo que en el tubo fotomultiplicador se observe una in· 
terferencia proporcional al corrimiento de frecuencia. Este corri· 
miento da una fndfcac~ón de la velocidad del flujo. Con objeto de 
recuperar los datos de velocidad de la señal del fotomultiplfcador se 
deben emplear técnicas eléctronfcas de gran complejidad para el pro· 
cesamiento de la seftal. Se han desarrollado anemómetros 1aser que 
miden más de una componente de velo~idad al mismo tiempo, pero las 
técnicas ópticas y de procesamiento electrónico de la señal llegan 
ser bastante complejas y costosas. 
Dispositivos Seleccionados 
Tomando en cuenta las características de los instrumentos deta-
llados con anterioridad, se han seleccionado los siguientes: 
Diseño del Anemoscopio 
Haciendo un análisis comparativo de las tecnologfas existentes, 
determinamos que el de levas es obsoleto, el "selsyn motor" demasiado 
complicado para nuestras necesidades y por último el de potenciómetro 
tendrla demasiada sensibilidad en cuestión del rango o dirección que 
deseamos detectar. Por lo tanto nos bastará uno de tipo optoelectró-
nico o digital (que es además económico), de solo cuatro bits para 
196 
,;;; 
V•rtabln a Registrar CAPITULO 111 
Medidor de Dtreecfón y Veloeldltd del Viento 
las 16 direcciones que tenemos en la rosa de los vientos. 
Haremos uso de una veleta de la compañia R.H. Young Company, 
modelo 6301A mostrada en la figura 3.79, la cual tiene las dimensio-
nes apropiadas para nuestro módulo portátil y que ha venido siendo 
utilizada en la estación meteorológica de la Ciudad de México, con 
buenos resultados en cuanto a su respuesta al direccionamiento. 
Figura 3.78. Veleta seleccionada para el diseño. 
197 
V•f'fa;,IH • Reglstnr CA.PITULO 111 
Medidor de Dirección y Veloclded del Viento 
N 
Figura 3.79. Disco codificado en código Grey. 
DEC &, ª• a, s. DIRECCION HEX 
o o o o o N o 
1 o o o 1 NNE 1 
2 o o 1 l NE 3 
3 o o 1 o ENE 2 
4 o 1 1 o E 6 
5 o 1 1 1 ESE 7 
6 o 1 o 1 SE 5 
7 o 1 o o SSE 4 
8 1 1 o o s e 
g 1 1 o 1 sso o 
JO 1 1 1 l so F 
11 1 1 1 o oso E 
12 1 o 1 o o A 
13 1 o l l ONO B 
14 l o o l NO 9 
15 l o o o NNO 8 
Tabla 3.5. Código Grey. 
198 
V.r·lebln a Reghtnr CAPITULO 111 
MecUdor de Dtreccl6n y Velocidad dltl Vl.,to 
Utilizaremos un disco codificado en código Grey que se muestra 
en la figura 3.79. Usando este código (ver tabla 3.5), unicamente se 
requerirá la detección del cambio de un bit, para determinar el cam-
bio de dirección. El disco estará acoplado al eje de la veleta, y sus 
dimensiones dependerán del sensor optoelectrónico a utilizar. 
El diagrama de bloques del circuito externo al #CU para la medi-
ción de la dirección del viento, se muestra en la figura 3.80. 
~ 
CZRCIJITO c:=o D 60<liOR ""'~ 
"""""· DI-"""" . 
O:tsc<> 
coo~o:oo 
Figura 3.80. Diagrama de bloques dal circuito 
de anemoscopio. 
El circuito emisor constará de un arreglo de 4 LEOS de luz in-
frarroja del tipo TIL 32 y el circuito sensor de 4 fototransistores 
del tipo TIL 78, los cuales son compatibles dimensional y espectral-
mente. También tendremos un circuito 5#74132 que nos evitará oscila-
ciones en los pulsos de salida del sensor durante los cambios de 
código, a la vez que invertir la salida del fototransistor; corres-
199 
..... ,., 
Yartables a legfsirar CAPITULO 111 
Nedfdor de Dlr.ccfdn v Velocidad del Viento 
pondiendo asf al código de la dirección del viento que se está regis-
trando. Este código entrará al puerto digital 8 del #CU, cuando se 
solicite la medición a través de teclado; llevandose a cabo la rutina 
de software correspondiente, para poder presentar en display el códi-
go alfanumérico de la dirección del viento medida. El circuito elec-
trónico correspondiente a esta etapa del disefto, se muestra en la 
figura J.81, La información técnica de los componentes utilizados, se 
encuentra en el apéndice A. 
06 
R34 
1 4º' 1 
1 
"T 
R3ll " 1 .,. e 
~- ~ .... 
09 
""'" 
Figura 3.81. c;rcu;to electrónjco del anemoscop;o. 
200 
Variables a Re-.latrar CAPITULO 111 
Medidor de Dirección y Velocidad del Viento 
Dlseño del Anemómetro 
Analizando las caracterfsticas de los anemómetros antes descri-
tos encontramos: que los de deflexión son obsoletos; con los de pre-
sión se tendria que hacer un análisis exhaustivo (que no es el prin-
cipal objetivo de este trabajo), para determinar las dimensiones del 
tubo de Pitot, además de que la velocidad del aire estarla influen-
ciada por la densidad del mismo y con falta de sensibilidad a veloci-
dades mayores a 60 mlseg; los de filamento caliente son imprácticos 
para el rango de velocidad a medir, ya que para bajas velocidades su 
sensibilidad es minima y quizá tendriamos que detectar variaciones de 
décimas de grado; en el de láser como hemos mencionado los detectores 
resultan demasiado costosos. Por lo tanto, empleamos un anemómetro de 
rotacidn, de entre los cuales nos inclinamos por los del tipo fre-
cuencfmetro con transductor optoelectrónico, para seguir una misma 
linea de diseño, con la variante de utilizar un convertidor frecuen-
cia/voltaje, en que la salida analógica será procesada por el Micro-
computador, simplificando al mismo tiempo su programación, así como 
minimizando los aspectos mecánico y económico. 
Utilizaremos un anemómetro de 3 cazoletas (llamado de Robinson) 
de la compañía R. H. Young, modelo 6101, que se muestra en la figura 
3.83 y tiene las dimensiones apropiadas. Este modelo de anemómetro es 
utilizado actualmente con eficiencia en la estación metereológica del 
observatorio de Ja Ciudad de México. 
201 
- CAPITULO 111 
  
guarda polvo Y 
baleros    
soporte de eje 
eje vertical — 
Figura 3.82, Dispositivo seleccionado pera el diseño 
del anemómetro. 
En la figura 3.83, se muestra la gráfica de respuesta del dispo- 
sitivo seleccionado. Dicho dispositivo nos proporciona una velocidad 
de giro de 3,600 r.p.m., para una velocidad del viento de 45.3 m/seg 
(163.1 Km/h), que será el valor máximo a medir. 
202
;. 
V•rlables • Reglatr•r 
Medtdar de Dirección y Velocidad del Viento 
b•hro•~· 
soporte do •J• ~ 
........... J 
i ura . 2. ispositivo i ado ara l i ño 
el ómetro. 
PIT LO 111 
n  ra . 3,  uestra  ráfica e uesta el i o-
iti o l i nado. icho i ositivo s r orci ria a l cidad 
e iro e , 00 . . ., ara a l cidad el i nto e .3 /seg 
3.I m/h), e rá l alor áxi o  edir. 
 
v.rt.t)t••Jl .. l"o.r· 
,._,lcklr • Dlreccl6n y Y•lOCfdad dll Vl.,to 
Figura 3.83. 
GRAl'"tCA OC RESP'UESJA 
Y CAL IBAAClOtl 
OEI... ANEl"Dl"'IE1k0 
Grl.fic• de respuesU del disposf~tiva 
e111p 1 e ad o en e 1 •ne11611et ro. 
203 
CIJ'ITl.llO 111 
VarlablK a R:eglatnr CAPITULO 111 
Med\dor da olrec:clón y Veloc:ldnd del Viento 
En el eje de giro del anemómetro se colocará un disco con 100 
cortes, que dará como resultado una frecuencia correspondiente de 
6,000 Hertz, para el valor máximo mencionado. 
Figura 3.84. Disco con cortes utilizado para el anemómetro. 
Figura 3.85. Diagrama de bloques del circuito 
de anemómetro. 
204 
M C U 
V1rlablH • Registrar CAPllULC 111 
Medidor de Dtreccl6n y Velocidad del Viento 
El diagrama de bloques del circuito externo al #CU dedicado a la 
medición de la velocidad del viento, se muestra· en la figura 3.85. 
El sensor optoelectrónico será del tipo TIL 138, que en su fa-
bricación consta de un emisor infrarrojo TIL 32 y un sensor TIL 78. 
Posteriormente el circuito acoplador se hará por medio de un transis-
tor ZNZZZZ, para que los pulsos de salida lleguen finalmente al con-
vertidor de frecuencia/voltaje LN2917N, el cual posee un linealidad 
de 0.3% y un voltaje máximo de diseno de 5 V para la máxima velocidad 
permisible a medir, correspondiente a 3,600 r.p.m. (45.3 mlseg). Este 
voltaje entrará al #CU por el puerto D, para ser convertido una 
palabra digital cuando se solicite por teclado una medición de velo-
cidad del viento, por medio de la rutina correspondiente de software; 
la cual tendrá el factor de conversión adecuado para presentar en 
display la velocidad medida . 
.. , s. •1 t1CU ,..,,,, 
Figura 3.86. Circuito electrónico para el anemómetro. 
205 
variables • Revhtrar CAPlllJLO 111 
Medidor de Dlreccl6n y Velocidad del Viento 
El circuito electrónico disenado para el detector de velocidad 
del viento, se muestra en el diagrama de la figura 3.86. La informa-
ción técnica acerca de los componentes utilizados, se encuentra en el 
apéndice A. 
206 
CAPITULO IU 
!CIRCUITO MICROCOMPUTADOR! 
C MCU > 
Circuito Mlcrocorp.rtadcu· (MOJ) 
Prlncfpfos de Operación y Ceracterhtlcu 
CIRCUITO ftlCROCOMPUJftDOR 
( ft e u ) 
IY.a. Prtnclptos de Operact6n ~ Caracterfsttcas 
Introducción a la familia ft6805 HMOS/M146805 CMOS 
CAPITULO IV 
La continua evolución tecnológica en microprocesadores y micro-
computadoras, ha llevado a crear mayor cantidad de dispositivos más 
complejos y más poderosos, que presentan características tanto de 
grandes computadoras (•ainfra•es}, como de minicomputadoras. La 
experiencia ganada durante dicha evolución, ha enriquecido grandemen-
te la experiencia necesitada para diseñar dispositivos de bajo y 
medio rango más poderosos. Al emplear las características de arqui-
tectura de las computadoras •ini y ••fnfra•e, tanto el hardware como 
el software de los circuitos microprocesadores y microcomputadores, 
ha llegado a ser regular y versAtll sin dejar de ser relativamente 
sencillo. 
Los requerimientos del mercado de microprocesadores de bajo 
costo, medio rango y orientados hacia el control, pueden ser cubier-
tos con las familias de microcomputadores (#CU} y microprocesadores 
(HPU) H6805 HHOS/Hl46805 C#OS, las cuales son las primeras en proveer 
las capacidades en software y hardware de las mAs avanzadas computa-
doras para tal mercado. Anteriormente los diseñadores y fabricantes, 
habían de decidir entre no emplear procesadores en absoluto, o utili-
207 
Lar o ed 
, Características 
  
zar procesadores que funcionaban más como una calculadora que como 
una computadora. 
Todos los miembros de la familia M6805 HNOS/N146805 CMOS de 
microprocesadores y microcomputadores, son diseñados alrededor de un 
núcleo común que consiste en: €PU, timer, oscilador, RON (EPROM, con 
o sin ventana para borrado), sección de control (para ¡interrupciones 
y reinicio), y cantidades variables de líneas de entrada/salida bidi- 
reccionales. Además de este núcleo común, pueden añadirse otros com- 
ponentes tales como: memoria adictonal., convertidor analógico digt- 
tal, circuitos de amarre de fase (PLL en el NC6805E3), y líneas adi- 
cionales de entrada/salida. Hasta fechas recientes, este versátil 
diseño de núcleo central, ha generado 11 diferentes dispositivos de 
la familia M6805 HNOS y cuatro en la familia MI46805 CNOS. Estos 15 
diferentes miembros, permiten al usuario, elegir el dispositivo más 
adecuado para su particular aplicación. El variado número de disposi- 
tivos, evita tener que pagar por una característica incluida que no 
se requiere, o hacerlo para añadir externamente una característica 
que se requiere y no esta incluída. 
La arquitectura y el conjunto de instrucciones de la familia 
M6805 HNOS/N146805 CMOS, son muy similares a los del MC6800. Cual- 
quier programador que ha trabajado con el NC6800, puede obtener una 
eficiencia equivalente, con la familia M6805 HNOS/M146805 CNOS en un 
tiempo relativamente corto. Como resultado de la optimización de su 
arquitectura, en algunos aspectos, la familia N6805 HMOS/MI46805 CMOS 
es más poderosa que la MC6800 (dependiendo de la aplicación). 
208
Clrcuho Mlcrocmputador (MaJ) CAPITULO IV 
Prlrc:lpfoa d9 Operación y C•rect~rfattc•• 
r cesadores e f i ban ás o a l l ora e o 
a putadora. 
odos l s ie bros e l  ilia # 805 #OS/#146805 # S e 
icroprocesadores  icroco putadores, n i nados l edor e  
cleo ún e nsiste n: C U, iaer, scilador, # ( O#, n 
 i  ntana ara rrado), ción e ntrol ara interru i nes 
 i icio),  ti ades ariables e li a• e tr da/salida idi-
r cionales. de ás e ste cleo c ún, eden adirse tr s c -
nentes t l s o: emoria icional., nvertidor al gico igi-
t l, i uitos e arre e f se ( L  l # 6805E3),  li as i-
i nales e tr da/salida. asta f as ientes, ste ersátil 
is ño e cleo ntral, a e erado 11 if r ntes is ositi os e 
l  ilia # 805 # S  atro  l  f ilia #1 6805 #OS. stos  
i rentes iembros, r iten l suario, l gir l i ositivo ás 
cuado ara  articular li ación. l ri do ero e i osi-
i os, ita t er e gar or a racterística i l i a e o 
se re uiere,  acerlo ara nad1r e ter ente a racterística 
e e uiere   sta i l ida. 
a r uitectura  l c njunto e i str i nes e l  f ilia 
# 805 #OS/#146805 #OS, s n uy si ilares a l s el # 6800. ual-
uier r r ador e a tr j do n l HC68 0, ede tener a 
fi i ncia uivalente, c n l  f ilia #6805 #OS/#146805 # S e  un 
tie po r l tiv ente rto. o o r lt do e l  ti ización e  
r uitectura, e  al nos s ectos, l  fa ilia # 805 #OS/#146805 # S 
es ás derosa e l  # 6800 ( e endiendo e l  li ación). 
 
ti rcufto Mlcrocarputador (HQ.I) CAPITULO IV 
Principios de Operación y Caracterlstlcas 
El Circuito Microcomputador #C68705R3 
El circuito microcomputador elegido para el presente diseño, es 
el #C68705R3, que es un componente tipo H#OS, con memoria EPROH de 
la familia antes mencionada. El tipo de memoria EPRO# programable por 
usuario. permite realizar cambios al programa y aplicaciones de bajos 
volumenes de producción en comparación con las versiones enmascaradas 
programables en fábrica. Las versiones de HCU con memoria EPROH redu-
cen también los costos de desarrollo y tiempo de evaluación de proto-
tipos en comparación con las RON en•ascaradas. 
El circuito microcomputador HC68705R3, maneja un bus interno de 
8 bits y contiene: CPU, rel aj interno, memoria EPROH, programa de 
autocarga (bootstrap) residente en ROH, memoria RA#, 4 puertos de en-
trada/sal ida (I/O) digital, convertidor analógico/digital (A/O) y 
contador de tiempo (ti•er). Debido a estas caracteristlcas, ofrece al 
usuario medios económicos para el disefto de prototipos de evaluación 
de equipos que contendrán algún otro tipo de HCU de la misma familia 
sin memoria EPRO#, o para producciones piloto y de bajo volúmen. 
Debido a lo completo del circuito en cuanto a componentes inter-
nos, que facilitan la labor, y en especial a la presencia del conver-
tidor A/O (hasta 4 entradas analógicas), y a la memoria EPROH, asf 
como al bajo costo del dispositivo, se eligió al HC687DSR3 como parte 
medular de la estación meteorológica portátil, cuyo diseño nos ocupa. 
209 
Circutto Mlcrocc1rp..ntldor (MOJ) tAPllUl.O IV 
Prlnctplo• de Oper•clOn y Caracterht::lcu 
Este dispositivo contiene circuitos de protección contra entra-
das que puedan ocasionar alg~n daño debido a los altos voltajes pro-
vocados por la estática o campos eléctricos, sin embargo se deben 
tomar precauciones para evitar estos altos voltajes. Para propósito 
de operación es recomendable que V1n y Vwt: sean forzados 
valores dentro del rango de v .. a v ... 
vss 
Pes 
PB4 
PB3 
PB2 .. , 
PBO 
POOU•l.O 
ro11-.N1 
POl/ANJ 
PD3/ANl 
Figura 4.1. Terminales del HCU HC68105R3. 
tener 
El circuito integrado HC68105R3, se muestra en la figura 4.1, en 
Y,l donde se pueden apreciar la distribución de las terminales, respecto 
a las señales de entrada y salida aplicables a este dispositivo. A 
210 
Circuito Klcrocarp.itlldor (MQJ) 
Prlrcipio& de OpenclM y Caracterhtlcas 
continuación se describen dichas señales: 
ll'cc y 11'
0
.- Son las señales de alimentación; V"" alimentación positi-
va y v .. es tierra. 
CAPITULO IV 
INT.- Señal externa que asigna un evento de interrupción asíncrona al 
procesador. puede ser usada también, junto con la instrucción 
BIL y BIN. 
XTAL y EXTAL.- Estas señales permiten la conexión con el reloj inter-
no del circuito oscilador. Un cristal, una resistencia, o una 
señal externa, pueden ser conectados a estas terminales para 
conformar un sistema que genere las señales de reloj. 
TillER/BOOT.- Entrada externa empleada para el control del circuito 
del ti•er. Esta terminal también detecta un nivel de voltaje 
alto usado para el programa de autocarga o bootstrap. 
RESET.- Esta terminal tiene una entrada schmitt trigger, para asegu~ 
rar un nivel apropiado. El llCU puede ser inicializado o puesto 
en estado de reset, al enviar un pulso bajo a esta terminal. 
V"'. Esta terminal es usada para habilitar la programación de la 
memoria EPROll. 
Lfneas de entrada/sal t da. - (PA 0 -PA
1
, P80 -PB7 , PC0 -PC,. P00 -P0
7
). 
Estas 32 lfneas están ordenadas dentro de cuatro puertos de 
211 
Circuito HlcrocC11p.Jtodor (MOJ) CAPITULO IV 
Principios de Operaclén V C•rac:terfstfcas 
bits. Cada lfnea de los puertos A, 8 y C son programables como 
entradas o salidas. bajo control en software, por medio del re-
gistro de direcci6n de datos (DDR). El puerto D cuando el con-
vertidor A/Des usado, tiene cuatro entradas analógicas, más 
dos entradas para voltajes de referencia (VRH, VRL) , una en-
trada INT2, y de 1 a 8 entradas digitales. Todas las líneas del 
puerto D pueden ser directamente leídas y usadas como entradas 
digitales. Si cualquier entrada analógica es usada, entonces el 
voltaje de referencia (VRH y VRL) debe ser usado en el modo 
analógico. 
Memoria 
El NCU NC68705R3, cuyo mapa de memoria se muestra en la figura 
4.2, es capaz de direccionar 4,096 bytes de memoria y registros de 
entrada/salida con el contador de pro~r•••· El NCU tiene 1rnp1crncnta-
dos 4,093 bytes de estas localidades de la siguiente forma: 
En EPRON 
3,716 bytes para programa y datos de usuario. 
byte para registro opcional de en•ascarado (NOR). 
En RON 
191 bytes para el programa de autocarga (bootstrap). 
212 
Circuito Nlcroc:mp..¡tacbl" (MOJ) 
Prirc.tplQI de ep.i:r-aclén. y C•r-ec::tedattca• 
En RA# 
112 bytes para datos de usuario. 
7 bytes para entrada/salida. 
2 registros del timcr. 
2 registros del convertidor A/D. 
registro •iscelánea. 
byte para registro de control del programa (PCR). 
76543210 
<XXI IJO Ports '""' ro11 A 0.1. •OXJ 
"""" Po11 B 0.tl.1 '''" RAM 
127 11'5 fh,es) 
$01F 
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Figura 4.2. 11apa de memori"a del HC68705R3. 
213 
Circuito MlcrocC11p.Jtedor (MOJ) CAPllULO IV 
Prfn:lplos de Operación y Carecterlstlcos 
La EPRO# de usuario se localiza en dos áreas; la principal en 
las localidades SOBO a SFJl, mientras que la secundaria de 8 bytes y 
que está reservada para vectores de interrupción/reset, está en las 
localidades SFFB a SFFF. El registro de opción de •áscara en la loca-
lidad SF38 completa el total. 
El #CU usa 13 de 16 localidades bajas de memoria para el control 
del programa, características de entrada/salida tales como puertos y 
direcciones de las terminales de los mismos, el tf•er Y. registros del 
convertidor A/D. Los 112 bytes de RA# incluyen 31 bytes para el 
stack. El área del stack es usada durante el proceso de interrupción 
y llamadas a subrutina. 
Unidad Central de Proceso (CPU) 
El CPU de la familia #6805 es Implementado Independientemente de 
la configuración de entrada/salida o memoria. Consecuentemente, puede 
ser tratado como una central de procesamiento de comunicación inde-
pendiente con entradas y salidas, direccionamiento de memoria, datos 
y control de buses internos. 
Registros 
El CPU tiene 5 registros utilizables por programa. Estos regis-
tras son explicados a continuación. 
214 
roconputedor (MCU) CAPITULO 14 
- Principios de Operación y Características 
- Acumulador (A).- Es un registro de 8 bits y de propósito general, 
usado para retener operandos y resultados de cálculos aritméti- 
cos o manipulación de datos. 
- Registro Indice (X).- Es un registro de 8 bits que puede ser usado 
con efectividad en el modo de direccionamiento indexado. El 
valor contenido en él puede ser agregado a otra cantidad en 
alguna instrucción, para crear una dirección efectiva. El regis- 
tro indice puede también ser usado para manipulación de datos 
“usando las instrucciones de lectura/modificación/escritura. Otro 
posible uso del registro índice es como área de carga temporal. 
- Contador de Programa (PC€).- Es un registro de 12 bits que contiene 
las direcciones de la próxima instrucción a ser ejecutada. 
- Apuntador del stack (SP).- Es un registro de 12 bits que contiene 
las direcciones de la próxima localidad libre en el stack. Du- 
rante un reset al ACU o al ejecutarse la instrucción de reset 
del apuntador del stack (RSP), su contenido es inicializado con 
el valor $07F. Los siete bits más significativos de este regis- 
tro se encuentran permanentemente en el valor 0000011. 
- Registro de Condición de Código (CC).- Es un registro de 5 bits, 
del cual cuatro bits son usados para indicar algunos resultados 
de la instrucción recientemente ejecutada. los bits de este 
registro pueden ser individualmente probados por el programa, 
con el fin de ejecutar acciones dependientes del valor de alguno 
215
Ctrcuho Mkroc.~tador tHa.I) PI LO IV 
rtnclp\o• e peoraciOn  aucterhtlc• 
cumulador ).- s  istro e B its  e r póslto eneral, 
sado ara t ner erandos  lt os e l ulos l étl-
s  anipulación e atos. 
egistro ice }.- s  istro e  its e ede r do 
n ti i ad  l odo e i iento xado. l 
alor ntenido  l ede r r ado  tra ti ad  
na t cclón, ara r ar a i ción ctiva. l is-
 ice ede bién r do ara anipulación e atos 
sando l s I t ci nes e 1 ct ra/•odiffcaci6n/escritura. tro 
sible so el istro i ice s o rea e rga poral. 
ontador e rogra•a C}.- s  istro e  its e ntiene 
s i ci nes e  i a ción  r utada. 
puntador el ck ).- s  istro e 2 its e ntiene 
s i i nes e  i a ali ad re  l ck. u-
te  set l # U  l utarse  I t ción e set 
e 1 ntador el t k SP),  a t n ido s 1 1 1 11 zarja n 
l alor D7F. os i te its ás i ifi ati os e ste is-
o e entran anentemente  l lor 000 1. 
egistro e ondicidn e 6digo C}.- s  istro e  lts, 
el al atro its n s dos ara I icar l nos lt os 
e  ción ente utada. Los its e ste 
istro eden r l ente ados or l ra a, 
n l  e j cutar i nes endientes el alor e no 
 
Circuito MlcrOCCllp.ltMlor (MQJ) CAPITULO lY 
Prln:::lplos dlt Oplracl6n y Caracterhtfcas 
o algunos de ellos. A continuación se explica cada uno de estos 
cinco bits (H, 1, N, Z y C). 
HALF CARRY (H).- Se enciende durante las operaciones ADD y 
ADC cuando ocurre un c1rrT entre los bits 3 y 4. 
·1NTERRUPCION (1).- Cuando este bit se enciende, el tf•er y 
la interrupción externa INT son ena1scarados (deshabili-
tados). Si ocurre una interrupción en alg~n momento cuan-
do este bit está encendido, la interrupción es mantenida 
y procesada en cuanto bit de interrupción se apaga. 
NEGATIVO (N).- Cuando se enciende este bit, indica que el 
resultado de la operación aritmética/lógica o manipula-
ción de datos anterior, fue negativo (el bit 7 en el 
resultado es un 1 lógico). 
CERO (Z).- Cuando se enciende este bit, indica que el re-
sultado de la operación aritmética/lógica o manipulación 
de datos anter1 or, fue cero. 
CARRY/BORROW (C).- Cuando se enciende este bit, indica que 
un carrT o acarreo salió de la unidad •rit•ética 16gica 
(ALU) eomo consecuencia de la operación aritmética ante-
rior. Este bit es también afectado durante las instruc-
ciones de prueba de bits (bit test), de saltos (branch), 
de corrimientos (shfft) y de giros (rotate). 
216 
ecomputador (MCU) CAPITULO 1Y 
Principios de Operación y Características 
Timer 
El timer del NCU, consta de un contador de 8 bits programable 
por software, el cual es manejado por un prescaler de 7 bits. Pueden 
seleccionarse diferentes opciones para proveer las señales de reloj 
al prescaler y al contador. La selección de forma de operación del 
timer, se realiza por medio del registro de control del timer (TCR) 
y/o el registro de opción enmascarable (MOR). El TCR también contiene 
los bits de control de interrupción. 
El diagrama de bloques del circuito del tíarer se muestra en la 
figura 4.3. El valor inicial del contador de 8 bits puede ser cargado 
bajo control del programa y decrementado hasta cero a través de una 
señal que entre por la terminal fcin del contador. Una vez que el 
contador se ha decrementado a cero, se enciende el bit 7 (b7 del TCR) 
que es la solicitud de interrupción del timer TIR (Timer Interrupt 
Request). Asimismo, la máscara de interrupción del timer TIN (Timer 
Interrupt Mask) bit 6 del mismo registro, puede ser encendido por 
software para inhibir la solicitud de interrupción, o apagado por el 
máísmo medio para pasar dicha solicitud al procesador. Cuando el bit 1 
es limpiado en el registro de código de condición, el procesador 
recibe la interrupción del timer y responde a ella: guardando su 
estado presente en el stack, buscando el vector de interrupción del 
tímer en las localidades de memoria £FF8-$FF9 y ejecutando la rutina 
de interrupción correspondiente. 
217
Circuito Mlctoc~tedor CJ) PI LO IV 
th-cipioa e 0 etKl6n  aracterfstkn 
l er 
l • r el ll U, nsta e  ntador' de  its r able 
or ft •re, l al s anejada ar  rescaler e  its. eden 
 ci anarse  .ntes ciones ara r v er s n al es e l aj 
l r sc•Jer  l ntador. a l ción e a e eración el 
• r,  liza or edia el istro e ntrol el • r R) 
/o l istro e ci6n • s arab'le ll R). l R bién ntiene 
s its e ntrol e pci6n. 
l _diagra a e l ues el i uito el i• r  uestra   
ra .3. l alor I icial el nt•dor e  its ede r ado 
ajo ntrol el r a  entado asta ro  és e a 
al e tre or  inal 11 el ntador. na ez e l 
ntador  a entado  ro,  ci nde l it  l el R) 
e s  li it d  ci6n el • r I  f er t rrupt 
equest). si is o,  •i ara e ci6n el • r ill f er 
t rrupt llask) it  el is a istro, ede r endido or 
f are ara I ibir  li it d e ción,  ado or l 
is o edio ara asar i ha li it d l r cesador. uando l it I 
s i piado  l istro e 6digo e ndicf6n, l cesador 
i e  ción el • r  nde  lla: ar ando  
t o ·nte  l ck, scando l ctor e ción el 
i• r  s li ades  emoria S B-S F9  t do  ti a 
e ción r ondiente. 
.  
Circuito NlcroeCWIPJtdr <NCJ) 
Prfnclploa e» Operecldn y Caracterfatfcu 
1C1"' 'T.....,0 ... 11~1.,ITOlll 
,~_,, __ ._.,,_y 
IC11rot-e-..<"-tl'•-
.. 1.1ca....1w 
r ...... c"""°'"~*••" 
r1"-r.,_1,,~11-1s ..... 
T1-..-t-lrl1 ..... DIMHll 
r;r.i-'-"""'1s-1 
f1f-r ...... 1 .... ...,~'­
"SC-Pr~c­
l'Sl,l'Sl.'S0-1".-..-S-.:t 
~ ............... ... 
...... Oo•- .. ~- •·ia· 
et.11:-~o- .... rnie 
TOl't-t-Mt•l,..........-0_ 
cu-r-c ....... s-u 
"1.1'1.PO-l'r-DD'°' 
Figura 4.3. Diagrama de bloques del timer. 
218 
CAPITULO IV 
Circuito HlcrocC11p.Jtador (HOJ> CAPITULO IV 
Prlnctploa de Operación y Caracterhtlcu 
El contador sigue contando (decrementado), pasando de cero 
SFFª De esta manera, puede ser leido en cualquier momento por el 
procesador, sin que se perturbe 1 a cuenta. Esto permite a los progra-
mas determinar el tiempo transcurrido desde que ocurrió una interrup-
ción del tf•er, sin alterar el proceso de conteo. 
La entrada de senal de reloj para el ti•er puede ser externa, 
aplicada la terminal de entrada del tfaer, o puede ser la sei\al 
interna i2. 
Reinicializaciones (Resets) 
El NCU puede ser reinicializado de dos formas; una de ellas es 
la suspensión de la alimentación de corriente por medio del encendi-
do/apagado y la otra forma es a través de la terminal para reinicia-
1 izado externo (RESET). El circuito interno conectado a la terminal 
de RESET es un schmitt trfgger que sensa el nivel lógico de esta 
linea. 
Opciones para el Generador de Señal de Reloj 
El circuito generador de señal de reloj, está diseñado para 
requerir de un minimo de componentes externos; un cristal, una resis-
tencia, un puente (ju11per) o una señal externa, pueden ser usados 
para generar la señal de reloj del sistema, con diversas relaciones 
219 
Circuito Mtcroc:cap.1todor (MOJ) CAPITULO IV 
Prtl'IClplos de Operación y Cer11Cterfatlcaa 
estabilidad/costo. Para el presente diseño, se eligió emplear una 
resistencia externa; por economia a la vez que tomando en cuenta que 
para la aplicación no se requiere mayor precisión del 10% garantizado 
por este medio. De acuerdo a las especificaciones del fabricante del 
#CU, se emplea una resistencia de 15.8 kohms al 1%. 
figura 4.4 Dfogram• de bloques del microcomputador 
HC68705R3. 
ROM de Autocarga 
El RO# de autocarga (bootstrap), contiene un programa cargado en 
fábrica, que permite al HCU realizar búsqueda de datos en un compo· 
nente externo y transferirlos al EPROH del HC68705R3. 
220 
roo.” »» -"Ocomputador (MCU) CAPITULO 1Y 
Principios de Operación y Características 
El programa de autocarga proporciona; generador de pulsos de 
programación, generación adecuada en tiempo de señal de entrada V, y 
verificación después de la programación. 
Interrupciones 
El MCU puede ser interrumpido de cuatro diferentes maneras: a 
través del conector de entrada de interrupción externa (INT), por la 
petición de interrupción interna del timer, por el conector de entra- 
da del bit 6 del puerto externo € (INT2), o por software con la ins- 
trucción de interrupción (SWF). Cuando ocurre cualquier tipo de inte- 
rrupción, la instrucción en ejecución (incluyendo SWI) es completada, 
el procesamiento se suspende, el estado presente en el CPU es coloca- 
do dentro del stack, el bit de interrupción (I) del registro de códi- 
go de condición es encendido, la dirección de la rutina de ¡interrup- 
ción es obtenida del vector de dirección de interrupción apropiado y 
ejecutada la rutina de interrupción correspondiente. Introducir en el 
stack el registro del CPU, encender el bit 1, y localizar el vector 
requiere un total de 11 períodos de máquina. La rutina de servicio de 
interrupción debe terminar con una instrucción de regreso de inte- 
rrupción (RTI), lo que permite al NCU volver a continuar el procesa- 
miento del programa que se estaba ejecutando cuando sucedió dicha 
interrupción (por medio de recuperar del stack el estado previo del 
CPU). La tabla 4.1, provee un listado de los tipos de interrupción, 
su prioridad y la dirección del vector que contiene la dirección de 
inicto de la rutína de servicio de interrupción adecuada. la priori- 
221
Circuito Mlcroc~tador CHWJ PI LO I  
rl cfploa ele peración y arecterhtlcas 
l r r a e t carga r porciona; nerador e lsos e 
r r ación, eración cuada  tie po e s nal e tr da v..,  
rifi ción spués e l  r r ación. 
t ciones 
l N U ede r i t ru pido e atro i r ntes aneras: 
tr és el nector e tr da e i t rr ción terna (I Tj, or l  
eti i n e i t ción i t rna el ti er, or l nector e tra-
a el it  el erto t rno C (I TZ),  or ft are n l  i s-
tr i n e i t rr ción ( I). uando curre alquier ti o e i te-
rr pción, l  i st cción e  j ción (incl e do I) es c pletada, 
l r ces iento se s s ende, l st o resente e  l U s l ca-
o ntro el st ck, l it e i t rr ción (I) el r istro e di-
o e ndición s cendido, l  ir ción e l  r ti a e interr p-
i n s tenida el ctor e i ción e i t ción r piado  
j tada l  ti a e i t ción rr s ondiente. t ducir  l 
t• k l r istro el U, cender el it I,  l alizar l ector 
r uiere  t tal e 11 ri dos e áquina. a r ti a e s r icio e 
i t ción be t inar n a i t ción e reso e i te-
rr ción ( TI), l  e r ite l U lver a ntinuar l r cesa-
iento del progra a que se estaba ejecutando cuando sucedió dicha 
i t rr ción ( or edio e r perar el t• k l st do revio el 
PU). a t la .1, r vee un li t o e l s ti s e i t rr ción, 
s  ri ri ad  l  ir ción el ector e ntiene l  ir ción e 
1 icio e l  ti a e rvicio e i t pción ecuada. La r1ort-
 
Circuito Mh:rocClllPJtador (MQJ) CAPITULO IV 
Pdn:lplo• de Oper•cl6n y C•r.c:terf•tlcaa 
dad de interrupción es aplicable a aquellas interrupciones pendientes 
cuando el CPU está listo para aceptar una nueva interrupción. La 
seilal de RESET también se lista en la tabla 4.1, ya que es tratada 
como una interrupción, aunque no es normalmente empleada como tal. 
Cuando está encendido el bit de aáscara de interrupción del re-
gistro de código de condición, la interrupción es mantenida para 
ejecutarla más tarde. 
INTERRUPCION PRIORIDAD VECTOR DE DIRECCIONAltlENTO 
RES ET i. SFFE y SFFF 
SWI 2 SFFC y SFFO 
INT __ 3 SFFA y SFFB 
TIHER/JNT2 4 SFFB y SFF9 
La prioridad 2 se aplica solamente cuando está encendido el bit I 
en el registro de código de condición (como al estar ocurriendo una 
rutina de servicio). Cuando I•O y todas las interrupciones están 
siendo aceptadas, SWI tiene prioridad 4 (como cualquier otra instruc-
ción). La prioridad de I#T cambia entonces a 2 y la del timer a J. 
TABLA 4.1. Prioridades de interrupción 
El tiaer y la seilal INTZ, comparten el mismo vector de direccio-
namiento, por lo que la rutina de interrupción debe determinar la 
fuente de la misma, examinando los bits de solicitud de interrupción 
(TCR bl y HR bl). Tanto TCR bl como HR bl, por software solo pueden 
ser colocados en O lógico. 
222 
Circuito fllfcroc:Dlp.ltador (MOJ) CAPITULO IV 
Principios de Operación y Cerecterrnlc.u 
Las interrupciones externas INT e INTZ están sincronizadas y 
acopladas a la orilla de caída de la senal de entrada. La interrup· 
ción 11iTZ"tiene un bit de petición de interrupción {bit 1) y un bit 
de máscara {bit 6), ambos localizados en el reg;stro •isce1áneo (#R). 
Cuando el bit de máscara está encendido, la interrupción INT2 se 
inhibe. La senal INTZ siempre es leida como una entrada digital del 
puerto O. Si se encuentran encendidos los bits de petición de inte· 
rrupción INT2 y del tfmer, hacen que el #CU procese una interrupción 
siempre y cuando el bit I del registro de c6dfgo de condicf6n esté 
apagado. 
Una interrupción por software {SWI) es una instrucción ejecuta· 
ble, que se efectúa sin importar el estado del bit en el registro 
de c6dfgo de condfcf6n. Este tipo de instrucción es a menudo empleada 
como punto de ruptura para revisión de programas o como llamadas del 
sistema. 
Convertidor Analógico Digital (A/D) 
El #CU tiene internamente implementado un convertidor analógico 
digital de 8 bits, que emplea la técnica de aproximaciones sucesivas. 
Hasta cuatro entradas analógicas externas se pueden conectar al con· 
vertidor A/O por medio del puerto O y a través de un multiplexor in· 
terno. En nuestro caso y debido a que se realizarán mediciones de 5 
variables analógicas, emplearemos un multiplexor externo para elegir 
por software y con una senal de control proveniente del #CU, entre la 
223 
Cfrculto Mlcrocl'.llp.lt.clor CNCU) CAPITULO IV 
PrlrclplOI de Operación y Car.c:terfatlc• 
seftal de temperatura o la de presión, cuando se haya seleccionado 
alguna de estas mediciones. 
Adicionalmente pueden emplearse cuatro seHales analógicas inter-
nas para propósitos de calibración (V0 , v..,., v..,, y VRL). 
La selección de seHal en el multiplexor interno del NCU, es 
controlada por los bits O, 1 y 2 del registro de control del 
convertidor A/O (ACR), de acuerdo a lo que se muestra en la tabla 
4.2. Dicho registro es puesto a ceros, durante cualquier condición de 
reinicio (reset). 
REGISTRO DE CONTROL 
DEL CONVERTIDOR A/D ENTRADA 
ELEGIDA 
ACRZ ACRl ACRO 
o o o ANO 
o o 1 ANI 
o 1 o AN2 
o 1 1 ANJ 
1 o o VRH 
1 o 1 VRL 
I 1 o VRH/4 
1 1 1 VRH/2 
Tabla 4.2. Se1ecci6n de Ta entrada al convertidor A/O, 
en el multiplexor interno. 
Siempre que se escriben datos en el ACR, se aborta la conversión 
que se está llevando a cabo, la bander• de conversidn camp1eta se 
limpia (bit l del ACR) y la entrada seleccionada es muestreada y 
mantenida internamente. 
224 
Lio... -Pocomputador (MCU) CAPITULO IV 
Principios de Operación y Características 
El convertidor opera continuamente, empleando 30 ciclos de má- 
quina para completar una conversión de la entrada analógica muestrea- 
da. Cuando la conversión se completa, la muestra digitalizada o valor 
digital, es colocado en el registro de resultado del convertidor A/D 
(ARR), la bandera de conversión completa es encendida, la entrada 
seleccionada es muestreada de nuevo y se inicia una nueva conversión. 
El convertidor A/D es ratiométrico o relacional. Se provee de 
dos voltajes de referencia (Vew y Ve) al convertidor, por medio de 
algunas terminales del puerto D. Si el voltaje de entrada es igual a 
Van se convierte en $FF (escala completa) y si es igual a Vm se 
convierte en $00. Cualquier voltaje de entrada mayor que Vay es con- 
vertido en $FF sin proporcionar indicación alguna de saturación 
(overflow). Para conversiones ratiométricas, la fuente de donde pro- 
vengan las señales a las entradas analógicas, deberá usar el voltaje 
Vo como voltaje de alimentación y estar referido al voltaje Vm. 
  
  
  
  
    
    
   
        
Comm 
VEA 4 
vaL 
PO0JAMO 
POIJANI + See - 
rompan —]  vnsem [y] 
POYAa0O —] Lem 
+7     
== 
aaa ara Za 
Figura 4.5. Diagrama de bloques del convertidor A/D. 
225
Circuito Mlcroc:~tadar ( QJ) PI LO I  
rln:lplo• e peración y arac:terfttlcas 
l vertidor era ti a ente, pleando 0 i los e á-
ina ara pletar a versión e l  t ada alógica uestrea-
a. uando l  versión  pleta,  uestra i it li da  alor 
igital, s l cado  l istro e sult• o el nvertidor /  
R),  nder• e nversf6n • 1eta s cendida,  tr da 
ada s uestreada e evo  e icia a eva versión. 
l nvertidor /D s tf •étrico  l ional. e r v e e 
os oltajes e r ncia u  m.) l nvertidor, or edio e 
nas inales el erto . i l oltaje e tr da s al  
v.,  nvierte  S F cala pleta)  i s al 
nvierte  00. ualquier oltaje e tr da ayor e v~ s n-
erti o  S F i  r porcionar i ación na e t r ción 
( rFlow). ara versiones tj •étricas, l  f ente e nde ro-
gan s ales  s t adas alógicas, eberá sar l ltaje 
a o oltaje e entación  star ri o l oltaje v . .. 
i ura .5. i r a e l ues el nvertidor /O. 
 
rocorputador (MCU) CAPITULO 1 
Principios de Operación y Características 
Registro de Control del Timer (TCR) 
La configuración del 7TCR está determinada por el nivel lógico 
del bit £ (opción del timer TOPT) en el registro de opción de enmas- 
caramiento (MOR). A continuación se muestran dos configuraciones del 
TCR, una para TOPT=1 y la otra para TOPF=0. TOPT=] configura al TCR 
para emular al circuito NC6B05R2, mientras que con TOPT=0, se provée 
control por software del TCR. Cuando TOPT=1, las opciones de enfasca- 
rado del prescaler son programables por el usuario a través del NOR, 
b7 O b6  b5  b4  b3  b2 bl 
[rr [rim]or | 1 [ese oa | 1 | 
b0 
Registro de 
i | Control del 
Timer 1009 
TCR con NOR TOPT=] (Emulación del NC6805R2) 
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 
Registro de 
| rim | rim | Tin | TIE | psc*| Ps2 | PSI | PSo | Control del 
TCR con NOR TOPT=0 (Timer programable por software) 
de 
solo escritura, se lee como cero. 
La descripción de cada bit del TER es la siguiente: 
b7, TIR Solicitud de Interrupción del Timer. 
(Timer Interrupt Request) 
Empleado para iniciar una interrupción del tjaer o señalar 
un nivel minimo en el registro de datos del timer (TDR), 
cuando es un I lógico. 
l += Encendido cuando el total de bits del regfstro de datos 
del tímer cambian a ceros. 
0 = Apagado por reset externo o bajo control del programa. 
226
Clr-culfo Mtcr-oc~t-*>r- <HOJ) PI LO IV 
r-ln::lploa e per-•clón  ar-1eter-fatlcaa 
egistro e ontrol el l•er R) 
a fi uración el T  stá t inada or l i el ico 
el it 6 ci6n el • r PT)  l istro e ci6n e as-
1ra•fento # R).  ti uación  uestran s fi uraciones el 
R, a ara TOPT•l   tra ara PT•O. PT•l nfigura l R 
ara ular l i uito # 6805R2, ientras e n PT•O,  r vée 
ntrol or 0Ft 1re el R. uando PT•l, s ciones e •asca-
1 o el rescaler n r ables or l suario  és el # R. 
  bS b  b  b  l O 
psc*I 
egistro e 
TIR Tllt ontrol el 
i er soog 
R n # R PT•l • lación el lt 6805R2) 
  S    l O 
j psc•j 
egistro e 
TIR Tllt IN IE SZ SI O ontrol del 
Timer S009 
R n # R PT•O i•er r gra•able or Ft arfl) 
l  
7, I  
lo rit ra,  e o ro .. 
scri ción e da it el CR s  iente: 
olicitud e ción el i er. 
l er l t rr pt equest) 
pleado ara l .iciar a ción el i• r  
 Jvel íni o  l istra e tas el • r 
ndo s  1 ico. 
1 • ncendido do l tal e its el istro e 
el i• r bian  ros. 
alar 
R), 
tas 
O • pagado or set t rno  ajo ntrol el grama. 
 
> oo... “ecomputador (MCU) CAPITULO 1Y 
Principios de Operación y Características 
b6, TIM Máscara de Interrupción del Timer. 
(Timer Interrupt Mask) 
Empleado para inhibir la interrupción del tiaer al procesa- 
dor, cuando es un 1 lógico. 
1 =- Encendido por un reset externo o bajo control del 
programa, 
0 = Apagado bajo control de programa. 
b5, TIN Externo o Interno. 
(External or Internal) 
Selecciona la fuente de entrada de reloj, para que sea la 
terminal externa del timer (8) o la interna g2. 
1] = Selecciona la fuente de reloj externa. 
0 = Selecciona la señal interna 42 (fFon/4). 
M0DOS DE TIN-TIE 
TIN | TIE RELOJ 
0 0 Reloj Interno (2). 
0 1 Relojes Externo € Interno combinados 
por compuerta AND. 
1 0 Sin Retoj. 
1 ] Reloj Externo.         
b4, TIE Habilitador Externo. 
(External Enable) 
Empleado para habilitar la terminal externa del tímer (8) o 
el reloj interno (si TFIN=0), sin importar el estado de la 
terminal externa del timer (deshabilita el funcionamiento de 
reloj combinado con compuerta). Cuando TJOPF=], TIE se encuen- 
tra siempre en 1 lógico. 
il = Habilita la terminal externa del timer. 
O = Inhibe la terminal externa del timer. 
227
Circuito Mlcroc~tador HQJ) 
ri cipios e pereci6n  arec:terfstfcar. 
6, H Káscara e ción el i er. 
i er t rrupt Kask) 
PI LO IV 
pleado ara ibir  ción el l• r l r cesa-
or, ndo s   ico. 
• ncendido or  set t rno  ajo ntrol el 
ra a. 
O • pagado ajo ntrol e ra a. 
S, I  xterno  t rno. 
xternal r t rna!) 
el ci na  nte e t da e loj, ara e a  
inal t rna el l er )   t r a IZ. 
• el cciona  nte e loj terna. 
O• el cciona  ñal t r a 2 mc/.f). 
KODOS E IH- IE 
I  I  LOJ 
o o eloj t r o 42). 
o l elojes xterno e t r o 
or puerta D. 
l o i  eloj. 
l l e 1 oj xterno. 
4, I  abilitador xterno. 
xterna! nable) 
binados 
pleado ara abilitar  inal tern• el f• r )  
l loj r o i I •O), i  portar l t o e  
inal terna el • r shabilita l i a iento e 
loj binado n puerta). uando T•l, I   cuen· 
 pre   ico. 
• abilita  inal terna el • r. 
 • ibe  inal terna el • r. 
 
Circuito MlcrocDtp.Jtador (MCU) 
Prlrclploa de Operación y Crirocterfulcoa 
b3, PSC Apagar Prescaler. 
(Prescaler Clear) 
bZ, PSZ 
bl, PSI 
Este es un bit de solo escritura. Se lee como O 
manera que BSET y BCLR funcl o nen correctamente en 
escribir un 1 en PSC, se genera un pulso que 
prescaler. 
bO, PSO Selección del Prescaler. 
(Prescaler Select) 
lógico 
el TCR. 
limpia 
CAPITULO IV 
de 
Al 
el 
Estos bits son decodificados para seleccionar una de 8 li-
neas en el prescaler del ti•er. A continuación se muestra la 
división en el prescaler, resultado de la decodificación de 
estos bits. 
PSZ PSI PSO DIVIS!Olt Elt EL PRESCALER 
o o o 1 (Salto del Prescaler) 
o o 1 z 
o 1 o 4 
o 1 1 8 
1 o o 16 
1 o 1 32 
1 1 o 64 
1 1 1 128 
Registro de Opciones de Enmascarado 
(Mask Options Register; MOR) 
Este registro está Implementado en EPRO#. Como todos los demás 
bytes de EPRO#, el #OR contiene ceros en todos sus bits antes de 
programar el #CU. 
Cuando se emplea para emular al #C6805RZ, 5 de sus bits se utl-
1 Izan en unión con el prescaler. De los restantes, el bit bles utl-
228 
tircutto Microccq::ut.ador (MOJ> CAPITULO IV 
Pdncfpfos di! Operac:itw\ y ter.cti:rl•iicat. 
llzado para seleccionar el tipo de oscilador de reloj y los bits b3 y 
b4 no se usan. los bits bO, bl y b2 determinan la división efectuada 
en el prescaler del tf•er, el bit b5 determina la fuente de reloj del 
ti•er y el valor del bit TOPT (b6), se programa para configurar el 
TCR (1 lógico para emulación del #C6805R2). 
Si el bit de opci6n de tiaer del #OR (TOPT) es O, los bits b5, 
b4, b2, bl y bO de dicho registro, dan el valor inicial de los bits 
respectivos del TCR al efectuar alguna operación de reset. Oespués de 
la inicialización el TCR es controlable por software. 
A continuación se da una descripción de los bits del HOR: 
b7 b6 b5 b4 b3 b2 bl bO 
CLK TOPT CLS P2 Pl PO 
Registro de 
Opción de 
H~scara SF38 
b7, CLK Tipo de Reloj Oscilador. 
(Clock Oscillator Type) 
l • RC 
O • Cristal 
b6, TOPT Opción del Timer. 
(Tlmer Optlon) 
l • tiaer/presc•1er tipo #C6805R2. Todos los bits excepto 3, 
6 y 1 del registra de control del timer (TCR) son "Invi-
sibles" al usuario. los bits 5, 2, 1 y O del registra de 
opción de máscar~ (#OR) determinan las opciónes de más-
cara equivalentes a las del HC680SR2. 
O • Todos los bits del TCR son implementados para empearlos 
como tiaer progra•ab1e por software. El estado de los 
bits 5, 4, 2, 1 y O colocan el valor inicial de los bits 
correspondientes del TCR (después de su ln1c1allzación, 
el TCR es controlado por software). 
229 
--ocomaltador (MCU) TAPITULO 1 
Erinciplos de Operación y Caracterfuticas 
b5, CELS 
ba 
b3. 
b2, P2 
b1, PI 
h0, PO 
Fuente de Reloj del Prescaler del Timer. 
(Timer Prescaler Clock Source) 
1 =» prescaler del timer externa. 
0 =- frecuencia interna (242). 
St TOPT «= ] en el MOR no se emplea (emulación del NC6BO5RZ). 
nl TOPT = 0 en el NOR, coloca el valor 4nicial de TIE del 
No se utiliza. 
Opción del Prescaler. 
(Prescaler Option) 
Cuando se decodifican los niveles lógicos de estos bits, 
seleccionan una de 8 lineas del prescaler del timer, A conti- 
nuación se muestra la división resultante de decodificar Jas 
diferentes combinaciones de estos tres bits. 
 
P2 Pl PO | DIVISION EN EL PRESCALER 
D 0 0 I (Salto del Prescaler) 
o 0 1 2 
B 1 0 4 
D 1 1 B 
1 0 0 16 
1 o ] 32 
1 1 0 64 
1 1 1 123           
Modos de Direccionamiento 
El 
accesar 
proveen 
tiene un 
poder de cualquier computadora se basa en su habilidad para 
la memoria. Los modos de direccionamiento del procesador 
esta capacidad, a la vez que definen la forma en que se 0b- 
dato requerido a través de una instrucción. 
230
Circuito Mlcroc~tado,. ClJ) C PJf LO IV 
Prl cfpfo• i! peract6n )' arac:terr .. ticat 
S,  
4 
J 
Z, 2 
l, l 
bO,  
uente e eloj el rescaler el l er. 
i er rescaler lock ource) 
l • rescaler el aer terno. 
O • encia t r a lfZ). 
i PT • 1  l # R  e plea ulación el # 6805RZ). 
SI PT •O  l # R, l ca l alor i icial e I  el 
TCR. 
o  tiliza. 
pción el rescaler. 
rescaler ption) 
uando  codifican s i eles icos e t s its, 
i nan a e  as el rescaler el aer.  nti-
ación  uestra  i isi n ltante e codificar l s 
i r ntes binaciones e stos s its. 
Z I  IYI I    SCALER 
o o o 1 alto el rescaler) 
 o   
o  o  
o   8 
 o o  
  1  
J  o  
   a 
odos e ir ci a iento 
l der e alquier putadora  asa   bili ad ara 
cesar  emoria. os odos e iento el r cesador 
r veen sta acidad,   ez e fi en  a  e  ob-
e  ato erido  és e a t cción. 
 
Circuito MlcracCl!p.Jtltdar (MQJ) CAPIWLO IV 
Principias de Operación y Carec.tarfatfcn 
El #C68705R3, cuenta con siete modos de direccionamiento, a los 
que se denomina: inherente. in•ediata, directo, extendido, indexado, 
re11tfvo y de •anipu11cf6n de bit. 
- Inherente: 
Lo emplean Instrucciones de un byte, la Información con que 
operará el #CU se encuentra ya dentro de él, en alguno de los regis-
tros. 
- Inmediato: 
Empleado con instrucciones de dos bytes. La información con la 
que trabaja el #CU, se da a continuación del codigo de la instrucción 
y está caracterizada por el signo # antes del dato. 
- Directo: 
Este modo permite a la Instrucción accesar cualquier localidad· 
en la página cero, con una instrucción de dos bytes. 
- Extendido: 
Este modo permite a una Instrucción accesar cualquier localidad 
en memoria. Las instrucciones que operan en modo extendido son de 
tres bytes; uno para el código de la instrucción y una dirección de 
dos bytes. 
231 
Ctrculto Mlcroca11pJtador CMOJ) CAPITULO IV 
Principio• de Operación y Carecterfatfcu 
- Relativo: 
Empleado solamente con instrucciones de bifurcación. Especifica 
una localidad relativa al valor actual del PC. 
- Modos Indexados: 
En estos modos la dirección es variable y depende de dos facto-
res: a) el contenido del registro indice y b) el offset contenido en 
los bytes a continuación del operando. Hay 3 tipos de direccionamien-
tos Indexados que son: 
Sin offset: el contenido del registro índice es la dirección y 
opera con instrucciones de un byte. 
Offset de 8 bits: la dirección es el contenido del registro 
índice más el contenido del byte siguiente al operando. 
Offset de 16 bits: Similar al anterior, pero se diferencia en 
que al ser más largo su offset, se puede direccionar cual-
quier localidad de la memoria. 
- Manipulación de blt:se subdivide en los dos siguientes tipos: 
Bit set/clear: permite encender o apagar individualmente bits de 
alguna localidad de memoria o de registros de entr•d•lsali-
da. 
232 
Circuito Hfcroc°"'1't9dor (NQJ) CAPITULO IV 
Prfncfplo• de Opar.cf6n y C•recterf•tlcH 
Bit test branch: es una combinación de los modos directo, rela-
tivo y bit set/c1ear. El byte de datos por revisar es loca-
11 zado por medio de una dirección directa en la localidad 
siguiente al código del operando. 
Programación del EPRO# 
El #CU #C6B705R3, usa una memoria interna EPRO#, para almacenar 
el programa. Este tipo de memoria permite que los programas sean 
escritos en ella con la posibilidad de borrarlos posteriormente si 
así se desea. Tal opción da al usuario una memoria alterable no volá-
til, además de Incluir en RO# una rutina de autocarga (bootstrap), 
que hace relativamente fácil la carga del programa deseado. 
Adicionalmente y a diferencia de las versiones de #CUS con memo-
ria RO#, el #C68705R3 que posee memoria EPRO#, incluye un registro de 
opción enmascarable (#OR o #asked Option Register) ya mencioriado, que 
está implementado en EPRO# y es usado para determinar cual de las 
opciones del ti•er será usada y para la selección del tipo de reloj a 
emplear (cristal o circuito RC), la tasa de relación reloj/oscilador 
y el tlpo de entradas de interrupción. El registro #OR al igual que 
todas las localidades del EPRO#, contendrá ceros después del borrado 
de la memoria. 
233 
circuito NfcrocC*!pUtedor (MQJ) CAPITULO IV 
Principio• dit Operacldn y C•r.c:tel"f•tfc .. 
La rutina de •utoc•rg•, cont~ola un contador externo, que genera 
la dirección para leer la localidad en una memoria externa y presen-
tar el dato a la EPRON del #CU por medio de un puerto de entrada/sa-
l ida del mismo. Dicho dato será cargado internamente a la localidad 
de memoria correspondiente y el conjunto de estos datos será el pro-
grama a grabar. 
Además dicha rutina de autocarga, manipula el registro de con-
trol de programación (PCR o Progr•• Control Regfster) situado en la 
localidad SOOB, el cual es un registro de 8 bits que utiliza los 3 
menos-significativos (manteniendo a los demás en un nivel de 1 lógi-
co), para el control de la programación del #CU de acuerdo a lo si-
guiente: 
bs bo 
VPON PGE PLE 
donde: 
bO PLf'" Habilitación de Progra•ación. 
(Programming Latch Enable) 
Siendo O lógico, permite que datos y direcciones sean intro-
ducidos al EPRON, pero si es 1 lógico, permite leer datos del 
EPRON. Sin embargo no tiene efecto si el bit VPON es 1 lógi-
co. 
bl PGE Habll i he i dn de PrograH. 
(Program Enabl e) 
Siendo O lógico, permite la programación del EPROfl si PLE 
también es un O lógico. Si es 1 lógico inhibe la programa-
ción. Sin embargo no tiene efecto si el bit VPON es 1 lógico. 
234 
Circuito Microcomputedor (MUI) CAPITULO 1V 
Principios de Operación y Características 
b2 VPON VW _ Encendido. 
*” (Vpp ON) 
Es un bit de lectura solamente, que al ser 0 lógico, indica 
que hay presente un voltaje en la terminal V, del MCU y 
cuando es 1 lógico la falta de dicho voltaje. A nivel de Vo 
para programación de la EPRON debe estar entre 20 y 22 Y. 
  
¡ Ántes de cargar el programa en la EPROM, esta deberá estar bo- 
: rrada o podrá ser borrada por exposición a una luz ultravioleta de 
: alta intensidad con una longitud de onda de 2,537 Amstrongs y 
: 15 W/cm? de intensidad a una distancia de exposición de una pulgada, 
quedando todos los bits en 0 lógico, asegurandose de tapar la ventana 
del EPRON después de efectuar el borrado. 
El MC68705R3 tiene 19] bytes de RON, que contienen el programa 
de autoinicio. El vector de dirección $FF6 y £FF7, es usado para 
empezar la ejecución de la rutina. Dicho vector es seleccionado cuan- 
do el voltaje Yi (de 9ald15 V) es aplicado a la terminal 
TIMER/BOOT del NCU y la terminal RESET se eleva sobre el voltaje 
Vies (2 a 4 Y). 
Pasos para la Programación del EPRON 
En el circuito de la figura 4.6, la memoria EPROM MCN2532 UY, 
deberá estar programada con un duplicado exacto de la información que 
será transferida al NC68705R3. 
235
~1 
1··~· 
ircuito Hl ar .1tlltdcr '"QJ) 
rincipios de peración y ar1eterfatfcu 
 N  ncendido. 
""(V.., O#) 
PI LO I  
s  it e l t ra l ente, e l r O l ico, i ica 
e y r sente  oltaje  l  t inal e! el #   
ndo s  ico  lta e i o oltaje. tl i el e v,.. 
ara r r ación e l  M be star tre   2 V. 
Antes e rgar l a  l  RO#, ta berá t r o-
da  drá r rrada or osición  a z l violeta e 
lta i t si ad n a l gitud e da e , 37 strongs  
 /c • e si ad  a i t cia e posición e a lgada, 
ando t os l s its  O l ico, randose e t ar l  ntana 
el M spuás e ctuar l rrado. 
l # 68705R3 ti e 1 ytes e #, e nti nen l r r a 
e toinicio. l ector e i ción S 6  S F7, s do ara 
pezar l  j ción e l  r ti a. icho ector s l i ado an-
 l oltaje Vm• e  a 15 ) s li do  inal 
I# R/8001 el #   l  t r inal SET  l a bre l oltaje 
11ES    V). 
asos ara  r gra•ación el M 
n l i uito e l  fi ra .6, l  emoria O# # #Z532 V, 
berá star r ada n  pli ado acto e  ación e 
rá sferida l # 68705R3. 
 
Circuito Mlcroc01'JUtador CMCU) CAPITULO IV 
Prlncfpfoa de Oper•clón 'f C•racterfatlcas 
Hay que asegurarse que los interruptores Sl y S2 estén cerrados 
y los voltajes v~ y +26 V no estén aplicados cuando se inserten los 
integrados #C68705R3 y #C#2532. 
PI.et l1 .. , " 
v,,. 'º r""---"'-' 
•••r"""----"I 
•M D 
~~~:;g~vrr..,.u~ vcc 
Ypr•110Y:t:IOYl'tl:9~Model 
Figura 4.6. Diagrama esquemático del circuito de programación. 
Se iniciará la transferencia de datos al aplicar los voltajes y 
abriendo los interruptores SZ (aplica V,., y V,..,.¡ y SI (quita 
RESET), con lo que la línea P84 (CLEAR) inicializa el contador de 12 
236 
Circuito Nlcrocanp..1tecklr (MQJ) CAPITULO IV 
Principios de Operación y CarKterhtlcu 
bits lfCUDfDB y empieza a contar por medio de los pulsos de ·reloj 
través de la salida PBJ (CDUNT), el cual direcciona la lfC#2532 para 
transferir la Información al byte del #C687D5R3 seleccionado por el 
programa de autocarga, continuando esto hasta que el #CU está total· 
mente programado y el LEO Indicador (progra-od) está encendido. Una 
vez terminado el proceso, el contador será relnfcfalfzado y se repe-
tirá toda la secuencia para verificar los datos programados y el LEO 
Indicador (~erified) se encenderá indicando que la programación es 
correcta. 
Una vez que el lfC68705R3 haya sido programado y verificado, s~ 
deberá cerrar el Interruptor 52 (para retirar r,.. y V111TP) y el fnte· 
rruptor Sl (para apl !car RESET) y por último se desconectarán V.,, y 
+26 V, para retirar el lfC68705R3 de la base. 
237 
Circuito Mlcroc:aip.it.dcr CMQJ) 
Selección y C•r.c:terfstlcn del Teclado 
JY.b. Selección 7 Caracterfst1cas del Teclado 
CAPITULO IV 
Se denomina teclado al género de periféricos de entrada consti· 
tuidos por un conjunto de botones pulsadores, de tal modo que cada 
botón corresponde a un caracter determinado, función, instrucción 
idea. 
El componente b~sico de un teclado es el pulsador individual. 
Generalmente, cada tecla controla un simple interruptor que permanece 
abierto mientras el pulsador está en descanso y se cierra cuando el 
pulsador es oprimido. 
Pulsadores Mec6n1cos Convencionales 
-- MUPllf' SOpOl"t• 
de- c.onlac 101 
Figura 4.7. Pulsador mecánico. 
238 
Circuito Hfcrocmp . .nedor (MOJ> 
Selec:clái y Carac:ter-fstfcas del Teclado 
CAPITI.JLO IV 
Los interruptores mecánicos son utilizados basicamente por su 
economía (figura 4.7). El movimiento mecánico actúa directamente 
sobre los contactos, permitiendo sin grandes complicaciones, configu-
raciones de contactos múltiples. 
Pulsadores "ecánicos de L4mina Flexible 
Este tipo de interruptor (figura 4.8), formado por una serie de 
láminas sobrepuestas, se basa en la deflexión de un diafragma flexi-
ble y conductor en su cara inferior, que permite establecer contacto 
a través de aberturas practicadas a un separador dieléctrico. 
¿~ ;z_---'S"•~··'-·-··"'· ... ·-'·"";,"1.'"'"<""""";,""-. 
Pis la d• circuilo im uso dorado 
Circuito impruo fibtsd• vidrio 
Figura 4.8. Pulsador de /Amina flexible. 
Una cubierta de silicón permite proteger los contactos contra 
contaminantes del medio. Algunas versiones más económicas emplean 
2J9 
' ocomputador (MCU) CAPITULO 1Y 
Selección y Carecterísticas del Teclado 
láminas flexibles de silicón conductor, que sustituyen la cubierta 
protectora y el diafragma con cara inferior conductora. En algunos 
casos se emplea una base serigrafiada de tinta conductora como  sus- 
trato. 
Pulsadores Mecánicos de Bovedillas 
Estos pulsadores (figura 4.9), emplean unos discos. metálicos 
embutidos en forma de casquete esférico, que cuando son oprimidos 
pasan a una condición invertida, estableciendo el contacto requerido. 
Emiten un chasquido audible, que indica su operación correcta. 
Actuador 
A conductor 
LT > 
” > 
contactos 
Figura 4,9. Pulsador de bovedi]la. 
240
Circuito Mlcroc~tedor lilJO.J> 
eleccltn  •racterlstlcu el ecl do 
PI LO IV 
inas i les e l l n nductor, e sti en  bierta 
r tectora  l i a n ra I ferior nductora. n nos 
sos  plea a ase rl rafl da e ta ductora o s -
to. 
ulsadores Kecinicos e ovedillas 
stos lsadores ra .9), plean os iscos etálicos 
butidos  a e squete férico, e ndo n ri idos 
san· a a ndición ertida, l i do l ntacto uerido. 
iten  asquido dible, e ica  eración rrecta. 
ductor 
tacto• 
i ura .9. ulsador e vedilla. 
 
Clrcuho MlcrocClfP,lt.O,r (140J) 
Selección y CaracterlsttcH del Tec\.ckt 
Pulsadores Reed 
CAPITULO IV 
Están formados por contactos inmersos en una atmósfera inerte, 
sellados por una cápsula de vidrio hermética (figura 4.10). 
Ac.1uador 
lmán-8 
Figura 4.10. Pulsador de láminas (Reed). 
El movimiento de la tecla desplaza un peque~o imán permanente 
que provoca el cierre de los contactos; dada la acción indirecta 
sobre estos últimos no se transmiten sobrecargas mecánicas que provo-
quen fatiga y desgastes prematuros. Por lo anterior y por la hermeti-
cidad del encapsulado que impide la contaminación de los contactos, 
este tipo de pulsadores ofrecen una vida útil unas cinco veces supe-
rior al clásico pulsador mecánico. 
241 
1 ocomputador (MCU) CAPITULO 1 
Selección y Carscteristicas del Tecledo : 
Puisadores Capacttivos 
Este tipo de pulsadores aprovecha un cambio en la capacitancia 
de un condensador, para entregar una salida (figura 4.11). 
Y actuador 
eta 
oscilador 
e 
   
  
amplificador/detector 
e = capacitancia entre placas 
Figura 4.11, Pulsador capacitivo. 
Emplean dos superficies vecinas sobre un mismo circuito impreso, 
estando una de ellas excitada por la señal alterna de un oscilador, 
si se aproxima paralelamente una placa conductora sobre ambas super- 
fictes, se provoca un acoplamiento entre ellas, con To que aparece 
una fracción de la señal alterna en la salida. 
La señal de salida del pulsador debe ser convententemente ampli- 
fícada y convertida a niveles lógicos. 
  
242
Clrculto "h:rac~tedor OJ) 
fth : .16n  •r.ct•rfatlcas el 1'ecl -
ulsadores apacitivos 
PI LO IV 
ste o e lsadores r vecha  bio   acitancia 
e  densador, ara tregar a li a ra .lJ). 
/actua r 
o~Jl/º 
rv plifi dor/detector 
c• l lador 
 • acitancia tra l cas 
i ura . 1. ulsador pacitivo. 
plean os perficies cinas bre  is o i uito I preso, 
t do a e ll s citada or  ftal l r a e  scilador. 
i  r i a r l l ente a l ca ductora bre bas per-
ies, e voca  l iento tre ll s, n l  e arece 
a i n e  ftal l r a   li a. 
a ñal e li a el lsador be r veniente ente pll-
~ l a  nvertida  i eles icos. 
 
Circuito Mlcrocorp.1todor (MOJ) 
Seleocclón y Carecterl1ttcaa del Taclltdo 
CAPITUlO IV 
Existen múltiples variantes como los que utilizan contactos 
sensitivos, sin ningún elemento móvil. Otros dlsenos emplean bovedi-
llas metálicas cóncavas como elementos de acoplamiento. 
Los pulsadores capacitivos ofrecen la elevada fiabilidad de los 
Interruptores sin contactos móviles. 
Dados los bajos niveles de la senal entregados por estos pulsa-
dores, se presenta una acusada sensibilidad a Interferencias y serlos 
condicionamientos en: la estructura metálica del soporte; el trazado 
de pistas en el circuito Impreso y la electrónica de amplificación, 
detección y conversión. Por todo ello solo aparecen disponibles far· 
mando parte de teclados completos producidos por fabricantes especia-
lizados. 
Pulsadores de Núcleos "agnéticos 
El elemento conmutador en este tipo de dispositivos, es un nú-
cleo toroidal de ferrita, empleado como transformador (figura 4.12). 
El núcleo es atravesado normalmente por dos hilos: uno energiza· 
do a alta frecuencia que se emplea como primario; el segundo como 
secundarlo •. El acoplamiento es muy bajo en la posición normal del 
pulsador, donde el núcl ea está saturado por el campo del Imán perma-
nente, la depresión de la tecla desplaza el Imán, eliminando la satu-
ración del núcleo y generando una salida. Esta última es amplificada, 
24) 
Ctrcufto Hlcroc:Cl"1'tador (MQJ) 
5eleccl6n y Caracterfattcn del Teclado 
rectificada y transferida a niveles lógicos. 
' "'' IUador 
]
_..-'Imán 
N 
~Nucl•• •• (mllo 
Figura 4.12. Pulsador de nucleo magnético. 
CAl'JfULO IV 
Su fiabilidad es comparable a la de los pulsadores capacitivos, 
presentando igual que ellos una elevada criticidad en el trazado de 
las pistas del circuito impreso, por lo que generalmente se ofrece 
como parte integrante de un conjunto completo. 
Pulsadores ~e Efecto Hall 
Estos pulsadores están formados por una pastilla semiconductora 
recorrida por una corriente continua y un campo magnético perpendicu-
lar a ella, que provoca una deformación de las líneas equipotenciales 
sobre la superficie del semiconductor, apareciendo una tensión de 
salida proporcional al producto de la corriente de polarización por 
la intensidad del campo magnético aplicado (figura 4.13). 
244 
Circuito Mfcf'"DCmp.Jtador (MQJ) 
seleccf6n y C•r.cterhtlcM del helado 
CAPITULO IV 
La conmutación se·obtiene al aproximar un imán permanentemente 
al sensor, que desarrolla una tensión de salida que es amplificada y 
convertida en digital. 
Sondo 
de1.c1oto 
•f•cto Hall 
Salida 
Imán 
Salidas K 81 
B •Campo 
1 • lntl•nSidc~ 
Figura 4.13. Pulsador de efecto Hall. 
Generalmente el conjunto formado por: el sensor, ampl1f1~ador, 
disparador Schmitt, monoestable opcional y paso de salida, forma un 
circuito integrado monolitico (figura 4.14), asociado a cada puloa-
dor. 
Dada la ausencia de contactos, la baja impedancia de todas las 
señales de interconexión y la insensibilidad a polvo, suciedad y 
contaminantes, este tipo de pulsadores ofrece la mayor fiabilidad 
(esencialmente duración infinita), solo limitada por el desgaste del 
elemento móvil y resorte de retorno. Este último en algunos casos, es 
sustituido por un sistema magnético de retorno, que proporciona si· 
multaneamente una realimentación al tacto. 
245 
Circuito MlcrocCl!p.Jtador (NQJ) 
Selección y C•racterfsttcu del Teclado 
r - - -
1 -----
- -, 
1 
1 
1 
1 ._ __ _,_ __ ___, ___ _,_ ____ _,__,__ _ _.._-o1 ov 
¡ ____________ ...: _J 
Figura 4.14. Esquema a bloques del detector Hall. 
Teclas 
CAPITULO IV 
El elemento unitario componente de un teclado, es el formado por 
el subconjunto: pulsador más tecla, que 
s;mplemente tecla (figuras 4.15 y 4.16). 
menudo es denominado 
º
,.-""ª 
=~L~ r~-Plonchosopor•· 
- -·- Pulsador 
~"'7'- 72 ~_zz_. -- Ci1cui10 impr•so 
- -T•rm1nalts pulsador 
Figura 4.15. Conjunto pulsador más tecla. 
246 
•1 
Circuito MlcroccrTpJtador (MaJ) 
Selección y C•racterf•ttcu del Teclado 
CAPITULO IV 
La tecla o capuchón, aún cuando no cumple ninguna función eléc-
trica, es absolutamente indispensable, con el fin de identificar 
claramente cada pulsador, así como para ofrecer una adecuada superfi-
cie de actuación para las caracteristicas fisiológicas de manos y 
dedos del operador 
... 0.6 mm 
Figura 4.16. Primera fase de una tecla de doble inyección. 
Rotulación 
Con el fin de obtener una correcta identificación de cada uno de 
los distintos pulsadores que componen un teclado, es preciso rotular 
con los grafismos apropiados cada una de las teclas. 
Para ligar a una tecla su correspondiente grafismo se utilizan 
distintas t~cntcas, siendo las más usuales: serfgrafía, pantografia-
do, doble inyección y empleo de teclas transparentes rotulables. 
247 
Ch-culto MfcrocGnp.Jtador (Ma.J) 
Selección y Caracterratlcu del Teclado 
Cod 1 ff cae 1 ón 
CAPITULO IV 
Como se~ales de salida de un teclado, pueden utilizarse las co-
nexiones correspondientes a todos y cada uno de los distintos conjun-
tos tecla-pulsadÓr que lo constituyen. Esto puede ser válido para 
teclados simples formados por un reducido número de teclas; pero la 
dificultad va en aumento si el número total de teclas supera ciertos 
umbrales. 
Evidentemente se han buscado soluciones mucho más efectivas que 
han sido centradas en la codificación de los datos de salida. Esta 
codificación consiste en numerar de forma binaria cada uno de los 
distintos códigos emitidos por el teclado, de tal modo que el número 
total de bits precisos para expresar cualquier código no supera los 
umbrales de maniobrabilfdad. 
La codificación más usual para teclados numéricos reducidos es 
la hexadeci•al (o su subconjunto BCD si nos limitamos a dígitos deci-
males); en el caso de los teclados alfanuméricos se amplia la codifi-
cación, siendo el código más usual el ASCII de 6 6 7 bits según sea 
reducido o completo, o bien el EBCDIC de 8 bits. 
Codificación por Hfcroprocesador 
Una técnica que se está expandiendo fuertemente consiste en la 
utilización de microprocesadores como elementos de lógica activa en 
248 
circuito Mlcrocarp,aadar (MQ.J) 
Setec:clM y Caracterhtlcas del Teclado 
CAPITULO IV 
la codificación de teclados. Esta técnica permite, con un mínimo de 
componentes, realizar funciones que hasta el presente raramente eran 
llevadas a cabo directamente por el teclado como periférico. Entre 
estas funciones cabe mencionar: exploración secuencial; protección 
contra pulsaciones simultáneas; transcodif1cación; modos múltiples; 
selecciones de modo complejo; salidas en paralelo o en serie; memor1a 
FIFO en caso de pulsación más rápida que el posible acceso por parte 
de la CPU; autorepetición en teclas seleccionadas (se denomina auto-
repetición al hecho de que si se mantiene oprimida una tecla pasado 
un tiempo prudencial, entre 0.5 a 1 seg, se repiten las validaciones 
del código asociado a un ritmo aproximado de 10 Hz); repetición por 
tecla REPITE independientemente de ciertas teclas o funciones; 
autorización o inhibición total o parcial del teclado; generación de 
señal audible para realimentación acústica; paridad; detección de 
errores de operación etc. 
Selección del Teclado 
De acuerdo a las caracterfst1cas requeridas para el uso de la 
estación meteorológica portátil y a las condiciones ambientales que 
deberá soportar, se eligió un teclado con pulsadores de membrana, por 
ser completamente impermeable y sellado, para evitar problemas de 
falsos contactos, corrosión y cortos circuitos, ocasionados por acu-
mulación de materiales contaminantes del ambiente. En la figura 4.17 
se muestra la distribución en el teclado, de las funciones por reali-
zar, al igual que el diagrama eléctrico del teclado a emplear. 
249 
clreutto MlcrocatipJUldOr (MCJ) 
Selección y Carecterlstfcu del Teclado 
,,,..,, PA<t;, ......,, 
~.v. OIR,V. PUN, 
""º 
'""'"" * ! 
1€D:te.I 
.,..,.., """'· 
""" 
y 
~.v. Ol:R.V, 
PA1 y 
""'"º ~ - y 
""' 
Figura 4.17. Distribución de teclas y circuito eléctrico 
del teclado. 
250 
CAPITULO IV 
Circuito Mlcrcccnp.itador (MOJ) 
SlstmB& de Visual lución 
IV.e. 51ste•as de V1sua11zac16n 
"anejadores de Display 
CAPIT\JLO IV 
A continuación mencionaremos algunos dispositivos que son usados 
para manejar displays, comentando algunas caracterfsticas de los 
mismos. 
"anejador de Display de 7 Segmentos con Interfase Serial 
"Cl4499 
Este dispositivo provee comunicación con microprocesadores y 
computadores CNOS. Maneja las formas de salida NPN, lo cual permite 
interconectarlo a un cátodo común de un LCO a través de resistencias 
externas en serie. 
Caracterfsticas: 
- Manejador en un IC de segmentos de alta corriente. 
Niveles de entrada de #PU compatibles con CNOS. 
Amplio rango de operación de voltaje: 4.5 a 6.5 V. 
· Maneja cuatro caracteres con puntos decimales. 
251 
Cfrcuho Mlcrccatp.1t1idor (MCU) 
Shtemns de vh .... lhsct6n 
Manejador de Cristales Lfquidos de BCD a 7 Segmentos 
MC14543B 
CAPITULO IV 
El llC14543B está dlseftado para usarse con cristales liquidas, y 
es construido con dispositivos de tipo mejorado 1105. El clrcu·ito 
provee la función de un almacenamiento de cuatro bits y un manejador 
de BCD a 7 segae11tos. El dispositivo tiene la capacidad de invertir 
los niveles lógicos de la combinación de salida. 
Caracterfsticas: 
- Corriente de circuito 5 nA. 
- Rango de voltaje 3 a 18 V. 
- Capacidad de manejar directamente el LCO. 
Almacemaniento de códigos. 
Existen algunos otros tipos de manejadores de display, pero para 
nuestros propósitos el que nos interesa es el manejador de LCOS de 
entrada serial multiplexada llCJ45000. 
"C145000 
Este dispositivo está dlseftado para manejar cristales líquidos 
de displays en una configuración multiplexada por cuatro. El llC145000 
252 
Circuito Mlcrocarp.,iudor (Mt'!J) 
S(steftla• de Vlsu.\h:acl6n 
CAPITULO IV 
puede manejar hasta 48 seg•entos LCO o seis de 7 seg•entos más carac-
teres de punto decimal. Las conexiones de hardware requerido, son 
mostradas en la figura 4.18. Los datos para cada caracter deben de 
ser traducidos a un formato que corresponda al display deseado. La 
tabla 4.3, provee una lista del formato correspondiente en código 
hexadecimal para cada posible caracter de display. Después de que la 
traducción del formato esta completat los datos son introducidos en 
serie dentro del manejador LCD #Cl45000. Cada segmento de caracter de 
7 seg•entos más punto decimal es representado por un bit de un byte. 
Como se muestra en la figura 4.18, un l lógico en algún bit activará 
el segmento o punto decimal correspondiente. 
. Figura 4.18. 
PCG11----..i~ 
PClt----.!~ 
A 01-.1.., 
12 
Diagrama esquemático de la interfase 
del manejador LCO MCJ45000. 
253 
Clrc:ulio Hfcroccnp.itador (HClJ) 
Slst-• de Vls"--lhacl6n 
Caracterfsticas: 
Interfase directa a microprocesadores C#OS. 
Puerto de datos serial, reloj externo. 
Multiplexación por cuatro. 
- Maneja componentes de CD menores a 50 mV. 
Maneja 48 segmentos LCD. 
Rango de voltaje aplicado JV a 6V. 
- Almacena datos de entrada. 
CARACTER DE 
DISPLAY 
o 
l 
z 
3 
4 
5 
6 
7 
B 
g 
A 
b 
c 
d 
E 
F 
p 
y 
H 
u 
L 
espacio 
(guión) 
• (igual) 
n 
r 
•(grados) 
FORMATO DE DISPLAY 
CODIGO HEXADECIMAL 
07 
06 
E3 
A7 
36 
BS 
FS 
07 
F7 
B7 
77 
F4 
01 
E6 
Fl 
71 
73 
B6 
76 
06 
00 
00 
20 
AO 
64 
60 
33 
Tabla 4.3. Conversiones de formato de display. 
254 
CAPITULO IV 
•., 
Circuito Hfcr-ocOO{.Utador- (HCU> 
Sis teme• de Visual h:eclón 
Pantallas de Cristal Liquido 
CAPITULO rv 
Las pantallas de cristal liquido LCO tienen la gran ventaja de 
poseer una demanda más baja de potencia que las de LEOS. El consumo 
es tf picamente del orden de los •fcrowatts, comparado con el mismo 
valor de •iliw•tts para los LEOS. Requiere sin embargo una fuente 
interna o externa de luz. Están limitadas a un rango de temperatura 
de alrededor de o•c a 60•c y su tiempo de vida es una aspecto que 
preocupa, debido a que los LCOS pueden degradarse químicamente. Las 
clases de LCOS que han recibido mayor interés hoy en dia son las 
unidades de efecto de c••po y las de dispersf6n diná•ica. 
Un cristal líquido es un material normalmente órganico, que 
fluye como un liquido pero cuya estructura molecular tiene algunas 
propiedades normalmente asociadas con los sólidos. Para las unidades 
de dispersi6n lu•fnos•, el mayor interés está en el cristal liquido 
ne•ático. Las moléculas individuales semejan barras. La superficie 
conductora de 6xido de indio, que es un material de este tfpo, es 
transparente y, bajo ciertas condiciones, la luz incidente pasarA y 
la estructura de cristal liquido aparecerá clara. Si se aplica un 
voltaje (para unidades comerciales el nivel está usualmente entre 6 y 
20 V) a través de las superficies conductoras, se perturba el arreglo 
molecular, con el resultado de que las regiones se establecerán en 
indices diferentes de refracción. La luz incidente es, por tanto, 
reflejada en direcciones diferentes en la frontera entre reglones de 
Indices de refracción diferente (fenómeno conocido como dispersi6n 
diná•ica) con el resultado de que la luz dispersa se parece un 
255 
ctrculto MlctOCClllf1.ltedor (MOJ) 
Sl•tent1a de Vl•uelhaclón 
GAP1tULO IV 
vidrio opaco. La apariencia de opacidad ocurre solamente en donde las 
superficies conductoras se oponen la una con la otra y las áreas 
restantes aparecen translúcidas. 
Un dígito en una pantalla LCD puede tener el aspecto segmentado 
que se muestra en la figura 4.19. El Area oscura es en realidad una 
superficie conductora clara, conectada a las terminales de abajo para 
control externo. Dos marcas similares se colocan en lados opuestos de 
la película gruesa sellada del material de cristal liquido. SI nece· 
sitáramos el números 2, energizaríamos las terminales 8, 7, 3 1 4 y 
y solamente estas regiones aparecerían opacas mientras las otras 
áreas permanecerían claras. 
Figura 4.19. Pantalla LCD de dígito de ocho segmentos. 
Como se Indicó antes, el LCD no genera su propia luz, sino que 
depende de una fuente interna o externa. En condiciones de oscuridad, 
256 
circuito Mlcrocatp.Jtador (MCJ) 
SlstemH de Vl1ualhacl6n 
CAPITULO IV 
serfa necesario que la unidad tuviera su propia fuente de luz interna 
o detrás del LCO o a un lado de esté. Durante el dia, o en áreas 
iluminadas, se puede colocar un reflector para reflejar la luz 
través de la pantalla para máxima intensidad. Para operación óptima, 
los fabricantes de relojes de hoy, están usando una combinación de 
los modos transmisivos y reflectivos que denominan transflectivo. 
El LCD de efecto de ca•po o ne•ático retorcido, tiene 1 a misma 
presentación de segmento y la misma capa delgada de cristal liquido 
encapsulado, pero su modo de operación es muy diferente. En forma 
similar al LCO de dispersión diná•ica, el de efecto de ca•po puede 
operarse en el modo ref1ectivo o trans•isivo con una fuente interna. 
Difiere del neaático siaple en que además hay un polarizador de luz. 
Solamente la componente vertical de la luz que entra puede atravesar 
el polarizador de luz vertical. 
En el LCD de cf~cto d~ ca•po, la superficie clara conductora es 
grabada qu{micamente, o sea que se aplica una capa de pelicula orgá-
nica para orientar las moléculas en el cristal liquido en el plano 
vertical, paralelo a la celda de la pared. La superficie conductora 
opuesta también se trata para garantizar que las moléculas están 90" 
fuera de fase, pero todavia están paralelas a la pared de la celda. 
Entre las dos paredes del cristal liquido hay un cambio general de 
una polarización a otra. El polarizador del lado opuesto es también 
tal que solo permite el paso de la luz Incidente verticalmente pola-
rizada. Si no hay voltaje aplicado a las superficies conductoras, la 
luz polarizada verticalmente entrará a la región de cristal liquido y 
257 
Ch-culto Mlcrocarp.Jtedor (MQJJ 
Slstenes de VlsLMl1111cl6n 
CAPITULO IV 
seguirá el doblaje de 90º de la estructura molecular. Su polarización 
horizontal en el polarizador de luz vertical del lado del observador, 
no le permite a la luz que pase y el observador ve un patrón unifor-
memente oscuro a través de la pantalla completa. Cuando se aplica un 
voltaje de umbral (para unidades comerciales de 2 a 8 V), las molécu-
las con apariencia de barras se orientan con el campo (perpendicular 
a la pared) y la luz pasa directamente sin el desplazamiento de 90". 
La luz incidente vertical puede pasar directamente por la segunda 
rejilla polarizada verticalmente y el observador puede ver una área 
de luz. Por medio de una excitación adecuada de los segmentos de cada 
dígito aparecerá un patrón de caracteres claros sobre fondo oscuro. 
En el caso del display de tipo reF1ectivo de efecto de ca•po, la 
~· luz polarizada horizontalmente encuentra un filtro polarizado hori-
zontalmente en el extremo opuesto al observador y pasa a través del 
reflector, en donde se refleja de nuevo al cristal liquido, doblada a 
la otra polarización vertical y regresada al observador. Si no hay 
voltaje aplicado, la pantalla está alumbrada uniformemente. Cuando se 
aplica un voltaje se obtiene luz verticalmente incidente que encuen-
tra en el extremo contrario al observador un íiltro horizontalmente 
polarizado que no dejará pasar y reflejar la luz. De esta manera se 
obtiene un área oscura en el cristal y aparece un patrón con caracté-
res oscuros sobre fondo claro. 
Los LCDS de efecto de campo, se usan cuando la fuente de energía 
es un factor primordial pues absorben considerablemente menor poten-
cia que los tipos de dispersi6n de luz (del rango de •fcrowatts, 
258 
ocomputador (MCU) r CAPITULO IV 
Sisterma de Visualización 
comparados con el rango bajo de milíwatts). El costo es típicamente 
más alto para las unidades de efecto de campo y su altura está l1imi- 
tada a alrededor de 2 pulgadas, mientras que en Jas unidades de dis- 
persión de luz este valor llega hasta 8 pulgadas. 
Una consideración adicional en estos dispositivos es el tiempo 
de encendido y apagado. Los £CDS son caracteristicamente más lentos - 
que Tos LEDS. Los LCDS tienen tiempos de respuesta típicos en el 
rango de 100 a 300 ms, mientras para los LEDS esta cifra está por 
debajo de los 100 ns. Sin embargo, hay numerosas aplicaciones, como 
la salida a pantalla del diseño que nos ocupa, en donde la diferencia 
entre 100 ns y 100 ms (1/10 de segundo) es de menor consecuencia. 
Para tales aplicaciones la demanda tan baja de potencia de los ¿CDS 
es una característica atractiva. Adicionalmente con los actuales 
procesos de fabricación, el tiempo de vida de las unidades £CD está 
creciendo sostenidamente. 
Puesto que el color generado por el £¿£D depende de la fuente de 
iluminación, hay un gran rango de colores para escoger. 
Selección del Display 
Los LCD, de uso muy difundido actualmente, están siendo diseña- 
dos para una gran variedad de aplicaciones. Su versatilidad, facili- 
dad de lectura y bajo consumo de potencia, hacen que sean extremada- 
mente atractivos para aplicaciones portátiles, 
259
Circuito Mlcroc~tltdor OJ) 
l n'8• e l•1.1i1lhacl6n 
PI LO  
parados n l go ajo e • i atts). l sto s íp c ente 
ás lt  ara s i ades e f cto e •po   lt ra stá i i-
a  edor e Z lgadas, ientras e  l s i ades e fs-
ersi6n e z ste alor a asta  lgadas. 
Una sideración ici nal  tos i ositi os s l ie po 
e endido  agado. os L OS n r t ri c ente ás 
e l s OS. os OS en ie pos e uesta i os  l 
go e 0  0 s, ientras ara s OS sta ifra stá or 
bajo e s 0 s. in bargo, ay erosas li ciones, o 
 li a  anta la el i no e s upa,  nde  i r ncia 
tre 0 s  0 s / 0 e ndo) s e enor secuencia. 
ara l s li ci nes  anda n aja e tencia e s L OS 
s a racterfstica t activa. dici al ente n s t ales 
r cesos e ri ación, l ie po e i a e s i ades L O stá 
i do t i ente. 
uesto e l lor erado or l LCO ende e  nte e 
lu inación, y  n go e col~res ara oger. 
el cción el isplay 
os O, e so uy i dido t l ente, t n do i ña-
os ara a ran ri ad e li ciones. u ersatili ad, cili-
d e t ra  ajo o e tencia, cen e an t ada-
ente t ti os ara li ci nes ortátiles. 
 
Circuito Microc""'1Jtador OtCU) 
Sl•t-• de Vls-..llnclón 
CAPITULO IV 
los exhibidores númericos de pantalla de cristal liquido de la 
marca ANO son idóneos para requerimientos de visibilidad de dla y de 
noche, y presentan atractivas ventajas como: bajo consumo de poten· 
eta, excelente legibilidad a la luz del sol e ideal para operación 
con baterlas, compatibles con CHOS, rango de temperatura aceptable y 
muy alta confiabilidad en pleno funcionamiento. 
Esta linea presenta un amplio rango de exhibidores normalizados 
con capacidad desde 3 1/2 dígitos hasta 8 dígitos, con. caracteres 
desde 9 mm hasta 18 mm de alto. 
Los usos más comunes de estos productos son: en equipo médico, 
de medición de frecuencia, termométros digitales, termostatos, relo-
jes electrónicos, multfmetros digitales, instrumentación en general, 
comunicación, radios, equipo automotriz y fotográfico, detectores de 
smog, televisiones, computación y equipo de diversión electrónica, 
Oe la gran variedad de LCOS, se seleccionó el adecuado las 
características de nuestro dtsefto. Este es un LCO modelo F~0609 de la 
marca ANO (ver apéndice A), de tipo multiplexado de efecto de campo. 
Presenta 6 dígitos con punto decimal y la altura de caracter es de 
12.7 mm, con gran ángulo de visión y su alto contraste permite fácil 
lectura. Tiene alta estabilidad, materiales LC resistentes a la hume-
dad y sellado perifericamente con selladores de alta calidad, para 
·...;;: asegurar su Integridad mécanlca y largo tiempo de vida. 
260 
Circuito "lcroccrtp.1tador (MCJ) 
Slstenma de Yfsuallzecl6n 
CAPITULO IV 
El FE0609 cuya distribución de segmentos y conexiones se muestra 
en la figura 4.20, puede ser usado en una gran variedad de aplicacio· 
nes, tales como: multímetros, termometros digitales, instrumentación 
electrónica, y otros usos similares. 
Figura 4.20. Display seleccionado. 
C•racterfstlc•s Generales del FE0609: 
Tensión de operación: 
Corriente: 
Frecuencia de operación: 
Tiempo de respuesta encendido: 
Tiempo de respuesta apagado: 
Temperatura de operación: 
Modos ópticos: 
Modos de impresión: 
Polarizador: 
Conexión: 
Sellado: 
5 v. 
3 mlcroA. 
60 Hz. 
30 ms. 
50 ms. 
-30ºC a +BS'C. 
Reflectivo/transflectivo de alto 
contraste y gron ~ngulo de visión. 
Positiva 
(segmentos oscuros, fondo claro). 
Normalizado. 
Terminales epóxicas. 
Técnicas de alta confiabilidad. 
261 
•! 
Circuito Mlcroccqutador <MCJ) 
DeHrrol lo del Soft"'9n Necesario ••• 
IV.d. Desarrollo del Software Necesario para el Control 
y Visualización de cada uno de los Parámetros 
CAPllULD IV 
El software del diseno se hizo en base a rutinas modulares, que 
van siendo llamadas a lo largo de la ejecución del programa, en el 
momento que se requiere una operación determinada, para la prepara-
ción o presentación de los resultados de las variables ambientales. 
La primera parte está integrada por las rutinas de prueba del 
#CU. 'Al encender la unidad, se ejecutan las que verifican que los 
componentes principales de este se encuentran funcionando correcta-
mente. 
En primer lugar se ejecuta la rutina de prueba de RA#, en la que 
se llevan a cabo pruebas de lectura y escritura en todas y cada una 
de las localidades de dicha memoria, para comprobar que no existe 
ninguna localidad danada. 
A continuación se prueba el TI#ER. En esta rutina se programa al 
presca1er del TI#ER con 128 ciclos, al mismo tiempo que se ejecuta 
una rutina que dura también 128 ciclos y que sirve como patrón de 
comparación para asegurar que el conteo se realiza en forma correcta, 
ejecutándose esta operación 256 veces. 
El siguiente paso es la programación del convertidor A/O, al que 
se le da un valor de prueba conocido en uno de sus puertos de entrada 
262 
Cl.-culto Mfcl"OCoq:JJtedor {HQJ) 
Desel"tOltO del Softwa.-e NKKlll"io ••• 
CA.PJTVLO IV 
para que haga la conversión, y comparar si el resultado obtenido es 
correcto. 
Por último se efectúa la prueba del displ•y, para ello se carga 
el puerto C con el valor de un ns#, que será recorrido por cada uno 
de los dígitos del display, para comprobar que encienden todos los 
segmentos. 
En caso de ocurrir cualquier falla en alguna de las partes del 
KCU, cada una de las rutinas anteriores tiene un módulo de salida 
una rutina que Indica error. De lo contrario, se encenderá un LEO 
indicador de que la unidad se encuentra lista para iniciar la medi-
ción de las variables deseadas. 
Dentro del programa se emplean rutinas de uso gener•l, que serán 
usadas por las correspondientes a cada uno de los transductores. 
Dichas rutinas de uso general son: 
Manejo de Display. 
Manejo de Teclado y Decodificación de funciones. 
- Multiplicación de 16 x 16 bits. 
- Conversión de Fracciones Hexadecimales a BCD. 
- Conversión de enteros Hexadecimales a BCD. 
- Conversión a Formato de Display. 
Manejo de Resultados. 
263 
Circuito 10c:roc:mp.Jtador (MOJ) 
Oeurrollo del SOftware lh:c.eurlo ••• 
CAPITULO IV 
Como se mencionó anteriormente, cada uno de los tipos de medi-
ción es controlado por una rutina especifica; que se encarga de en-
viar y recibir las se~ales necesarias para tener una lectura exacta 
de los resultados medidos por los transductores. Tales rutinas se 
mencionan a continuación: 
- Medición de Temperatura. 
Medición de Presión. 
- Medición de Dirección del Viento. 
Medición de Velocidad del Viento. 
- Medición de Humedad Relativa. 
Medición de Precipitación Pluvial. 
Cada una de las rutinas antes mencionadas, configura en primer 
término las entradas y salidas del puerto que utilizará para enviar 
senales de control y recibir los datos de las lecturas realizadas por 
los transductores. Inmediatamente después, hace uso de las rutinas de 
propósito general para preparar los resultados con el fin de que sean 
visualizados en el display. Finalmente se encuentran los comandos 
para encender el LED que indica la variable que está siendo medida. 
A continuación se presentan los diagramas de flujo empleados en 
el diseno de1 software y después de ellos, el listado completo del 
programa empleado en la estación meteorológica portátil. 
264 
·.:;¡ 
Ctrculto Mlcrocaip.Jtador (MOJ) 
Onarrotto del Software Neccurio ••• 
RUTINA PARA PRUEBA 
DE MEMORIA RAM 
IHICIO 
ERROR 
265 
CAPITULO IV 
>. -- EPocomputador (MCU) 
Dedarrotlo del Software Hecesario ,.. 
RUTINA PARÁ PRUEBA DEL TIMER 
Carga $ 
TE” 
y 
ita 
y 
RBA 
ES T R=x un 
si 
 
 
 
 
 
    
  
  
 
    PER E 
Iiálos”     
    
  
  
  
 
  pito? 
      
         
 
      
  
  
     
266 
CAPITULO 1%e 1 rcul to MI croc~tador <HaJ) 
arro lo el ft are Necffarfo ••• 
TI A RA EBA EL ER 
R T S 
Borra IHilABj\A HOP .,.. __ .. 
6 
PI LO IV 
Circulto MtcrocCMp.Jtador (MOJ) 
Desarrollo di\ SOflware Mecesarlo ••• 
RUTINA DE 
CONUERTIDOR 
Si 
No 
ERROR 
PRUEBA PARA EL 
ANALOGICO/DIGITAL 
RERDY 
267 
CAPltuLD IV 
Circuito Mierocomputador (MCU) : CAPITULO 1Y 
Desarrollo del Software Necesario ... : 
RUTINA PARA PRUEBA DEL DISPLAY 
  
     
  
   
     
  
     
  
  
Muegtra 
u n 
Display 
SEE? a 
splay 
     
  
     
  
       reilpa de 
268
~! 
ircuito Mlcroc~tedor ( Q.I) 
Onurol lo del Software NKeHrlo , •• 
PI LO IV 
TI A RA EBA EL DISPLA~ 
Sf!t .. a "" "ª d• TE LADO 
 
Circuito Mlcrocc:nputador (MOJ) 
Desarrollo del Software Necesario ••• 
RUTINA DE DISPLAY 
c ...... ACUMUiador 
con datos 
Deo.,..M~nt:a X 
R T S 
269 
CAPITULO IV 
clrcutto Mlcrocorp.ltedor (MQJ) 
Dn•rrollo del SOftware NKeHrlo ... 
RUTINA DE·TECLADO 
270 
CAPITULO IV 
Circuito MlerocOTp.Jtad::lr (MOJ) 
Desarrollo del Software Wec:es11rlo ••• 
RUTINA DE MULTIPLICACION 
Jniolo 
Guarda en e1 
AouMUlado:r el 
1er dig. del res. 
R T S 
27l. 
CAPITULO IV 
ocompat ador (My) CAPITULO IV 
Desarrollo del Softwara Hecegario ,.. 
CONUERSION DE FRACCIONES 
HEXADECIMALES A BCD 
(Intoio ) 
     
          
  
  
+ 
Hace 
TEMPB+P 
Ciñdtos" TEMPA: PR 
con 
Limpia Paros Rgsul ¿ón 
yarfjables Prisa ador 
de Result          — 
pRota an 1 po enta 
MOSEre Picidor 
Y 
   
           <B> 
si 
   
  
  
272
Circuito Mlcroc~udor < CIJ) 
eHrrollo ltl oftwen Nec:enrto ••• 
NUERSION E CCIONES 
ADECIMALES  D 
l loio 
Ho 
R T S 
 
Pll O I  
Lorna rr DEM dor (MO) CAPITULO 1Y 
Oesarroito del Software hkecesorio ... 
RUTINA DE CONUERSION 
AL FORMATO DE DISPLAY 
IO 
rf _1 
  
  
          
  
    
 
         
 
   
  
¡S572. UD Guarda el 
en INDICE en DISTAB 
+ + 
Guarda Carga 
ndi indice 
en INbicz en X 
| + 
Guarda Deorenenta 
     
  
  
    
Xx 
Elimina si 
Lim 
  
  
       
            
     
273
Circuito Mlcroc~tador MC11) 
esen 1 to el Oftwre WecttDrio ••• 
TI A E 
L ATO 
UERSION 
E I Y 
R T S 
 
Pr UlD IV 
Circuito Mlcrocarp.ititdor (MQJ) 
Desarrollo del Software Necnorlo ••• 
RUTINA PARA MEDICION 
DE TEMPERATURA 
R T S 
274 
CAPITULO IV 
Circuito Hlcroc:cnp.itedor (HQJ) 
Onarrollo del Software Hecnarfo ••• 
RUTINA 
DE 
No 
PARA MEDICION 
PRES ION 
R T S 
275 
CAPITULO IV 
-·'' 
ctrc:t1\to MlcrOCCl'l'pJtador <MOJ> 
º"•rrollo del Softwre Mec"arlo ••. 
RUTINA DE 
DIRECCION 
MEDICION DE 
DEL UIENTO 
CarsrA X 
w&IUla 
R T S 
276 
CA.PITULO IV 
Circuito MlcrOC:Q'l'PJtador o•OJ) 
Desarrollo del Software Necesario ••• 
DE 
RUTINA DE 
UELOCIDAD 
MEDICION 
DEL UIENTO 
R T S 
277 
CAPITULO IV 
Circuito Mlcroconp.itador (MOJ) 
Desarrollo del Software Necesario ••• 
RUTINA DE 
DE HUMEDAD 
R T S 
MEDICION 
RELATIUA 
278 
Salta a 
Rutina 
de Curva. 
CAPITULO IV 
Circuito MicroccrtpJtador (MCJ) 
DH•rrolto del Software Neces•rlo ••• 
RUTINA DE MEDICION DE 
PRECIPITACION PLUUIAL 
Inicio 
Cte:rria 
v.aluula 
2 
Sal ta. a. 
Rutina de 
Es pe ria 
Seleccion 
Entrada 
del A,..D 
279 
Pr•paria 
Opt!'randos 
P,..Mult. 
Enoi•nde 
Ind~~~doro 
Abrt!> 
UalYulas 
J. .. 2 
R T S 
CAPITULO IV 
Clrc.uito Hlc.rocarp.itador (MOJ) CAPITULO IV 
Offerrollo del Soft-re Necnarlo ••• 
'"" L 1 stado del Programa 
******************************************** 
* 
* DEFINICION DE VARIABLES Y ETIQUETAS 
******************************************** 
• ºººº PORTA EQU o 
• 0001 PORTB EQU 1 
• 0002 PORTC EQU 2 
• 0003 PORTO EQU 3 
• 0004 DORA EQU 4 
• ooos DDRB EQU s 
• 0006 ODRC EQU 6 
• OOOE ADCR EQU SE 
• OOOF ADRR EQU SF 
• 0008 TDR EQU 8 
• 0009 TCR EQU 9 
• OSAD BEGlN EQU SSAO 
• oseo TERROR EQU SSBO 
- OS90 FORO IS EQU S590 
-::_., • osoo TABLA EQU ssoo 
• oseo CTEHP EQU sseo 
• OSBl CHUH EQU SSBI 
• asaz CPRES EQU SS82 
• OS83 CVELVI EQU SS83 
• OS84 CDIRVI EQU SSB4 
• oses CPLUVI EQU sses 
• OS86 CRESET EQU SS86 
0030 ORG $30 
0030 06 DH.OL DB 5 
0031 01 PH 08 1 
0032 01 PL 08 1 
0033 01 TEHPA 06 1 
0034 01 QH 08 1 
0035 01 QL 08 1 
0036 01 TEHPB 08 1 
0037 01 REH DB 1 
0038 01 CENT 08 1 
0039 01 TEMP DB 1 
003A 01 DIGIT DB 1 
0038 01 DIGITO DB 1 
003C 01 WORK2 DB 1 
0030 01 WORK3 DB 1 
003E 01 WORK4 DB 1 
003F 01 INDICE DB 1 
·..J· 0040 01 INDIC2 DB 1 
0041 01 PUNTO os 1 
0042 01 WORKl DB 1 
0043 01 PROHP 08 1 
0044 01 WORKS 08 1 
280 
Circuito MlcroccrTpJtador (MQJ) 
De-sarrotlo del Software Wecnarlo ... 
CAPITULO IV 
0045 01 
0046 01 
0047 01 
0048 01 
0049 01 
004A 01 
0048 03 
0080 
0080 A6AA 
0082 205[ 
0084 A655 
0086 205A 
0088 
0088 A66F 
OOSA 8709 
002c AEFF 
OOSE 8F08 
0090 A64F 
0092 8709 
0094 8308 
0096 2664 
0098 5A 
0099 A3FF 
0098 270F 
0090 A609 
009F 4A 
OOAO AIOO 
OOA2 26F8 
OOA4 3FOA 
OOA6 90 
OOA7 90 
OOA8 90 
OOA9 90 
OOAA 20[8 
OOAC A640 
OOAE 8709 
0080 81 
WORK6 
CNT 
TEMPC 
RESTA 
LOOP! 
LOOP2 
8COTA8 
08 
08 
08 
08 
08 
08 
08 
1 
1 
1 
1 
1 
l 
3 
******************************************** 
* 
RUTINA PARA PRUEBA DE HEHORIA RAH 
******************************************** 
RES ET 
TEST2 
ORG 
LOA 
BRA 
LOA 
8RA 
sao 
#SAA 
FILLR 
#$55 
FILLR 
;Salta a la rutina de llenado 
;de, localidades de memoria 
;con los valores de prueba 
AA y 55 
******************************************** 
* * 
RUTINA PARA PRUEBA DEL TIMER * 
* ********************************•*********** 
TlflER 
TESTTll 
REGRES 
RDY 
ORG 
LOA 
STA 
LDX 
STX 
LOA 
STA 
CPX 
8NE 
OECX 
CPX 
BEQ 
LOA 
OECA 
CMP 
8NE 
CLR 
NOP 
NOP 
NOP 
NOP 
BRA 
LOA 
STA 
RTS 
s22 
#S6F 
TCR 
#SFF 
TOR 
#S4F 
TCR 
TOR 
ERROR 
#SFF 
ROY 
#$9 
#$00 
REGRES 
SOCA 
TESTTM 
#$40 
TCR 
281 
;Inhibe interrup. externas. 
;Se programa conteo de 255-0. 
;Se programa el reloj interno 
;pone el prescaler a 128 efe. 
;Checa que el Timer trabaja 
correctamente. 
;Compara resultado de1 con-
; tea, y salta a ROY si es FF. 
;Rutina de 128 ciclos para 
probar el funcionamiento 
del prescaler. 
;Regresa Timer a valores 
normales de operación. 
Circuito Mfcrocarp..1t&dor (MQJ) 
Dnarrollo del Softwore Nec:eHrto ... 
CAPITULO IV 
0081 
0081 A604 
0083 CDOl 11 
0086 AIFE 
008S 2706 
008A AIFF 
OOBC 2702 
008E 203C 
OOCO A61C 
OOC2 8706 
OOC4 8702 
OOC6 
OOC6 AE05 
OOCB A6FF 
OOCA E730 
OOCC 5A 
OOCO 2AFB 
OOCF CD01!9 
0002 AEOS 
0004 0605AO 
0007 E730 
0009 5A 
OODA 2AFS 
OODC COOll9 
OODF 90 
OOEO 205F 
··••·••··············••··•········•··•······ 
RUTINA PARA PRUEBA DEL CONVERTIDOR A/D 
* 
* 
* ..........•......................•.......... 
READY 
ORG 
LOA 
JSR 
CHP 
8EQ 
CHP 
BEQ 
SRA 
LOA 
STA 
STA 
SS! 
#$4 
CONAOR 
#SFE 
READV 
#SFF 
REAOY 
ERROR 
#SIC 
DDRC 
PORTC 
;Elige volt. de referencia y 
; salta a rut. de conversión. 
;Compara result. de conv. AID 
;diferencia max. 1 bit, si es 
; correcto salta a READY y si 
no es correcto a ERROR. 
;Enciende led ind. de ready 
a través del puerto C. 
............................................ 
* * 
RUTINA PARA PRUEBA DE DISPLAY 
............................................ 
ORG SC6 
LDX #$5 
LOA #SFF In1'cia cargando el número 8 
OCHOS STA DTA8L,X en la tabla de datos para 
DECX verificación de todos los 
BPL OCHOS dígitos por medio de rutina 
JSR DISTAS de envio de datos a display. 
LDX #5 
LETRA LOA BEG!N,X Carga en tabla de datos los 
STA DTASL,X códigos de cada letra de 
DECX SELEC para ser enviada 
BPL LETRA a display por medio de la 
JSR DISTAS rutina DISTAB posteriormente 
NOP pasa a rutina de teclado en 
BRA TECL espera de alguna selección. 
282 
Circuito Mlcl"'OCalll<Jtador (MOJ) 
Des1rro\lo de\ SOftware MCCeHrlo • •• 
CAPITULO 1V 
OOE2 
OOE2 AEDO 
OOE4 E710 
OOE6 se 
00[7 A370 
OOE9 26F9 
OOEB AEDO 
OOED El 10 
OOEF 2608 
OOFl se 
OOF2 A370 
OOF4 26F7 
OOF6 A4AA 
OOF8 26BA 
OOFA 208C 
OOFC 
OOFC A61C 
OOFE 6706 
0100 A600 
0102 6702 
0104 AEOS 
0106 060SBO 
0109 E730 
0108 SA 
OIOC 2AFB 
OIOE COOll9 
0000 
....•........••.....•.••.•...•.••......•.... 
• 
RUTINA PARA LLENADO DE LAS LOCALIDADES * 
DE MEMORIA DURANTE LA PRUEBA DE RAM * . . .•.•....•...........••.•...•..•....•......•. 
ORG SE2 
FILLR LOX #$00 ;Inicia guardando e1 valor de 
FILL STA $10,X prueba a partir de la 
IN e X primera localidad de RAH 
ePX #$70 hasta la última. 
6NE FILL 
LOX #$00 
COMPA eHP $10,X ¡co'?'para el valor de prueba 
6NE ERROR con 1a 1efdo en cada 
INCX localidad de RAH, si no es 
CPX #$70 igual salta a rutina de 
BNE COHPA 
icheca si ya se hizo la 
ERROR. 
ANO #SAA 
BNE TEST2 ;prueba de RAH con el segundo 
6RA TIHER ;valor si es correcto pasa a 
TI HER . 
............................................ 
* • 
RUTINA PARA INDICAR ERROR EH PRUEBAS * 
.•......•....•....•....•.•....•..•.......... 
ORG SFC 
ERROR LOA #SIC Configura entradas y salidas 
STA OORC de 1 puerto e. 
LOA #$00 Enciende el LEO indicador de 
STA PORTC ERROR através del puerto C. 
LOX #SS 
HXTERR LOA TERROR, X Almacena en tabla de datos 
STA OTABL,X los códigos de la palabra 
OECX ERROR para ser enviados a 
BPL HXTERR display atravds de la rutina 
JSR DISTAS de DISTAB. 
ENO 
283 
ocamputador (M0U) CAPITULO 1V 
Desarrollo del Softwsre Hecesarto .., 
¿ERENECAAREARAAACRRELARACAARARA ACARREAR N
* 
RUTINA DE CONVERSION ANALOGICA-DIGITAL * 
* 
5 
¿ee 
5 
qe 
i 
¡e 
¿TRRANUERACERUERA RARA CRCRALACA CARRARR AR  RAR 
0111 ORG $111 
0111 B70E CONADR STA ADCR ¡Guarda en el reg. de control] 
0113 OFOEFD LISTO BRCLR ñ ADCR,LISTO; la entrada seleccionada, 
0116 B60F LDA ADRR ; revisa el cambio del bit 7 
0118 81 RTS en ADCR para tomar el 
; resultado de la conversión 
; del ADRR. 
UORARERACRCARALER EARL RARARI RAR RARAR A Ade 
4 * 5 
¡e RUTINA DE DISPLAY * 
e * 
ARANA RENA RRA RARA RAR RARE ARRE 
0119 ORG $119 
0119 3F02 DISTAB CLR PORTC 
0118 A603 LDA $03 ¿Configura entradas y salidas 
011D B706 STA DORC del puerto C. 
011F AEOS LDX SS 
0121 £630 DISCHR LDA DTABL,X ¡Carga acumul. con el primer 
0123 CDO012A ISR DISPLY ; dígito de la tabla de datos 
0126 SA DECX 5 a ser enviado y pasa 
0127 2AF8 BPL DISCHR 5; a rutina DISPLY. 
0129 81 RTS 
012A BF42 DISPLY SsTX WORK1 ¡Guarda número de dígito. 
012c 1102 BCLR —— O,PORTC ¡Limpia bit salida de datos. 
012£ AE0O8 LDX $08 
0130 48 DIS1 LSLA ¡Manda dígito en farma serie 
0131 2402 Bcc DIS2 ¿con corrimientos y revisión 
0133 1000 BSET  O.PORTC del carry. 
0135 1202 DIS2 BSET 1,PORTC ¡Genera pulso de reloj a 
0137 1302 BCLR — 1,PORITC ; través del bit 1 
0139 1102 BCLR —— O,PORTC ; del puerto C. 
0138 SA . DECX 
013C 26F2 BNE DIS1 ¡Revisa si mandó los 8 bits. 
013€ BE42 LDX WORKI1 ¡Restaura el núm. de dígito 
0140 81 RTS ¡y regresa por el sigurente. 
284
circuito Mlcroc~tador ( QJJ 
esa rollo el oft .re Nece .. rlo •• , 
PI LO I  
11 
11 8 E 
13 EFO 
16 60F 
OllB  
19 
19 02 
OllB 603 
Olio 8 06 
OllF E05 
21 E630 
23 Ol  
26 5  
27 F8 
29  
 F42 
Ol 2C 02 
Ol E E B 
30 8 
31 02 
33 00 
35 02 
37 02 
39 02 
38  
Ol  2 
! E E42 
40  
.....•....••........................•....... 
* TI A E VERSION ALOGICA-DIGITAL  
* * ...•••.....••...........••.....•....•••..... 
ADR 
I  
G 
A 
CLR 
OA 
S 
11 
OCR ; uarda  l g. e ntrol/ 
7,AO R,LIST0;7  tr da 1 cci nada, 
O R visa l bio el it  
 CR ara ar l 
lt do e  versión 
el R • 
............................................ 
* TI A E I Y  
.....................•...................... 
G S!l9 
I B R TC 
OA #$03 ; onfigura tr das  1idas 
 O RC el uerto e. 
OX #$5 
I R OA O ABL,X ; arga u1. n l ri er 
J  OI Y í ito e  la e tos 
CX  r éJnvi ~do  sa 
PL I R  ti a ISPLY. 
S 
I Y  ORKI ; uarda ero e j ito. 
LR , TC ; i pia it l ida e tos. 
OX #SOS 
ISI A anda i ito  o a rie 
CC OIS2 n rri ientos  isi n 
ET O.PO C el ry. 
IS2 ET  RTC enera ulso e loj  
LR l,P  vés el it  
LR , TC e 1 uerto e. 
O CX 
E OISI evisa i andó s  its. 
OX ORKI est ura l ü . e i ito 
S  resa or 1 iente. 
 
Clrcuho Mlcrocatp.nador (MO.I) 
Dnarrollo del Software lfeceurlo ... 
CAPITULO IV 
0141 
0141 3FOO 
0143 A6FO 
0145 8704 
0147 90 
0148 2FFD 
014A A6EF 
Ol4C 8700 
Ol4E 2E05 
0150 3800 
0152 25FA 
0154 80 
0155 8600 
0157 ADOC 
0159 2FF9 
0158 2EFE 
0150 AD06 
Ol5F 2EFA 
0161 3FOO 
0163 2006 
0165 AEFF 
0167 5A 
0168 26FD 
016A 81 
0168 Cl0586 
016E 2720 
0170 Cl0580 
0173 271F 
0175 ClOSBl 
0178 271F 
Dl7A Cl0582 
0170 271F 
Ol 7F C10583 
0182 271F 
0184 C10584 
0187 271 F 
0189 Cl0585 
OIBC 271F 
OlBE ADBl 
0190 BOBO 
0192 ADAD 
0194 CD0280 
0197 ADA8 
0199 CD039C 
019C ADA3 
...............•...............•....•....•.. 
* RUTINA DE TECLADO Y DECODIFICACIOH * 
.........•....•.....................•....... 
TECL 
STOP 
KEYSCH 
REPEAT 
RETURH 
GOTIT 
RELEAS 
DBOUHC 
AGAIH 
DECOOE 
SRES ET 
STEllP 
SHU" 
ORG 
CLR 
LOA 
STA 
NDP 
BIH 
LOA 
STA 
BIL 
LSL 
8CS 
RTI 
LOA 
BSR 
BIH 
BIL 
8SR 
BIL 
CLR 
8RA 
LDX 
DECX 
8NE 
RTS 
CHP 
BEQ 
CHP 
8EQ 
CHP 
BEQ 
CMP 
BEQ 
CHP 
BEQ 
CHP 
BEQ 
CMP 
BEQ 
8SR 
JSR 
BSR 
JSR 
BSR 
JSR 
BSR 
$141 
PORTA 
#S38 
DORA 
STOP 
#$37 
PORTA 
GDTIT 
PORTA 
REPEAT 
PORTA 
080UNC 
RETURN 
RELEAS 
DBOUNC 
RELEAS 
PORTA 
DECOOE 
#SFF 
AGAIN 
CRESET 
SRES ET 
CTEHP 
STEMP 
CllUM 
SHUH 
CPRES 
SPRES 
CVELVI 
SVELVI 
CD!RVI 
SDIRV 1 
CPLUVI 
SPLUV 
TECL 
RES ET 
TECL 
TEHPER 
TECL 
HUHEDAD 
TfCL 
285 
¡Configura entradas y salidas 
, del puerto A. 
;Aguarda por una interrupción 
; debida a las teclas. 
;Revisa opresidn de tecla 
, en 1a primera columna. 
;Revisa fnterrup. por tecla. 
;Rev1'sa segunda columna. 
;Contfnüa si hay+ columnas. 
;Regreso de interrupción. 
;lee código de tecla oprfm. 
;Pasa a rut. Prueba de Ruido. 
¡Falsa presión tecla regresa. 
;Espera que se suelte tecla. 
;la tecla no ha sido soltada. 
;Pasa a rut. de Decodff. 
;Rutina de Prueba de Ruido o 
; pausa para asegurar que fue 
oprimida alguna tecla. 
;Compara el código de 1a tec. 
; presionada y continüa en 1a 
; sub-rutina correspondiente. 
;Salto a subrutina de acuerdo 
con el código de la tecla. 
Ch•culto Mleroccmp,.ttadol" lMQJ) 
Off•l"ro\to dirl Sofrwe.!'e Nec.u•f'lo ••• 
019E CDOJIO SPRES 
OJAi AD9E 
OIA3 C0037E SVELVI 
OIA6 A099 
OIAB C00344 SDIRVI 
OIAB A094 
OIAO CD049E SPLUV 
OIBO ADBF 
JSR 
BSR 
JSR 
BSR 
JSR 
BSR 
JSR 
8SR 
PRES ION 
TECL 
ANEMOMET 
TECL 
ANEMOSC 
TECL 
PLUV!OM 
TECL 
CAPUUlO IV 
..••........................•.•......••.••.. 
• 
0182 
0162 AEIO 
0184 3F33 
0186· 3F36 
0188 3634 
016A 3635 
OIBC 240C 
O!BE 6636 
O!CO BB32 
O!CZ 8736 
OlC4 8633 
O!C6 8931 
OICB 8733 
OlCA 3633 
OlCC 3636 
OlCE 3634 
0100 3635 
0102 SA 
0103 26E7 
OJOS 81 
0106 
0106 Af02 
0108 6f44 
DIOA 8634 
OlOC 8735 
OJOE 3F34 
• RUTINA DE NULTIPLICACION DE 16xl6 BITS 
* • •....•....••..•.........•••........•••••.•.. 
NXT 
ROTAT 
ORG 
LOX 
CLR 
CLR 
ROR 
ROR 
BCC 
LOA 
AOO 
STA 
LOA 
ADC 
STA 
ROR 
ROR 
ROR 
ROR 
DECX 
6HE 
RTS 
SIB2 
#16 
TEHPA 
TEMPB 
QH 
Ql 
ROTAT 
TEHPB 
PL 
TEHPB 
TEHPA 
PH 
TEHPA 
TEHPA 
TEHPB 
QH 
Ql 
NXT 
Algoritmo para multiplicar 
dos palabras de 16 bits cada 
una, formadas como sigue: 
(PH, PL} y (QH, QL) 
con 32 bits de resultado en: 
(TEHPA,TEHPB,QH,QL). 
•..•.....••••....•.•••.••.....•..•••.•...••. 
* . 
* 
RUTINA PARA COHVERSIOH DE FRACCIONES 
HEXADECIMALES A BCD * 
* 
COHHBF 
START 
ORG 
LOX 
STX 
LOA 
STA 
CLR 
S!06 
#2 
WORK5 
QH 
QL 
QH 
286 
Carga el reg. indice con e1 
núm. de decimales a pedir. 
Para 1a conversión se usa e1 
alg. de mult. de la base 
de eonvers. por 1a palabra. 
1 "ocomputador (MCU) 
Desarrolla del Sofimars Necesaria ... 
DIEO ASOA LDA YSOA ¡Carga el acum. con Ya base D1E2 8731 STA PR ; de conv. y almacena los 014 3F32 CLR PL 5 valores en las variables 01E6 CDO0182 ISR MULT usadas en la multiplicación. 019 8E44 L1DX WORKS 
01EB B636 LOA TEMPB ¡Guarda el entero del result. O1ED E73A STA DIGIT,X ; de mult. como Jer. decimal. O1EF 5A DECX 
01FO BF44 STX NORKS 
01F2 2AE6 BPL START ¡Salta a calco. el 2d0. dec. 01F4 AEO1 LOX l ¡Coloca en una sola palabra 01F6 ES3A LOA DIGIT,X ; de 8 bits el resultado de 01F8 B738 STA DIGITO ; Ta conv. por medio de reg. QIFA 50 INCX 3 temporales y corrímientos, O1FB £63A LDA DIGIT,X ; quedando finalmente cargado DIFDO 48 LSLA ; en el acumulador. DIFE 48 LSLA 
DIFF 48 1SLA 
9200 48 LSLA 
0201 BA38 ORA DIGITO 
0203 81 RTS 
RERAACUERACARA RENA ARA RRA AAA RARA A A 
. de 
* ; 
¿e RUTINA PARA CONVERSION A FORMATO « 
z DE DISPLAY 
AAA RARE RRA AAA AAA ARRRRA RARA OVA 
0204 ORG $204 
0204 AEOG FRAKDSP 1D0X *s Carga el reg, X con el núm. 0206 BF3F STX INDICE ; de dígitos a usar en disp. 0208 AtOO LDX $0 
0204 8F40 SsTX INDIC2 
020t £648 NXTBCD LDA BCOTAB,X; Carga el acumul. con los 2 020€ A4f0 AND $SFO 5 digitos BCD más signific. 0210 44 LSRA 3 y quita el menos signific., 0211 44 LSRA ; recorre el ler. a la pos. 0212 44 LSRA ¡del menos significativo para 0213 44 LSRA 5 que sirva como indice en la 0214 97 TAX 5 tabla FORDIS que contiene 0215 060590 LDA FORDIS,X; los cod. de los digitos BCD. 0218 BE3F 10X INDICE 
D21A 5A DECX 
0218 £730 STA OTABL,X ¡Guarda el código en DTABL. 0210 BF3F SsTx INDICE 
021F 8E50 LOX INDIC2 
0221 E648 1DA BCOTAB,X;Carga de nuevo los 2 dígitos 0223 AdoF AND FSOF más Significantes para hacer 0225 97 TAX i la conversión del 2do, dig. 0225 D50590 LOA FORDIS,X 
287 
CAPITULO 3v
CIJ'CUftc Mft,.OC~tndor (MCU) 
u rrQ\lo el Oftwer• Neceurto •.• 
OJ  60  
OI 2 31 
 E4 32 
OJ 6 OlB2 
OJE9 B 44 
OJ B 8 36 
J O  
J F S  
Ol  44 
OlF2 E6 
OJF4 EOl 
OJF6 6  
Ol B 8 38 
Ol  se 
I  E  
OlF  8 
Ol E 8 
OJFF 8 
0 00 8 
01 38 
03  
OA 
 
l  
J  
 
A 
 
O X 
 
PL 
X 
A 
 
 
OA 
 
l  
L l  
 
A 
S 
* A 
H 
l 
H LT 
ORKS 
HPB 
! IT ,X 
ll KS 
RT 
#1 
I IT ,X 
Ol I O 
Ol IT ,X 
O! I  
t. Pnuta JV 
arga l . c n 1a base 
e nv.  1 acena 1os 
1ores  l  variab1es 
usadas   ultiplicacf6n. 
; uarda l tero el result. 
¡ e ult. o er. deci a1. 
; alta  ale. l 2do. dec. 
; oloca  a 1a palabra 
e  its l lt do de 
l  nv. or edio e reg. 
e pora1es  rri ientos, 
ando l ente cargado 
 l ulador. 
•········••·•······•••·•••·•···••·••····•·•· * • 
* TI A A VERSION  FORMATO 
* E I P Y 
04 
04 E06 H SP 
06 F3F 
08 E O 
A BF40 
C E 4B TBCD 
E 4FO 
10 4 
1 4 
12 4 
13 4 
14 97 
I5 590 
!8 3F 
02J  SA 
18 E 30 
10 F3F 
1F B 40 
21 64B 
23 40F 
25 97 
26 06 590 
G 
L  
 
X 
 
OA 
O 
A 
A 
A 
A 
X 
OA 
LDX 
X 
 
X 
X 
LOA 
O 
X 
A 
04 
IS6 
I E 
'º I I 2 
;Carga 1 g.  n l nú . 
e í itos  sar e  disp. 
OTAB,X;Carga l mul. con los 2 
#  ; f itos  as si níflc. 
;  ita l enos si nific., 
¡ o re 1 r.  1a pos. 
; el enos ifi ativo para 
; e 1'rva o i ice en la 
; la RDIS e contiene 
ROIS,X;7 s d. e l s igftos BCD. 
I I E 
BL,X ; uarda l c digo en DTABL. 
I E 
I OI Z 
DTAB,  
# F 
ROJS,X 
7 
Carga  evo l s  fgítos 
m~s s ifi ntes para hacer 
11 versión el 2do. dig. 
clrcuho MicrocCl'l'poltlldor (ltOJ) 
Desarrollo del Software Meceurlo ••• 
CAPITULO IV 
0229 6E3F 
0226 SA 
022C E730 
022E 6F3F 
0230 2707 
0232 6E40 
0234 se 
023S BF40 
0237 20D3 
0239 81 
023A· 
023A AEFF 
023C 99 
023D 9D 
D23E se 
023F A064 
0241 24FA 
0243 AB64 
024S 6737 
0247 9F 
0248 6738 
024A 6637 
024C AEFF 
024E 99 
024F 9D 
02so se 
0251 AOOA 
02S3 24FA 
02SS A80A 
02S7 8739 
02S9 9F 
02SA 48 
02S6 48 
02SC 48 
02SD 48 
02SE BA39 
0260 97 
0261 B638 
0263 81 
LDX INDICE 
DECX 
STA DTA6L,X ;Guarda el código en DTABL. 
STX INDICE 
6EQ SALIDA ; Revisa si hay más dfgitos. 
LDX INDIC2 
INCX 
STX INDIC2 
BRA NXTBCD ;Salta por el s ig. par de 
SALIDA RTS caracteres BCD. 
****•···············*······················* 
.. RUTINA DE CONVERSIOH DE ENTEROS 
HEXADECIMALES A BCD " .. 
CONHDE 
0100 
010 
ORG 
LDX 
SEC 
NOP 
INCX 
SUB 
BCC 
ADD 
STA 
TXA 
STA 
LOA 
LDX 
SEC. 
HOP 
IHCX 
SUB 
BCC 
ADD 
STA 
TXA 
LSLA 
LSLA 
LSLA 
LSLA 
ORA 
TAX 
LOA 
RTS 
S23A 
#SFF 
#100 
DlOO 
#100 
REH 
CENT 
REH 
ISFF 
#JO 
DlO 
#10 
TEMP 
TEMP 
CENT 
288 
; Carga el reg. Indice con -1. 
; Coloca e 1 carry en 1. 
;Resta 100 al acumulador 
; hasta que sea menor a 100 
;revisando e1 carry y 1levan-
;do e1 # de veces restado con 
;el reg. de indice guardándo-
; lo en CENT, el resto en REH. 
;Carga e1 acum. con e1 resto. 
;Vuelve a hacer lo mismo 
; pero ahora le resta 10, y 
; cuenta e1 nóm. de veces con 
; el reg. Indice (decenas) y 
;el resto lo guarda temporal-
mente en TfNP (unidedes). 
;Coloca en una sola palabra 
;de 8 bits que será el acumu-
1 ador el resultado de las 
decenas y las unidades, 
enviándolo despues al 
registro indice. 
;Carga e1 acumulador con las 
centenas. 
secomputador (MCU) CAPITULO 1W 
Desarrollo del Software Necesario ... 
¿ERACCAKCRARRERARERCAA RA A ACA RARA CRA CRANRAR NAR 
e + 
z RUTINA PARA MANEJO DE RESULTADOS í 
AAOAARARA RAR RAR ERRARER RARA RARA RAR RAR ICAA 
0264 ORG 5264 
0264 B735 MANRES STA QL ¡Guarda factor de la variable 
0266 CD01B2 ISR MUET ; a medir y pasa a la mult, 
0269 B636 SPECIAL1 LDA TEMPB ¡Carga el acum. con la parte 
026B CDO023A SPECIAL JSR CONHDE  ; menos signif. entera del 
026E B74B STA BCDTAB ¡resul. luego a conv. hex-BCD 
0270 9F TXA ¡guardando centenas en BCDTAB 
0271 AEO1 LDX + y las decenas y unidades en 
0273 E74B STA ECOTAS, XxX; la variable BCDTAB+1. 
0275 8F45 ? STX WORK6 ¡Salva el registro indice. 
0277 CD01D6 JSR CONHBF ¡Brinca conv. fracc. hex-BCD, 
027A BE45 1DX WORK6 ¡Carga el reg. índice, lo 
0270 5C INCX ; incrementa y guarda el 
0270 E74B STA BCDTAB,X; resul. de conv. en BCDTAB+2. 
027F AEOS LDX *s 
0281 A600 LDA 1] 
0283 E730 CLEAR STA DTABL,X ¡Carga ceros en DTABL para 
0285 SA DECX i borrar la última lectura de 
0286 2AFB BPL CLEAR ; del display. 
0288 CD0119 JSR DISTAB ¡Salta a rutina de display. 
028B CDO0204 JSR FRMDSP ¡Salta a Formateo para disp. 
028€ AEO5 LDX LE 
0290 E630 SIGUE LDA DTABL,X ¡Carga acum. con 1" dígito 
0292 A1D7 cmP $507 y a disp. y revisa sí es cero 
0294 2702 BEQ BLANK ¡comparándolo contra su mismo 
0296 2008 BRA EXIT 3 código mandando un espacio 
0298 A500 BLANK LDA “0 sen su lugar, continuando con 
029A £730 STA DTABL,X ; esto hasta encontrar alguno 
023€ 54 DECA ¡que no sea o hasta llegar al 
029D A302 CPX 22 3 dígito de unidades donde lo 
029F 2702 BEQ EXIT ; deja como estaba. 
02A1 20ED BRA SIGUE 
02A3 AE02 EXIT LDX $2 
02A5 £630 LOA DTABL,X ¡Carga el acum, con el digito 
02A7 B741 STA PUNTO ¡unidades y enciende el bit 3 
02A9 1641 BSET 3,PUNTO ; para encender LED del punto 
02AB B641 LDA PUNTO ; decimal y regresándolo a la 
02AD E730 STA DTABL,X ; misma posición en la tabla 
02AF 81 RTS ; del display. 
289 
     
Ctrculto MlcrCIC~t.dor ( QJ) 
Deserrollo del Oft are eceserlo ••• 
PI LO IV 
64 
64 8 35 
66 Ol82 
69 8 36 
68 0  
 8 48 
70  
71 EOl 
73 48 
75 45 
77 0106 
 45 
2n se 
70  
F E05 
81 6 0 
83 30 
85 5  
86 FS 
88 Oll9 
S 204 
E OS 
90 30 
92 I 7 
94 02 
96 S 
98 6 0 
 E 30 
9C SA 
90 302 
F 02 
l  
3 E02 
5 E 30 
7 S 41 
9 1 
S S 41 
 30 
F  
....•....................................... 
* * * TI A A " EJO E DOS 
..................•.........•.....•......... 
 RES 
CIALl 
I L 
R 
E 
K 
IT 
G 
 
J  
OA 
 
 
A 
X 
 
 
 
L X 
 
 
X 
OA 
 
X 
8  
 
 
X 
OA 
CMP 
8  
S  
OA 
 
X 
 
8  
S  
X 
A 
 
ET 
OA 
 
S 
S 64 
L 
ULT 
PS 
HDE 
S TAS 
#1 
S DTAS,  
ORK6 
H8F 
ORK6 
TAB,X 
#5 
#O 
ASL,X 
R 
I S 
DSP 
#5 
ASL, X 
#$ 7 
S K 
IT 
#O 
BL,X 
#2 
IT 
E 
#  
ASL,X 
TO 
, P NTO 
TO 
BL,X 
9 
uarda ctor e l  ri ble 
 edir  sa   ult. 
arga l . n l  arte 
enos nif. tera el 
sul. l o  nv.  
r ando t nas  TAB 
 s enas  ,.dades  
l  ri ble TAB+J. 
}va l istro ice. 
ri ca nv. c. - D. 
arga l g. i ice, l  
i enta  arda l 
resul. e nv.  8 TA8+2. 
arga ros  TABL ra 
rrar l  lti a l t ra e 
el i lay. 
lta  ti a e i lay. 
alta  or ateo ra isp. 
arga . n •r i ito 
 isp.  visa i s ro 
parándolo ntra  is o 
digo andando  acio 
  ar, t ndo n 
to asta contrar l no 
e o d  dsld 11egdr d] 
í ito e i ades nde  
eja o t ba. 
arga l . n l i fto 
i ades  ci de l it  
ra ender O el nto 
ci al  s ndolo  l  
is a sicidn  l  t la 
el i lay. 
3 
3 
, 
, 
, 
Po) 
- —-- -Oftware Necesario ... 
CAPITULO [Y 
AO REIR ARA RR RO AEREA RR Rd dede RARA RR AR ARA * 
¿e 
: RUTINA PARA MEDICION DE TEMPERATURA z 
¿0 
«* 
PORRO RAR RR SO RR RR RO RR ROA MORO RR RA AR RR Richi 
TEMPER 
CARL2 
CARLOS 
MULTP 
NEGATIVA 
0 
LDA 
RG 
STA 
BSET 
$280 
$580 ¿Configura entradas y salídas 
DDRC del puerto C. 
7, PORTC ¡Direcciona multiplexor. 
*10 ¡Carga indice para 10 lect. 
$02 ¡Selecciona entrada 2 del A/D 
CONADR  ;Briínca a rutina de A/D. 
$10 
CARLOS 
PROMP ¡Suma conversión a promedio. 
¡Divide entre 2. 
PROMP ¡Guarda promedio, 
MULTP 
CARL2 
PROMP ¡Rutína que prepara los 
PH 3 operandos para la 
PL ; multiplicación. 
QH 
$564 
QL 
MULT ¡Brinca a rutina multiplic. 
TEMPB 
$514 ¡Checa si la temper. es nega- 
NEGATIVA; tiva sí es salta a NEGATIVA. 
$514 ¡Resta 20 a resultado. 
SPECIAL ¡Salta a manejo de result. 
DISTAB— ¡Salta a rutina de display. 
PORTC 
$S$1C ¡Configura entradas y salidas 
DDRC ; del purrto €. 
$58 Enciende el LED indicador. 
PORTE 
RESTA ¡Rutina para manejo de tempe- 
4514 ; raturas negatívas. 
RESTA 
SPECIAL ¡Salta a manejo de resultados 
$520 ¡Guarda código para signo ne- 
45 3 gativo en tabla de display. 
DTABL,X 
DISTAB ¡Salta a rutina de Display. 
PORTC ¡Codífica entradas y salidas 
$s$10 ; del puerto C. 
DDRC 
458 ¡Enciende el LED indicador. 
PORTC 
290
Circuito MlctocCll'p.lt.c:tor (MD.J) 
On.rtotto del SClft~r• ecesario •• , 
PI LO IV 
0280 
0280 A6BO 
0282 8706 
0284 1E02 
0286 AEOA 
0288 A602 
02BA COOl l l 
0280 A30A 
02BF 2703 
02Cl 8843 
02C3 47 
02C4 8743 
02C6 5A 
02C7 2702 
02C9 20ED 
02C8 8643 
02CD 8731 
02CF 3F32 
0201 3F34 
0203 A664 
0205 8735 
0207 C001B2 
02DA 8636 
02DC All4 
02DE 2513 
02EO A014 
02E2 CD026B 
02E5 CD0119 
02E8 3F02 
02EA A61C 
02EC 8706 
02EE A608 
02FO 8702 
02F2 81 
02F3 8748 
02F5 A614 
02F7 8048 
02F9 CD026B 
02FC A620 
02FE AE05 
0300 E730 
0302 CD0119 
0305 3F02 
0307 A61C 
0309 8706 
0308 A608 
0300 8702 
030F Bl 
............................................ 
* * 
TI A A H OI I H E H TURA 
...•...•.•.......•....•...•.•............•.. 
O  
HPER OA 
 
ET 
LDX 
RL2 LOA 
JSR 
CPX 
8EQ 
ADD 
ASRA 
RLOS STA 
DECX 
BEQ 
SRA 
K LTP LOA 
STA 
CLR 
CLR 
LOA 
STA 
JSR 
LOA 
CMP 
ses 
SUB 
JSR 
JSR 
CLR 
LOA 
STA 
LOA 
STA 
RTS 
ATIVA STA 
LOA 
SUB 
JSR 
LOA 
LDX 
STA 
JSR 
CLR 
LOA 
STA 
LOA 
STA 
RTS 
S BO 
#SBO 
RC 
7,PORTC 
#10 
#02 
C ADR 
# 0 
RLOS 
PR P 
PR P 
ULTP 
RL2 
P HP 
P  
PL 
 
#$64 
L 
ULT 
HPB 
; onfigura t das  li as 
; el uerto . 
; ir cci na ultiplexor. 
; arga i ice ara JO ct. 
; l ci na tr da  el I  
;Brin a  r ti a e /O. 
¡5 d í:!rsión  r edio. 
; ivide tre . 
; uarda r edio. 
; utina e r para l s 
erandos ara  
ultiplicación. 
; ri ca  ti a u1tip1ic. 
#Sl4 ; heca i J  t per. s ga-
HEGATIVA;tiva i s lta  f ATIVA. 
#Sl4 ; esta   lt do. 
I L ; alta  anejo e sult. 
I TAS ; alta  r ti a e i lay. 
TC 
#SI  
ODRC 
#SS 
TC 
ESTA 
#Sl4 
STA 
SP I L 
#S20 
#5 
BL, X 
IS S 
P RTC 
#SIC 
RC 
#SB 
TC 
 
; onfigura tr das  li as 
;Enciende el LEDd~~d7~~~~~.C. 
; utina ara anejo e t pe-
t ras egativas. 
; alta  anejo e lt dos 
; uarda c r'go ara si o e-
; ativo  la e i Jay. 
; alta  ti a e isplay. 
; odifica tr das  li as 
el uerto . 
; ciende l  i ador. 
srocarputedor (M0U) 
CAPITULO 1v 
Desarcrotio del Softwere Necesario ... 
; CRARRCARARRRARRARARAARARA RARA RR RARA 
5 
* 
= RUTINA PARA MEDICION DE PRESION * “ 
* 
RRRAMARARERAARA CA AARA RRA ARA RA RARE RARA RARA 
9310 ORG $310 
0310 A680 PRESION LDA $80 ¡Configura entradas y salidas 
0312 B706 STA DDRC ; del puerto C. 
0314 1F02 BCLR 7,PORTC ¡Direcciona multíplexor. 
0316 AEDA LDX $10 ¡Carga índice para JO lect. 
0318 A6502 JUAN2 LDA $2 ¡Selecciona entrada del A/D. 
031A C00111 JSR CONADR ¡Salta a rutína de A/D, 
0310 A30A CPx $10 
031F 2703- B£Q JUAN . 
0321 B843 ADD PROMP ¡Suma conversión a promedio. 
0323 47 ASRA ¡Divide entre 2. 
0324 B743 JUAN STA PROMP ¡Guarda promedio, 
0326 SA DECX 
0327 2702 BEQ MULTPY 
0329 20ED BRA JUAN2 
032B B643 MULTPY LOA PROMP ¡Rutina que prepara los 
032D B731 STA PH ; operandos para la rutina 
032F 3F32 CLR PL ; de multiplicación. 
0331 A615 LOA 143 ¡Carga acum. con factor conv. 
0333 CD0264 JSR MANRES ¡Salta a manejo de result. 
0336 CD0119 JSR DISTAB ¡Salta a rutína de display. 
0339 3f02 CLR PORTC 
033B A61C LDA *s$ic ¡Configura entradas y salidas 
033D B706 STA DDRC ; del puerto C. 
033F A604 LDA $54 Enciende LED indicador. 
0341 B702 STA PORTC 
0343 81 RTS 
¿PECAORRESRARARA RA CARAC ARA CA LERARARA RRA 
. de * 
e RUTINA PARA MEDICION DE * 
z LA DIRECCION DEL VIENTO : 
ARRRARARARERRARAARARAAARA NA RARA RARA RARA 
0344 ORG $344 
0344 Ato0 ANEMOSC — LDX $0 
0346 BF3D SsTX WORK3 ¡Salva registro indice. 
0348 3F01 CLR PORTS ¡Limpia el puerto B. 
034A AG0F LDA HSoF 
034C B705 STA DORB ¡Configura el puerto B. 
034£ B601 LDA PORTB ¡lee cod. direcc. del vient: 
291
Clrcuho Microc~t.t<:br ( OJ) 
es•rtolto el ft are ec:es•rlo • . 
PI LO IV 
0 10 
10 680 
12 8 06 
14 I 2 
16 OA 
18 6 2 
 OOlll 
10 30  
F 03· 
21 8 43 
23  
24 8 43 
26  
27 02 
29  
28 8 43 
20 8 31 
F 32 
31 6!5 
33 0264 
36 Ol19 
39 F02 
38 61C 
30 8 06 
F 604 
41 8 02 
43  
............•.•......................•...... 
* * 
TI A A H DI I K E SI H 
.....•..•...•......•........•...•........... 
G 10 
S I N OA #$80 ; onfigura tr das  li as 
 RC  el uerto . 
8 R P C ; ir cci na u1tip1exor. 
X # 0 ; arga i ice ara  1ect. 
N2 OA #  ; l ci na tr da el / . 
 AOR ; alta  ti a e I . 
X #JO 
8E  N 
D P ; a version  r edio. 
A ivide tre . 
N  P uarda r edio. 
CX 
8  ULTPV 
A N2 
H LTPV A P utina e repara s 
  erandos ara  ti a 
R  e ultiplicación. 
A #SS ; arga . n ctor nv. 
 H  RES ; a1ta  aneJ'o e sult. 
 I S ; alta  ti a e i lay. 
R TC 
OA #SIC ; onffgura tr das  li as 
 RC  el uerto . 
OA #S4 ;Enciende O i ador. 
 TC 
S 
;••·················································· ;* 
;* TI A A H DI I N E 
;*  I CI K EL I TO 
;* 
;*•·················································· 
44 
44 EOO 
46 8  
48 OI 
 60F 
 8 05 
E 8 01 
G 
HEHOSC X 
 
R 
OA 
 
OA 
44 
#O 
ORK3 
RT8 
# OF 
DR8 
TB 
 
; alva istro dice. 
;l pia l uerto . 
; onfigura 1 erto . 
; e d. i e c. el i nt· 
CAPITULO rv 
ClrcuU:o Mlc:roc.OIP't~r (NQJ) 
De .. rrot lo d9l SaftMMr Heceurto ••. 
03SO 44 
03SI 44 
03S2 44 
0353 44 
03S4 48 
03SS B73E 
0357 48 
0358 883E 
03SA 97 
0358 BFJC 
0350 060SOO 
0360 8E30 
0362 E730 
0364 se 
036S A306 
0367 2707 
0369 BF30 
0368 BE3C 
o360 se 
036E 20EB 
0370·3f02 
0372 A61C 
0374 8706 
0376 A614 
0378 8702 
037A COOl19 
0370 81 
037E 
OJ7E A603 
0380 COOl!l 
0383 8731 
0385 3F32 
0387 3F34 
0389 A6A4 
0388 CD0264 
038E CDOJl9 
0391 3F02 
0393 A61C 
0395 8706 
0397 A618 
0399 6702 
0398 81 
INCREH 
INOAHE 
LSRA 
LSRA 
LSRA 
LSRA 
ASLA 
STA 
ASLA 
ADO 
TAX 
STX 
LOA 
LOX 
STA 
INCX 
CPX 
BEQ 
STX 
LDX 
!NCX 
BRA 
CLR 
LOA 
STA 
LOA 
STA 
JSR 
RTS 
WORK4 
WORK4 
WORK2 
TABLA,X 
WORK3 
OTABL.X 
#6 
INDAHE 
WORK3 
WORK2 
INCREH 
PORTC 
#SIC 
OORC 
#$14 
PORTC 
DISTAS 
Recorre cod~ para ser usado 
como indice en la tab1a de 
c6dlgos de dirección del 
viento. 
/1ultlplica el código leido 
por 6 para que sirva como 
índice al transferirlo al 
registro ind1'ce y s.:t1viindo1o 
temporalmente. 
¡Carga acum. con código de 
la dlrecc. en TABLA y lo 
va guardando en tabla de 
display de acuerdo con los 
índices que se manejan y 
brincando luego a 1NDA/1f. 
;limpia puerto C. 
;Codifica entrada y salidas 
; del puerto C. 
;Carga acum. con código para 
• encender LCD indicador. 
;Brinca a rutina de display. 
;*****·······························*•*•**** 
;* 
;* RUTINA PARA HEDICION DE 
;* LA VELOCJDAD DEL VIENTO 
;* • 
;••·········································· 
DRG 
ANEHOHET lOA 
JSR 
STA 
CLR 
CLR 
LOA 
JSR 
JSR 
CLR 
LOA 
STA 
LOA 
STA 
RTS 
S37E 
¡;3 
CONADR 
PH 
PL 
QH 
#SA4 
HANRES 
O!STAB 
PORTC 
•sic 
ODRC 
Hl8 
PORTC 
292 
;Selecciona entrada analógica 
; y brinca a conversión A/O. 
;Guarda result. de conversión 
Carga factor de conversión y 
pasa a Hanejo de Resultados. 
Brfnca a rutina de Oisplay. 
limpia puerto C. 
Codifica entradas y salidas 
del puerto C. 
Carga acum. con código para 
encender LEO indicador. 
Circuito MlcrocttfPJtador (MQJ) 
Des1rrol\o del SOft-ni lileccsarlo .• , 
CAPITULO IV 
******************************************** 
* 
RUTINA PARA MEDICIOH 
DE LA HUMEDAD RELATIVA 
******************************************** 
039C 
039C A63F HUMEDAD 
039E 8706 
03AO 9A 
03Al A603 
03A3 870Z 
03A5 A601 
03A7 COO!ll 
03AA AlAE 
03AC 2503 
03AE 4F 
03AF 2068 
0381 AlOl RECTA 
0383 Z40A 
0385 1A02 
0387 C0044 l 
03BA C00113 
0380 201A 
03BF 8731 FUN_A 
03Cl 3F34 
03C3 3F32 
03C5 A629 
03C7 8735 
03C9 C001B2 
03CC 4F 
03CO 8034 
03CF 8734 
0301 A61C 
0303 8236 
0305 8736 
0307 2043 
0309 AlFA CURVA 
0308 250A 
0300 1802 
030F C00441 
03E2 C00113 
03E5 ZOCA 
.03E7 8731 FUN_B 
03E9 3F34 
03E8 A606 
03EO 8732 
03EF 3F35 
03Fl C00448 
03F4 A633 
ORG 
LOA 
STA 
CLI 
LOA 
STA 
LOA 
JSR 
CMP 
BLO 
CLRA 
8RA 
CMP 
8HS 
BSET 
JSR 
JSR 
8RA 
STA 
CLR 
CLR 
LOA 
STA 
JSR 
CLRA 
SUB 
STA 
LOA 
S8C 
STA 
BRA 
CMP 
8LO 
8CLR 
JSR 
JSR 
8RA 
STA 
CLR 
LOA 
STA 
CLR 
JSR 
LOA 
S39C 
#S3F 
OORC 
#S03 
PORTC 
#SOl 
CONAOR 
#174 
RECTA 
SALE 
#1 
FUN A 
5, PORTC 
;Configura entradas y salidas 
, del puerto c. 
¡Limpia vector de interrup. 
¡Selecciona respuesta recta 
1 del transductor. 
¡Selecciona entrada para A/D. 
;Salta a conversión AID. 
¡Checa si es recta o curva. 
;Salta a rutina de RECTA. 
;Salta a rutina SALE. 
;Rutina para respuesta recta. 
RELEE ;Salta a 
LISTO ;Salta a 
CURVA ;Salta a 
PH ;Prepara 
QH 
rutina RELEE. 
rutina LISTO. 
rutina CURVA 
operandos para 1 a 
multiplicación. 
PL 
#S29 
QL 
MULT 
QH 
QH 
#$1C 
TEMP8 
TEMP8 
SALE 
#250 
FUH B 
5,PORTC 
RELEE 
LISTO 
RECTA 
PH 
QH 
#S6 
PL 
QL 
OIV 
#S33 
293 
;Salta rutina multiplicación. 
;Rutina para calcular la 
respuesta curva del 
~Salta a rutina R~[=~~ductor. 
;Salta a rutina LISTO. 
;Prepara operandos para Ja 
mu1 t ip1 icación. 
;Salta a rutina de división. 
Cfrcufto Mlcrcc(l'Pp.ltedor- CNaJ) CAPITULO IV 
Desarrolla del Software Necnal"fa ••• 
03F6 8836 ADD TEMPB 
03F8 8731 STA PH 
03FA 8634 LOA QH ....,, 03FC 8734 STA QH 
03FE A633 LOA #$33 
0400 8732 STA PL 
0402 3F35 CLR QL 
0404 CD044B JSR DIV ;Salta a rutina de división. 
0407 A6A6 LOA #SA6 
0409 8731 STA PH 
0408 A67A LOA #$7A 
0400 8734 STA QH 
040F 8636 LOA TEMPB 
04ll 8732 STA PL 
0413 8634 LOA QH 
0415 8735 STA QL 
0417 C0044B JSR OIV ;Salta a rutina de divisi6n. 
041A 200F BRA CONTI 
041C CD0269 SALE JSR SPECIALI ;Salta a Hanejo de resultado. 
041F CDOI19 JSR DISTAS ;Salta a rutina de Display. 
0422 3F02 CLR PORTC 
0424 A61C LOA #SIC ;Configura entradas y salidas 
0426 8706 STA ODRC ;del puerto c. 
0428 CD0113 JSR LISTO ;Salta a rutina LISTO. 
0428 A642 CONTI LOA #$42 
0420 8732 STA PL 
1:'\! 042F A682 LOA 1$82 
0431 8735 STA QL 
0433 8634 LOA QH 
0435 8035 SUB QL 
0437 8734 STA QH 
0439 8636 LOA TEMPB 
0438 8232 SBC PL 
0430 8736 STA TEHPB 
043F 2008 BRA SALE 
0441 AE30 RELEE LOX #$30 ;Subrutina para conmutacf6n 
0443 5A DECRE OECX de ganancia en el circuito 
0444 26f0 BNE OECRE de medición de húmedad. 
0446 AEOI LOX # 1 
0448 8FOE STX ADCR 
044A 81 RTS 
0448 3F46 DIV CLR CNT ;Subrutina para división de 
0440 3432 BUSCA LSR PL números de 16xl6 bits, 
044F 3635 ROR QL enteros y fraeefones. 
0451 3C46 INC CNT 
0453 2408 BCC NOUNO 
0455 3A46 DEC CNT 
0457 3935 ROL QL 
0459 3932 ROL PL 
0458 2006 BRA SIGUEN 
0450 8646 NO UNO LOA CNT 
'';,/~ 
045F AI08 CHP #$8 
0461 25EA BLO BUSCA 
294 
Circuito Ji!lcrocallJ.lt&a:ir ( .. 0.J) CAPITULO IV 
Desal"l"'Cllo del Soft1o111re Necnado ..• 
0463 3F33 
0465 3F36 
0467 A610 
0469 8046 
0468 97 
046C C0047F 
046F 3936 
0471 SA 
0472 26F8 
0474 C0047F 
0477 3934 
0479 se 
047A AJOS 
04 7C 25F6 
047E 81 
047F 3834 
0481 3931 
0483 3936 
0485 3933 
0487 8636 
0489 8035 
0488 8747 
0480 8633 
048F 8232 
0491 2509 
0493 8733 
0495 8647 
0497 8736 
0499 99 
049A 2001 
049C 98 
0490 81 
049E 
049E 3F01 
04AO A603 
04AZ 8705 
04A4 1201 
04A6 C004CF 
04A9 1001 
04AB A600 
04AO COOl!I 
0480 8731 
SIGUEN 
DIVENT 
DIVFRA 
OPDIV 
REZERO 
TERK 
CLR TEHPA 
CLR TEHPB 
LOA #16 
SUB CNT 
TAX 
JSR OPOlV 
ROL TEHPB 
OECX 
BNE OIVENT 
JSR O PO IV 
ROL QH 
INCX 
CPX #8 
BLO OIVFRA 
RTS 
LSL QH ;Rutina 
ROL PH 
ROL TEHPB 
ROL TEHPA 
LOA TEHPB 
SUB QL 
STA TEHPC 
LOA TEHPA 
S8C PL 
8CS REZERO 
STA TEHPA 
LOA TEHPC 
STA TEHP8 
SEC 
BRA TERH 
CLC 
RTS 
RUTINA PARA HEDICION DE 
PRECIPITACION PLUVIAL 
de algoritmo de la 
división. 
............................................ 
ORG S49E 
PLUVIOH CLR PORlB 
LOA 103 Configura entradas y 
STA OOR8 salidas del puerto B. 
BSET 1, PORTB Cierra válvula 2. 
JSR TI EHPO Sa1ta a rutina de espera. 
BSET O,PORTB Cierra válvula J. 
LOA 10 Selecciona entrada de1 A/O. 
JSR CONAOR Salta a rutina de A/O. 
STA PH Prepara operandos para la 
295 
*ocompritador (MCU) CAPITULO IV 
Desarroilo del Software Necesario ... 
0482 3F32 CLR PL multiplicación. 
04B4 AS08 LDA £$8 ¡Carga acum. con factor conv. 
0486 B734 STA QH ; parte entera. 
0488 A600 LDA $500 ¡Carga fact. conv. decimal. 
04BA CD0264 JSR MANRES ¡Salta a manejo de result. 
048D CDO0119 JSR DISTAB ¡Salta a rutina de display. 
04C0 3F02 CLR PORTC 
0402 A61C LDA NS1IC ¡Configura entradas y salidas 
0404 8706 STA DDRE ; del puerto C. 
0406 A610 LDA $slo ¡Enciende LED indicador. 
04C8 B702 STA PORTC 
04CA 1301 BCLR 1,PORTB ¡Rutína que abre las 
04ccC 1101 BCER  O,PORTB ; válvulas 1 y 2. 
04CE 81 RTS 
04Cf AE3D TIEMPO 1DX $$30 ¡Rutina de espera 60 segundos 
04D] 8F49 TIEMPO1 STX L00P1 ¡para llenado de pluviómetro. 
0403 AE¡F LOX *s1F 
04D5 BF4A TIEMPO2 STX LO0P2 
0407 BDa8 JSR TIMER ¡Salta a rutina TIMER. 
04D9 BE4A : LDX Lo0P2 
040B 5A DECX 
04DC 26F7 BNE TIEMPO2 
04DE BE49 1DX L00P1 
04E0 5A DECX 
04El 26£E BNE TIEMPO 
04E3 81 RTS 
¿RCA RARARACA RA RARA CACA CRARARERRARA RARA ARA
e * 
e VECTOR DE RESET «* 
¡e * 
¡ARARRCARARE CARA RANAAARAR  RARA LARA REMARCAR 
OFFE ORG SFFE 
OFFE 80 DB RESET 
OFFF 80 08 RESET 
296
Circuito Nfcroc~tld:ir (NOJ) 
H•rro  lo el ft .re llec.eurto  , , 
82 32 
84 608 
86 8 34 
88 6 0 
A 00264 
80 Ol19 
O 02 
C2 1C 
C4 06 
C6 610 
8 8 02 
A 01 
C  01 
E  
F 30 
01 49 
03 I F 
05 8 4A 
07 8088 
09 8[  
8. S  
0  F7 
0E 8 49 
O S  
EI EE 
3  
E O 
PO! 
P02 
L  
OA 
A 
OA 
 
 
 
OA 
A 
OA 
A 
8 LR 
LR 
S 
LOX 
X 
X 
X 
 
OX 
O CX 
E 
LOX 
X 
E 
S 
L 
# 8 
 
#$00 
 RES 
I AS 
TC 
# I  
RC 
#$10 
TC 
P TB 
O,PO B 
# 30 
OOP! 
#$1F 
OP2 
R 
OOP2 
E Z 
OOP! 
I POI 
PI LO  
ulti li ción. 
arga . n ctor nv. 
arte tera. 
arga ct. nv. ci al. 
alta  anejo e sult. 
alta  ti a e i lay. 
; onfigura t das  1idas 
, el erto . 
; ciende D i ador. 
; utina e re s 
l ulas J  . 
; utina e era 0 ndos 
; ra le do e l vi etro. 
; alta  ti a IH R. 
******************************************** 
FFE 
FFE 0 
F F 0 
T R  SET 
•••••«••************************************ 
G 
08 
OB 
FE 
 SET 
 ET 
 
Cireulto Microcomputador (RGU) 
Desarrolto del Softusre Necesario ... 
ANEMOMET 
ANEMOSC 
BCDTAB 
BEGIN 
BLANK 
MULTPY 
NEGATIVA 
NOUNO 
NXT 
NXTBCD 
NXTERR 
ocHos 
RECTA 
REGRES 
297 
--- TABLA DE VARIABLES --- 
02A3 
0DE4 
RELEAS 
RELEE 
REM 
REPEAT 
RESET 
RESTA 
SPECIAL 
SPECIAL1 
SPLUV 
SPRES 
SRESET 
START 
STEMP 
sToP 
SVELVI 
TABLA 
TCR 
TOR 
CAPITULO 1Y
Clr~lto HlcrocQT"pJtador ("'1/J 
PI LO IV 
K•rrol lo el ftware ecesarto •.• 
LA E RI BLES -
AOCR OOOE EXIT 3 EAS 0158 AORR OOOF FILL OOE4 L E 0441 AGAIN 0167 FILLR OOE2 H 0037 EHOHET 037E FORDlS 0590 AT 014E EHOSC 0344 FRHOSP 0204 SET 0080 OTAB 0048 FUN A 03BF STA 0048 GIN 05AO FUN-B 03E7 RETURN 0154 NK 0298 GOT!T 0155 REZERO 049C BUSCA 0440 HUMEDAD 039C ROTAT OlCA CARL2 0288 INCREH 0358 SALE 04 lC CARLOS 02C4 INOAHE 0370 SALIDA 0239 CDIRVI 0584 INOIC2 0040 SOIRVI OIAB CENT 0038 INDICE 003F SHUH 0199 CHUH 0581 JUAN 0324 SIGUE 0290 CLEAR 0283 JUAN2 0318 SIGUEN 0463 CNT 0046 KEVSCN 014A  !AL 0268 COHPA OOEO LETRA 0004  l Ll 0269 CONAOR 0111 LISTO 0113 V OlAO CONH8F 0106 LOOP! 0049 ES 019E CONHOE 023A LOOP2 004A S ET 0190 CONT! 042B HAN RES 0264 RT OlOA CPLUVl 0585 HULT 0182 HP 0194 CPRES 0582 HULTP 02CB S OP 0147 CRESET 0586 ULTPV 0328  ELV 1 OJA3 CTEMP 0580 T !VA 02f3 LA 0500 CURVA 0309 NO 0450 R 0009 CVELVI 0583 T OIBC R 0008 010 024f TBCO 020C TECL 0141 0100 0230 TE R 0106 TEMP 0039 080UNC 0165 OCHOS OOCA TEHPA 0033 DORA 0004 OPOIV 047f TEMPB 0036 OOR8 0005 PH 0031 TEHPC 0047 OORC 0006 PL 0032 TEHPER 0280 OECOOE 0168 PLUVlOH 049E TERH 0490 OECRE 0443 PORTA ºººº TERROR 0580 OlGIT 003A PORTB 0001 TEST2 0084 DlGITO 0038 PORTC 0002 TESTTH 0094 O!Sl 0130 PORTO 0003 TI EHPO 04CF 01S2 0135 PRES ION 0310 TIEMPO! 0401 OlSCHR 0121 PROHP 0043 T!EHP02 0405 OlSPLY 012A PUNTO 0041 TIMER 0088 DISTAS 0119 QH 0034 WORKl 0042 OlV 0448 QL 0035 WORK2 003C DlVENT 046( ROV OOAC WORK3 0030 OIVFRA 0474 REAOV o oc o WORK4 003E DTABL 0030 TA 0381 WORK5 0044 
•'".l~.I ERROR OOFC RES 009F WORK6 0045 
7 
Clrr.ulto Hlcrocorp.nador (i40J) 
DlagrMlll General 
IV .e. Diagrama General 
CAPITULO IV 
En la figura 4.21. se presenta el diagrama de bloques general de 
la estación meteorológica portátil y en la figura 4.22 el diagrama 
electrónico general, incluyendo la fuente de .poder formada por: dos 
baterfas recargables de 12 volts, un regulador de voltaje dual XR-
4194# con sus componentes externos asociados para funcionamiento 
±¡z V, un regulador de voltaje 7805 (+5 V) y dos fusibles para pro-
tección de sobrecarga sobre las líneas de alimentación positiva y, 
negativa. 
Al final de la presente sección se incluye el listado de los 
componentes correspondientes. 
Figura 4.21. Diagrama de bloques general 
de la estación meteorológica portátil. 
298 
299 
::::.: ::=-- ccn 
1 
L 
•• 
Ctrculta "lcroc:caip.1t9dor (1'1111) 
Dlagr9'111!1 General 
CAPl1ULO IV 
LISTADO DE COHPOHEHTES 
REFERENCIA 
Baterf as: 
s,. ª• 
Capacitares: 
e,,, C9 , c10 
c. 
e, 
C4 , C7 , C8 
e, 
c. 
e,, 
Diodos: 
º·· º• 
o, 
º·· º~' D,. 
º• a Do 
D,, a D,. 
D17 
Fusibles: 
DEHOHIH~CIOH 
CO"ERCIAL 
PS1212 
1N914 
1H457 
ECG116 
TIL 32 
DELT35YY 
DELT35GG 
53 .0025 
D E S C B r e O N 
Batería recargable de 12 V, 1.2 A.H. 
0.01 microF @ 50 V, cerámica. 
0.1 microF@ 50 V, cerámica. 
10 microF @ 16 V, microlitico. 
1,000 picoF@ 500 V, cerámica. 
0.47 microF@ 50 V, cerámica. 
1 microF@ 50 V, cerámica. 
4.7 microF@ 25 V, tantalio. 
Diodo de pequeña señal. 
Rectificador de conmutación róplda. 
Rectificador de propósito general. 
Diodo emisor de luz infrarroja. 
Diodo emisor de luz. 
Diodo emisor de 1 uz. 
Fusible 0.25 A@ 250 V. 
Picofuslble. 
(Cont ... ) 
300 
Circuito Mlcrocaip.1tlldar (MQJ) 
Dl11gr111W1 General 
(Cent ••• ) 
CAPITULO 1\1 
LISTADO DE COMPONENTES 
REFERENCIA 
Transistores: 
Q, a Q• 
Q, 
Resistencias: 
R,. R1Z 1 R,, 
Rz• Rzz 
R,, R•• 
R4, R44 
R,, R,, 
Ro, R30 
R,, R,, 
Ra 
R• 
R,o 
R,. a R18 
R,. 
Rzo 
R21 
DENOMINACION 
COMRCIAL 
TIL7B 
2N2222 
6BWR500K 
6BWRIK 
6BWR5K 
6BWRIOOK 
6BWR50 
68WR200 
O E S C R C O N 
Fototransistores 
Transistor NPN 
500 Kohm, 1/2 W, pot. 20 vueltas, 
TC 100 ppm/'C, aj.=240 400 y 358 Kohms. 
1 Kohm, 1/2 W, pot. 20 vueltas, 
TC 100 ppm/'C, ajuste = 485 ohms. 
15 Kohms, 1/4 W, 1%. 
1 Kohm, 1/4 W, 1%. 
5 Kohm, 1/2 W, pot. 20 vueltas, 
TC 100 ppm/'C, ajuste= 4 y 2 Kohms. 
100 Kohms, 1/2 W, pot. ZO vueltas, 
TC 100 ppmf'C. 
50 ohms, 1/Z W, pat. 20 vueltas, 
TC 100 ppm/'C, ajuste = Z2.5 ohms. 
1 Hohm, 1/4 W, 5%. 
IZO ohms, 1/4 W, 5%. 
1.5 Kohms, 1/4 W, 5%. 
10 Kohms, 1/4 W, 1%. 
10 Kohms, 1/4 W, 1%, película metál lea, 
bajo TC. 
ZOO ohms, 1/Z W, pot. ZO vueltas, 
TC 100 ppm/'C, ajuste = 1Z8 ohms. 
1.Z Kohms, 1/4 W, 5%. 
(Cont. .• ) 
301 
=· 
"'·' 
Circuito Nlcrocc•rp • .itMtor (MQJ) 
Otagr- General 
(Cont ... ) 
CAPITULO IV 
LISTADO DE COllPONENTES 
DENOlllNACION 
8EH8E!l!;IA !;QMEB!<l~L I! E !; B e 
º H 
Resf stencf u: 
RZl, R,. 68WR2K 2 Kohms, 1/2 w, pot. 20 vueltas. 
R25, RZ6' R,, J. 8 Kohms, 1/4 w, 5%. 
R21 18 Kohms, 1/4 w, !%. 
R,., R>o 180 Kohms. 1/4 W, !%. 
R,. 150 Kohms. 1/4 w, 1%. 
R53 a R,., R., 390 ohms, 1/4 w, 5%. 
R37 a R40' R4Z 4.7 Kohms. 1/4 W, 5%. 
R,,p R47' R.,, JO Kohms, 1/4 w, 5%. 
R., 470 ohms, 1/4 w, 5%. 
R,,. 68WR200K 200 Kohms, 1/2 w, pot. 20 vueltas. 
TC 100 ppm/'C, ajuste :: 110 Kohms. 
R., 330 ohms, 1/4 w, 5%. 
R., a Rss Z.7 Kohms, 1/4 W, 5%. 
Circuito~ Integrados: 
u,. u •• u, TL074 Amp. Op., bajo ruido, entrada JFET. 
u, ECG533Z Puente de diodos rectificador. 
u,. u. LHZ34 Fuente de corriente constante. 
u. PCRC 11-HD Sensor de humedad relativa. 
u, CD40538H Triple multiplexor/demultiplexor 
de dos canales. 
u, ICL8048 Amplificador logarltmico. 
u,. LH35C Sensor de temperatura. 
(Cont .•• ) 
302 
“ocompajtador (MCU) 
Disgraná General 
(Cont...) 
CAPITULO 14 
LISTADO DE COMPONENTES 
DENOMINAC ION 
Circuitos Integrados: 
Y, MPX2050D 
Usa MPX2200GP 
U, 5N74132 
Un LM2917 
Us MC68705R3 
Un MC145000 
U,? FE0609 
Usa XR-5194M 
Us 1M7805 
Uzo CD40518M 
Un, 74LS11 
Ys Vas 3829 
U T1L138 
Sensor de presión diferencial. 
Sensor de presión atmosférica. 
Cuatro compuertas NANO de dos entradas 
schmitt trigger. 
Convertidor frecuencia/voltaje. 
Microcomputador EPROM. 
Manejador de display. 
Display de cristal liquido 
multiplexado. 
Regulador de voltaje dual +12 V. 
Regulador de voltaje +5 Y. 
Multiplexor/demultiplexor, una entrada 
ocho salidas. 
Circuito integrado con cuatro 
compuertas AND de tres entradas y 
colector abjerto, 
Optoacoplador. 
Circuito emisor-sensor optoelectrónico. 
303
Circuito Mlcroc~tador Ota.J) 
lagr_,. c. erel 
ont • • ) 
PI LO IV 
O DE ·co" NTES 
REFERENCIA 
NO"INACI N 
COMERCIAL 
ircuitos t r•das: 
u,, PX2050D 
u,, PX22DOGP 
uu S 74132 
u,. H2917 
u,. C68705R3 
u,. HCl45 0 
11 E 0609 
u,. -4  
u,. L 7805 
u20 405 B  
u , LSll 
u,,. UZJ 4N29 
u,. I Ll 38 
p S C R e O N 
ensor e r sión i rencial. 
nsor e r sión osférica. 
uatro puertas NO e s tr das 
mitt er. 
onvertidor encia/voltaje. 
icr computador M. 
anejador e i lay. 
isplay e ristal í i o 
ult i pl ex ad o. 
egulador e l taje ual ±12 v. 
egulador e oltaje 5 v. 
ultiplexor/demultiplexor, a t da 
ho li as. 
ircuito r do n atro 
puertas O e s t adas  
lector ierto. 
ptoacoplador. 
ircuito isor-sensor t electrónico. 
 
CONCLUSIONES 
·_;1 
aJNCLUSIDMES 
CO"CLUSIONES 
El objetivo planteado como motivo del presente trabajo, se cum-
plió satisfactoriamente, ya que se realizó el diseno de un aparato 
portátil eficiente y adecuado para los fines previstos. Con tal moti-
vo, se tuvo que investigar acerca de las variables atmosféricas 
medir, sus posibles rangos de variación, los metodos hasta ahora 
empleados para medirlas y los transductores y dispositivos electróni-
cos disponibles y con posibilidad de usarse para tal efecto. 
En base a todo lo anterior, se seleccionaron los componentes 
básicos adecuados y se idearon tanto la manera de interconectarlos al 
#CU elegido, como el software que hiciera posible el uso práctico del 
diseño. 
El equipo asi obtenido, cumple con las caracteristicas especifi-
cadas, a la vez que presenta una conveniente versatilidad, en cuanto 
a la posibilidad de efectuar variaciones en torno al mismo, que per-
mitan por ejemplo: 
Incluir otro tipo de mediciones, mediante el uso de: 
transductores, circuitos de interconexión y adición de 
subrutinas adecuadas. 
Aumentar la resolución en las mediciones, de ser ello 
necesario. 
304 
Intercomunfcar vartas estacfones meteorológicas con una 
central, a fin de obtener mediciones en una zona determi-
nada. 
CONCLUSIOllES 
Se efectuó la programación del #CU de manera que tomara un tipo 
de medida a la vez, o que realizara ciclos a través de las 6 medicio-
nes para las que se realizó el dise~o. Sin embargo, debe tomarse en 
cuenta la posibilidad de variar con relativa facilidad este orden, de 
manera que cumpla con otros requerimientos en cuanto a la secuencia 
en que se deseen medir las variables. 
El haber elaborado el presente diseño, permitió a quienes parti-
cipamos en ello, conocer en detalle modernos y útiles componentes 
electrónicos, que pueden sernos importantes en otras actividades 
relacionadas con nuestra profesión, y a la vez experimentar a fondo 
con diversos paquetes de programas de cómputo, tales como: procesado-
res de palabras, hojas de cálculo, gen~radore~ de diagramas el~clró­
nfcos1 de gráficos y de diagramas de flujo, y en especial con ensam-
bladores y simuladores de programas ensamblados. Dicho conocimiento, 
además de habernos sido de gran utilidad en la presente tarea, nos 
permitirá a futuro un mejor y más productivo desempe~o personal. 
305 
APENDICES 
APENDICE A 
llOJAS DE DAros DE LOS COftPONENrEs EftPLEADOS 
Adva.nce Info•·ma.tlon 
8-BIT EPROM MICROCOMPUTER UNIT WITH AID 
!he MC6E17reRJ Mic1ocompu1ef Un11 IMCUI 15 ,;m [PROV mf'mhf'I 
ol the MlllOS Fam1lv ol low cMt S•n1Jlc-ch10 m1crocompu1c1s lMt> u,e, 
o•oq.rammable EPROM allo.vs proar11m ch11nges ..,nd tov..m volun>e 
<i¡¡1.1hc.Jt1ons "" comparoo;.on lo the l¡ic1orv 1n<1'>k prog•ammable ve<!.•Ons 
lhe EPROM"'ª',.'º"" als.o reduee the dC'l.t:l()Pf1it1"T coU:i; an.0 tuin-
.:i10und t•mc to1 pro101vpe evaluJ!1on o! tl'lc maslc. ROM ~·C•'>•1.ms lhos 
e-bu mic;1ocomuu11:r1 'º''1.,,n:;. d cru. º'"' o:::h•o ClOCie_ rrn0~4. t,oo¡ 
sl!Bl.I ROM, RAM. 110. A/O Corwcner .. md a llMER / 
BIJ'Cduse ut ltlesc INtu•e'!. ttie MCUH05R3 ollctrs the u<;m an 
...:onomte11I meaos ot d~1gn1ng an M6SJ5 Fam•l'I' MCU onto h•:i. ~yo;uun. 
L"l!her as a protolype e"a1u<1t•on. os .i low-.,olumr. p1oduc11on 1un, °'a 
ptlOI producltOl'I run. 
A compaus.on t.>ble ol IM key teatures toi ?;everal ,,-oemb-c•s of uie 
P.li;ea'j Famoly .a Shown oo tho l.nl p.'1ge al lh1s dala Sheel 
HAROWAAE FEATURES: 
• s.a11 AIChllKTUIO 
• 1!2byll~ol RAM 
• Mcinory M<1pped 110 
• 3116 B~tn ot U~llf EPROM 
• ln1ern.1IB·B11 T1mcr w1tn 7·611 Prese.11er 
• P1ou1a[Tlfll,)t!o P1~c;i1e1 
• P1og1.unmi1b'u Tomer tnpul Modos 
• ~ Vcc::101ed lntu11upts - E~1cmal 111. lunm 111. and Soltv.;ne 111 
• Zt'(O C1o<;s O.iltr<:l•on on ¡r;¡T Input 
• 24 TTLICMOS Compal•b'e 81dl1cc11on.il 110 Ltn~ tB Lmes aie 
LEO Comoat1blel 
• 2·t.:>8 D1g•lat \npul Lines 
• A/O Corwtn1e1 
• 8 Bit COOliOf$ton, Monotomc 
• 1·11>4 Mulhplc•ed Ana1og lnPuts 
• t Ya LSB Ouant11t11n9 E11or 
• :t YI LSB All 01ner Eiro1s 
• :t 1 LSB Total Error !Mad 
• ka1>0<1ou11 ... c ....... e·~;:'., 
a On·Ch1p Cloc\ GeneMIOF 
• Mas1erRus111 
• Complete Oewo10¡.1111en1 S~lolllm 5µppor1 on EXORc1s.er• 
• 5 V Sinole Supply 
• EmuldleS lhe MC6805R2 
e BootslldP Prog1am in ROM S1mpl1l•n EPROM Prog1,,mm.n9 
SOFTWARE 
• S1m1!ar to Mta::o F .im•t• • 
• Dyte Elhcu:nt lr1-¡,11ut;.l•on Sel 
• [.)\Y 10 Progo.'lm 
• True B•I Mamthilatron 
• 811 Test and tJr,mcn ln101""'"1,.:;ns 
• Vl!'t~l•!o lntenupl H,v•di.ng 
• VQ1sat1le lHdc• fl••tJ"IP•S 1 
• Powt'fful 1n'1r"!>d AdC!re~s.n<;¡ lo• T .1til'."S • 
• Futl Set ol Cofld•hOn.11 9rar.cnt.'S 
• Memorv u-...t,10 as fit·'J·~1t1•s:f1.1·.1s 
a Su•nll' lns1rvcl1tm McmM• 1 • .,;n.r1•'Ch1~1! 
• 10 Pth'><.••lul ,11"1<1•~\'''9 '•'' .:.:~ 
• Ali·'•! 1 .. ~·· ;i ._ ...... : .. ~ :.1 :'• ,., ~· ,.,,~.\ .. r~·.1 .}r.,1 •,0 
'..!" 
rncsa1os1t3 
Hr.10s 
ttitGH O(NSltY, N CtlANNEL 
O(PlE110N LOAD, 
& Y CPAOM PAOCESSI 
S.BIT EPROM 
MICROCOMPUTER WITH A/O 
FIGURE t - PIN ASS1Gt;\IENTS 
LINEAR 
INTEGRATED 
CIRCUITS 
TYPES Tl07D, TLD7DA. TLD71, TLD71A. Tl071B. 
TL07Z, TL072A. TLD72B. TLD74, Tl074A. Tl0148, Tl075 
lOW·NOISE,.~!,~.!·!!I!'._~!,_!!~~.~~!!?.~~.~-~.':'!~!~!~~~ 
10 DEVICfS COVER CCMMEACIAl., INOUSTRl4l, ANO MlllTARY TEMPERATURE í.ANOES 
Low NoiM,,. Vn • 11 nV/., 'RI Typ 
• low H•rmonlc Dinortion ••. 0.01% Typ 
Widit Com,.._¡·Moct. and Oiff..-1nt:~I 
Vott•R.,._ 
• Low lnpul BtH 1ncf Off-.,: C11tr.rih 
1 OulJ14,11 Shon·Cita.i11 Pro1-.c11on 
Hllh lnp,¡t lm,,.:I~ ••• JFET·lnput ..... 
lntemel Fr.,quency Compwi.sr11on 
low Po- Conaimption 
LUd'l·Up-FrM 0~1U011 
H1gh ~ R1t1 ••• 1l V/.-1 Tvp 
TJ.o JFET•l'C..I -•ll•ol\&I ...,01,fiio<1 ol ti'>• TL011 """ .,, 001·~ .. •-no"' .. ,,_ of lht TLOfl NM1 
.....,i,,.. ..... ,,, low ....... bon ...... olfw1 C""'"º ond ltll 11- •• i. The io.. .... _oC CMIOtl'Otl - io. f\O•Mm.lkl 
rtwTL071 .... '"0ffft"''"''"''ll"'l>l•l·•,.lo>llo;ftlodfM1'--oOP••""'Pl•f•otll>tllhC.rl•°""E..,,.,o"'lll'lt' 
l•1tru•nJ,(f,.,_t11•o•n·9"'""""' ""'""''•"<•lcouO'"'Cl"'''"b·OO•uo .. 1p,;1u~1ll•n"'l'lll'llono.,"it1 
--aMho<:Cfl•O 
0.•oe• "'""' ••I" •" ...... '""'" ••• nu•Klff•UO fo• O?lfll!O'O P•ll , ... lu•I "''''""' ,_ .. ! ........... ot -&s•c 
IP 125ºC, '"°" .... 111 '" •• , .. "'"'" ,,, ri... .... , ... ttO lot °"''""'" lrom -4'5°C ID 15°C • ...., ,..._""''".··e-~ ... ,, .• 
lf'9Cftto•~ttoll'Ofo<DOOlll'Ol'l .. omO'C1010°C • 111 
.Q o!:-:1:.i~t~~llof ~O~!• :~1:·:,~L·:..': !!:.!":~':;!'t.';; 
•"OllAO:l ITO" V•ll'll .... (:f.&QI lfO"VllWI •a.c•-GI ITC.Vll"'I 
fLDl•.'LU"".fLll.. HIPI 
~:~!~~~~·.~~'"!,1w1 ... ~:';:~ ::.;~~""' 
TEXAS INSTRUMENTS 
nofOll"Oll•l•O 
-·D<t•oel..,•ntt•l••••• ... •l•U"IM "' 
TYPES Tl070, TlD7DA, Tl071, Tl071A, TLD71B, 
TLD72. TlDIZA. TlD72B, Tl074, Tl074A, TlD741. Tl075 
LDW·llOISE JfET·INPUT OPERATIONAL AMPLlflERI 
TYPIC.L CHARACTERIST ICSf _._ ........... _._ .... . 
l :2:-·~~~:.~:~~ 
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I . i ·------4 
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¡100-J· '.-¡-r, r __ ,_ , 
¡ '• .......... . 
lji!{tfü1fi~ omgL, ... ... 
·!-!·~--.- .~ ...... ... 
'º"'" • • .., - ,.,. --"~'" ... _,. ... ,, .. r .. •''""' - ·•- _.,,~, "• - •-·••- ,..._,., ••• •••·• .. _ .... " .. .., 
TEJCAS INSTRllhiENTS 
'"'"'"'"."''" 
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lll 
Bridge ·Rectifiers csmconJ 
Singla-Phasa 
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_L. .... . .=;A¡:¡;-.- ::· 
••.. _L 
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ECG5XJG 
- · (ca~--~~-
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ECG!>.llJ 
ECG!.J1.4 
tcc;sJ1S 
Eca5.li11 
- ~~~~i? _:. ~-
" 
Slngla-Phase lcont'dl Three-Phasa - a 
·i~: 1--,.-.. -""'~·-=-=.:=-..=·-=;·-=c:..,~= .. ='.:;";::·=~''--,..,- .. ---1 
'"" , .... f~ 
-"""""· ,._ 
.... ;~ .......... ....... ,,,_, 
ECGUZ2 ECO&'.MO 
Ece5.i24-· 
ECGsi"2e .. -- ~e-~-- tCo53.to ~-~Q~ 
ECG6J:zi -
tcG~ --~~~....:--~ ------· 
'·' 
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eOO f:cGU'J5 .. (CG5J:l8 
iii .. --
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73
4/
LM
33
4 
 
As Semiconductor 
Comporation 
1LM134/LM234/LM334 
3-Terminal Adjustable Current Sources 
General Description 
The LM134/LA4234/LMI34 ara Jo dermena! adpustabla cur- 
rent sources loatunrg 19.000:1 range M Operibng Cuan, 
exteñenl cufisal regullbon and 4 ds Oyrérma voltage 
Hang el 1V La 40%. Curroni a eátabliziad ent pas extora! 
mHesattos and nú otras parts alo reQuvad Enrbal cunent docu 
TACY a 12% The LM134/1M2Z34/LM3JA are tres Miosbrg 
Current sourcet erih NÓ FAA PEO RUEDA CONMMCÓNOA. 
in Addon, Teveris appbed votapes Ol up Lo 20Y wall draw 
ory 2 ler dotan mecroa mp ga Ol currant, alicia dé 
most to act ds Doha Cocó AS cuen rte Mm AS 
appicanona. 
TiM 144 volL6Gs used 10 era Operan curtentin he 
LM134 a 64 mv m1 25'C and is decUy proporuonal 149 abs
hits tempera PCE) The sunplesi ore sxiemal tesimtor 
confectón, ie, pererátos e cuteanat with +033%/C 
lemperature dependence. Zero daft A opos can be ob- 
rad by adding ono AA ratios and a dhcddé, 
Appicabocs tor va rw cure SOUICOS incide Dar rat: 
works, surge protectón, low pOr cana, (UP QÓMNE 
tor, LED gdriver, and termpenitu sensing. The 1M1734-3/ 
LWZI4.3 and 1 H1194-8/LM234-8 e spocñed ad bro tom 
Perarura sansors "ih guilanioed wvti01 Bocurscy of 1 YC 
and 20€, respoctuely, Thesa dervicos eu ideal mn remóla 
He arphcatbona bocausa fensi resistance m don me 
nara dosi not affecí Abcutacy. in AÍOMOn, OY 2 wves e 
trad. 
The LM134 us gusrantosd over a lempariute range Of 
-55'C lo y $250, tr LIZA tom — 25C lo + 100" and 
me LMIJA rom 00 o +70, Theso devices are Avalable 
SN TOA parriate, TO-92 and 508 plaxte pachages 
Features 
a Operitas Hom 1Y 10 40w 
mM 0.02%/V current reguianon 
A Programinadle tom 1 AA lo 10 má 
a Tre 2torrreral cpora 
W Avulabie us fully ached lenacanre sanor 
WU 13% vebel SOCaCY 
Connection Diagramas 
  
  
     
  
     
  
, 3104 10-48 TOA 
Surteca Mouri Pac090 Metal Can Pacicóga Pisatte Peckage 
a roo ens 
CO O O 
. wr 
Tri a? 10 
Boton Vaw 
e E] 
bortom Vrw Order Humber LMIJAT, LM 234.3 
h J2 Js Jo. Pm 3 e ecc, Lonnaciad or LMZISZ 
4 roy Y Order Nurnoer 134 324H, LAB 1344, Ses MS Packages Number Z0JA 
PLA de 10 134 H-4, 10734H, LI234H-1, 
Order Number 1M334M LM234H4, or Li dd 
Ses NS Package Number WOgA Tes KS Pachrga Murnber MOJH 
Typical Application 
Basic 2-Terminal Curreri Source 
"e 
lr 
s 
Tas 7 
ta 
TA Y  
~ '?'A~dDr 
-
i:r; ~~,,..,.~· 
! LM1 L 4/ 34 
~ 
· r lnal d)uatable u rent ources 
eneral eacrlpllon 
he l. 13'11.MZ:MIL J34 11A1 3-t rl'fW\Al t\nt lo r· 
19"1 ~· IMt\lfW'IO 0. 00:1 t ge in «-ltn;l !.>l"en\, 
••~I n9f'lt ol1t1on d a *'de yN c "'~ 
'9f9'ol 1 IOUJV. urrenl11•ablrltled.,U'l009e.tll<T\6/ 
rUttt r d no~ arts .,. rto Vll'ed lrwtJal CUT•nl KOJ-
racy,. :t:J ... The L 134/L 2'3-4/LM:i:M are lN9 rlo.l\lf'lg 
ca'f""l1011~1Wlthno1~••~aupplr~ 
I  ldd>llOI\. r9Y..-t.e loed llag.1 ol p IO (f{ Wli! r1  
OIVr 11- CIJen mic:ra. p91'n ol °"' t, ·~ir. i»-
~· 10 a u t>vtt'I • r~L~ l"CI ~.m .,,..c. '" C --l'4 .. ,, .. •o11.Age UHo-J to nt&bliVi opoer1tino CU'l'-.nt in ttie 
LMt3'1$&4rnV112s•c1ndisdlrtcttypr~ltoabso-
1ut• lempetll\.U rKI lw ...,.P.11 n9 añe al r«llStor 
c:oNleCtlQn. u-..n. <¡petWltn. eu'T9"t .nn:;. •033'1i.rG 
~H .. •~. •  dnrt Clptil'lbon can~ co. 
'-* b1 cif1g cine '1111'1 rMoACW wd. Cllo:M. 
~tlORI lor u...,_ eurrwrt K cn ~ti.u,,.._. 
-..crt1. Wp pt'otectlOr\ la  poiJwtiJ , .. .,~. rarnp ¡¡orw. 
aon.LEO~. _,..,~~ he\.. t:M-31 
o necllon i grama ..,.. 
aurt.c.llllountP~ 
MT.M·J d LM 3'-6/L 23•-& aia 5?fCSf"lf'd s ll'vO te -
'l'H .. MI\~~ Q\W•nloed i'lltial a cuacy f -::re 
d tG'C. •'S;>Ktively. n.n. !k Y 011 ar• l a1t n '""'°" 
M<"'!• ~·~ eelin4 ........_ •-•tanc:• in l g wwa 
!VlSdo9t t1ll iaoc: tacy 1n~.onrv2-naia ._ .. 
hit 13'1 IS QUMat'llefld er • l•fT'll)Clll\ula '~ of 
-55'CIO. 12S'C, 1NI LM;r.M tro  -25'Cto +IOO"Cand 
lt'l9 L J:M lro  O'C 10 • 70'C. heM ~ar• .,,. .. ta1>19 
"'TQ-4& t...n;.a~. 0-92 1 d -8 l11toc ck1gn 
atures 
• tle<llH tr  \/ to 4.0Y 
• 02. ... N vtTenl '99-"lb:>n 
• Progt~!Jom, .,.Alo mA 
• Tn.o. :f.~ openb:>n 
•A~ UhA  ~1~111.n ~ 
• ::t3 ... ~ .auacy 
C>-4> --
d eonornv... rdef Mumb9r U UU. UIJ3 2·3 
rUl23.4Z"' 
S..NSP~~ZDJA ... V- "" 
"--"""-'•"' 
l'ctiM umb9f UIUA  
S.. MI Kb ll Mumti« "°"' 
yplcal pllcall n 
.... ,. ..........,..,,._"~ 
OrdM umo.r Ult~ Ul1:1 H-3. 
Ul1M .UU> M.UIJ'UH4,, 
U12J.&t+4.•LM).l.6H 
&MMSP~Nurr'lberHOlH 
rh,~· f=J ... 
PCRC ELECTRO HUMJDITY SENSOR PROBE 
A ptot.. loi houalng .. lhe, !he PCRC-11 ot lh9 PCRC-55 ttumldlty 1et110t 11 aweU.ti ... 11 eon•l•bl at • P911C>11led 
plQll11 •1-11 1nd a b ... ,., •tdc:h U. ...,.,.. i. tno..11)~ by -.ne of 1p1lng c:llPL TNt aMll .. alUc:Nd Lo ttM1 
b ... by two fTJlon mactillloe ltCl'9W1. In ddilton, IN b• .. provtOM IN• plnii lot tri. .odlllor1 ol 0U..1111rwduai11 or 
ttt.m'llatora f1:I ..... prnbe. T"9 ti-. la rnolci.d trom hf.ctt•nglh l)hol'IClllc pique and ltMI an.tt tr'Offt ~lle or ,., .. 
plntlc. Ali ~ oi.... •nd Mf*'r cllpm ,,. g~l•led. A plutk: baM cap wlth cabll .it•lri rei.ua CO!nplrl'" 
lhe prot:i.. ni. oo.1r1ll l1ng1h oftf'9 proti. .. 4'ti" at1d ll'le m1..11lrnum dlall'Mllet 11 114". 
~~ probe 111embly co'**4 of n,. cap, ti.aw. 1"941, a IMI of 2-conduc:IOJ ah ... ded e.ti .. ~ 1 3 pin 
ti 
1 a1 •· 
PCRC-1t 
SENSOR 
IN BASE 
ouanc 
HOUSJHQ 
AVAILABLE TYPES OF SENSOR PROBES 
d COMPLETE PROOE ASSEMBLY lfn gr""'l ""1th PCRC.11 mountat _....,,. 
d COMPLETE PAOBE ASSEMOLY fin 9f-1f w•th PCRC·55 rnountat t«tJrOr 
COllPt.eTI! A&SEllSLY •rrH U~ CA8LZ AHD CONNECTOft 
~ ~~:i~~EL~~~~~~:=~ :_;~~e:.=::°' 
PHYS-CHEM Di ~8:'.'~M.~~. 
SCIENTIFIC CORP. mi 1J:l'6JJ.ffi'g 
36 WEST 20T'H STAEET, NEW YORK. NEW YORK 10011, U.S.A 
TCI CaLu-..•1c ...... ., n., ... ~ - TCI cv. C>"W"l'W'.0 "''"..- ,.,,,.,. - ,..,., ... ,. ... , .......... ._.,. .. 
C
D
4
0
5
1
8
M
/
C
D
4
0
5
1
B
C
/
C
D
4
0
5
2
B
M
/
C
D
4
0
5
2
8
C
/
C
D
4
0
5
3
8
M
/
C
D
4
0
5
3
8
C
  
A Semiconductor 
Corporation 
CD4051BM/CD40518C Single 8-Channel Analog 
Multiplexer/Demultiplexer 
CD4052BM/CD4052BC Dual! 4-Channel Analog 
Multiplexer/Demultiplexer 
CD4053BM/CD4053BC Triple 
Multipiexer/Demultiplexer 
General Description 
These analog fmltipiaxera/denduplexera are diria li, cor 
voled analog seiches having low “ON” impedanr=e ind 
very low "OFF" lmalage curtente. Control ol anijog signale 
up 19 15Vp.p ón bs actueved by gral ona! amplitudes ol 
3=15Y. For example, ll V pg > 5Y. Vagg * 0V and Vez = =5Y, 
sinalog bgnals rom —5Y do +5Y can be controlled by digi 
ta mpuls 01 0-5Y. The mullipiazar CYcuilla distipale ex- 
temely how quiescent power over tha full Voy -Ves and 
Voo-— Vez Supply voltage ranges, independen! of the loa 
slata ol he conto! tignals. Vihen a logica! * 1" is pretental 
the intubil inpyí termal alí channels e "OFF". 
CD4051BM/CO4OS1BC 4 8 tmgla Buhrmnal irulbplaz er 
haviog those bnary control inputs. A, B, and E, and an infutd 
input The these binary elgrala sedect 1 01 B channels lo be 
turned “ON” and connscl tha input lo tha output. 
CO40528M/CD:40528C ls a dillarantal ¿channel trultiplex- 
e having bro bnary contal inputs, A ind B, and an leibel 
input, Tha teo binary input wgrale deleci 1 or 4 paras ol 
Chanpeis lo be lurned on and conmec! the ditierental ana- 
dog inputs lo ha celíerer ua! Dulputa. 
Chmos3BM/CD40SIEC le a tipie 2chanmel muitipiucir 
having ihros separate dgitaj Control inputa, A, E, dnd C, and 
2-Chamnel Analog 
an intel input Eash control input selecta On ol a par ol 
chennels which dre connectad in a single pola double Uv Cw 
contiguration. 
Features 
a Wide rings Ol digital and analog wonal levels: cgilal 
3-15W, analog la 15Yp-0 
su Low “ON” resistance: BOS1 (hp) over entra 15Vp y Eg 
ñabinput enga lor Yoo - Mal 15vw 
A high “OEF” resiálanos: 
Ir) st Yoo” Veg=10V 
u Log level converslon lor dgylal addesing morada Of 
3-15V (Yoo Vga 3-15) lo pwiich anelog mgnala to 
15 Yo-9 Woo WEE = 15V] 
9 Malched mich charscieristca: ARoy=515 (yp) for 
. Yoo Ves” 15w 
A Very dow Quiedcóni powrár Cisipeabon Under al degila)- 
control input and suppiy condrtor $ ¿Wi (yo) a 
Yob— Vas =* Ypo — Wer” 10W 
a Beary adoresa gecoding on chip 
channel eaksge ol 2119 pA 
Connectlon Diagrams —Dustin-Line Puckegor 
CD404 188/CO40818C. CDA4DEZHM/CDIDUIBC CO4O638M/CD4D6IAC 
A, CA e 
in hola la la la la h "ola ta 
Art 2 Lo... 
A A 
MUA ÍA 4 
  
    
  
            Haga a 
          PA RT 1 PEN E 
— ” MATTE o tn ri endo AS on ve matar Sm 1 “. 
FOF vit TOR vita TOS YiLwe UN TO] 
Carity Dual-in-Line Packpge (3) 
Sinall Oullina Package (hi) 
Deder Murriber CD40 15M, 
Moidad Duad-in-Line Package (M] 
CO404 1 Bah,   Cco040 
Ses HE Pochage Number JI8A 
CD40575CHM 0 COMIIBCH 
Los NE Pacioge Numbas M14A 
Humnber 
COR IBCH, COSOFIBMM, 
COsO18CM, COLHEÍBIUA, or 
COSOIBCA 
Los NS Pactusga Number M TRE  
m~ 
4051 M/CD4051BC i gle - ha nel nalog 
ultl l r/ emultlplexer 
4052 M/ D4052BC ual ha nel nalog 
ultl l r emultlplexer 
4053 M/ D4053BC ri le ha nel nalog 
ultl l r/ emulllplexer 
~ eneral eacrlptlon 
lit T~ n.l g mulliPl9Hr•IÓMT>Vlllplcllen r• OoQrt&dr n-
~ IJol«I l Q •*'IOOM livlng l  •·oo·· ~ a d 
~ =ro ~::::~·~a:,-i: ,::r~~~ 
m - 5V. OI ... ample,lf oo .. sv. ss -ov.,.., u ... - V, 
- 11n&1oge.igna11trom - Vt  Ve olecntroll«:l y l l-
~ :.-i..=~ ~~~1=•::'~=~::; 
flm~ ~~.-~~-=o~'.~.~·:~Z-_,~ 
.. tto.lnhlblinoill~alctiann.l.ai•,.OFF-
¡ =~=~lt=~~:.=~~~ 
8 ~~~~~=''°,i:~Mel•lo~ 
Q'.)40528 / 040S2BC 11 • dlll..,..,..11&1 4-c:tiatvwl TTUtlpi9J1• 
• hav g two bioary c 1ro1 W1put.a.  anó e. nó an Wibt 
~ M rwo bUwy ~ llQ'\&ll MIK;l  or  p&irl l 
~lo t>. m d Ol'l • d C011necl th9 ª" .. ""b&I &nll· 
k>g l \a  IN dolf•..,U l o lPuU. 
a>&o5 IC060538C la 1 ._ -d'w1MI ulllp6uw 
twv1ng itvM Mpefllt• ogdal c nlrol ~··A. e, Md e, a c1 
an ~loblt 1r'4>1/t.E.:h COl'llrollnpA .-.Cta °"" l  pu l 
~1.t'ochar•COfY>k11dlna ~~~thro. 
contlguoalb'I. 
a tu rea 
• wo. fa QI °' doq<tal and anaJog lllgfl&I ..... Ñ.: l)ogi al 
-tsv,ar..i g so t p.o 
• "OH- 1"'9t&ric9. I ll typ 1 cw• w.Ur1 i>-il 1111' 
l\&Hrlpul 11.-.g• l r Voo-VfE"' 5Y 
aHlgh-OFF"r-i.no.·~~ol ~tO¡;iA 
(lyp) llV -Vt;E"'tOV 
• ic l -.1 rw.al rl r ogil&I O'......-ig '9'&11 of 
-tsv CVoo-YS!l-3-ISVJ '° ••ll  el o "Qn&l•  
 p.o lV o-V "'16 J 
• 11ched IWfW"I t-..rlci ..... lk:a: AoN- !U ltyp 1 1,..-
 V o- H"" 15V 
• my low quloHcenl poww ~!Ion undW ... dogoi.1-
control Input and "'Wir ~ t .,.w ltrP) 11 
Voo- ss""Voo-Vf:E"" V 
• <nery .oct ... d oodlng °" ~ 
o nectlon i r a O e1-tn-Un. ~':" 
CDCOl 11M/CCUOS1ac C0 0l.28 JCO.OU9C tOUall/C040QeC 
==~ -.;¡¡¡-" .. -;:¡;¡- - .. • ~ .. t .. ~ - ... '• .. ..:., - .. ,:...'.~,- ... ·-
T~VlfW 
Cevltr~PKil ... fJI 
Ordef'Numb9f' C040StBIU, 
CD-'OI 18CJ, CD'OIJBIU. 
CO.Ol.19CJ, C04013911J, or 
040"8C.I 
... Q 'eckqe umber J lt  
klall°"~P~fWI 
Ordet Numbw IUOl BCll. 
0405.19C  Clf 040UKM 
... 9 adl-o- umbwU1U 
-VllW 
okN4 ~ ec:Mge fNJ 
Dfdw~C040ll ... N, 
co.cot19 N,CD-t0121 ff. 
~C~or -... QPICllage~NIK 
LM
35
/1
14
35
4/
LM
35
C/
LM
IS
CA
/L
MI
SO
  
  
DA Semiconductor 
Corporation 
LM35/LM3I5A/LM35C/LM35CA/LM35D 
Precision Centigrade Temperature Sensors 
General Description 
Tha LMI5 peros arg precision integralad-crcult tempera 
Luro sensor, whota cui volhage is ingar'y proporilonad lo 
he Caimmss ¡Cantgrade) temperature. The 1135 ua has 
an edvantage ovar insar lenperalure señacrs callbcalod in * 
Kebán, qn 0 uber le 00 required to eubiract a larga con 
Utant vollage om ta outrui la obtain coranent Cani
prade ecaling The LIS doss nol requies any external cab 
bration Or y lo provide typical actuación ol 1 YC 
al roo lamperálwo and £ YC over a ful 58 lo + 150 
terperalura range, Low cost le aseado by tinwniog and 
Calibea ion at iba water dervol. Trra LI Se low output imped- 
años, inpar DUput, and precióan inberent cavbration máis 
interiacing lo readout or control ceculry especial y sasy. 
rara. 
very low saif-htebog, loca han 0.1*C in qtll ar. The LIS ba 
rated to operais over a 55" lo +150C terpreitlro 
range, whba be LMISC lá rada lor a —d0* to +1107C 
runge (10% with improved accuracy). The LUIS muuios E 
Connection Diagrama 
TO-48 
Malal Can Pacioga* 
  
so 
€ mer TAG IR 
Orúsr Number LMJECZ or LMISDZ 
Ses H3 Pocirgo Humbar IDIA 
avelable packagod in harmato TO4E Parnsisior pacaspas, 
wie la glso avelabia in he piarie TO.0 van. 
slslor package. 
Featuras 
1 Calbratad diectiy ln * Colejus (Cenvgrade) 
8 Linear + 10.0 mv7*C ecale iactor 
li 0.5'C accuracy quesaniacadla [al +25) 
Mm PRuled for ful — 65 lo +150'€ range 
ss Suilable for temible applicatont 
1 Low cos! dus lo walor-leval bimming 
19 Operates tom 4 lo 30 volta 
ió Less han 60 ¿A current drain 
mn Low sell hesing, 0.D5*C ln aull me 
8 Hoolinearity onty +:T typica) 
mM Low impedanes output, 0.1 El for 1 má Kad 
Typical Applications 
«th 
den ir 
Butrr 
tn PLA 
LAMA Hb Y 
FIQUAE 1. hasi Contigrade Temperature 
Deror [+ 7C lo + 1600) 
Oros Ey + =p 0D A 
mn Yan = ? 1,400 "e 4 + TAC 
ue = +330 MY ad HT 
= dl mv ql 4 
- FLA 
FIGURE 2. FubRange Contigrade Termperalure Lenñaór  
~a.IH:lor 
35/ 35A/LM / A/ 35D 
reclslon entl r de perature ensors 
eneral eacrlptlon 
hl l. l5 ...,.,. •• rKlti n kll9 l'ar. -clfcull I~• 
l r• .-.or1, •l'loq outp;rt 'tOl\.tQ'I 19 ll"'MI")' r::p.:rJ rwll &o 
ttw. c.i_.. C .OUgrldloJ '9 pilfatt.•. M LU35 lhl.ll nu 
.,. adv~ v•...., lerf1P91'•lw• MNOtl C llbral.Dd fl • 
~ u lhe UMt .. not r~KI lo -'>CrK1  lw 11 con-,,... -;EE lll outiM lo ObWn c nv....,..1 c. tt-
g mde ~ rtie l.Ml5 dOM noc '~' trt -.1t M1 a. 
twati n or ir l  r ldos l)'pical e .cu.0.1 01 .t WC 
alroom~aturesncf .t ."Covwafull- 4to 150"C 
~alu'a ra e. W., CQt,I • -..ad by lrlnvr»ng: and 
Clllltw1lior'lalttt.awa'*krw9'.Tl"tll\.M3$'1bw°"~~ 
mnoe, ..., OUIPJt, atWj P'..:zM lnhef11nl h t tl ft &itl 
lnlerf~ tor..OOUC or conlrolClrcu.lly •~t.Uf. 11 
C... b9 uMCf llrCh lllngie PO*W ai.wAe .. Of wlth plul and 
,..._~Aalldr•-onty60)LAfromftlfl.IPPfy,llhU 
_,lowfMll~a~-.u,.,...O.rClnatilU. he W51a 
1ai.d 10 °'*ªw ~ a - 5º l  ... 15 "C ~eb.Jl'a 
Qe. """* U.. t. J5C • tad l r  -.w- t   10'C 
r~ (-10' tth l prov.d cw1qJ. e M35 MllM i. 
o necllon i r a 
C>-40 
... ..., .n P~li•e-• 
'e-111__.... ........... ... 
Ontier ......... lllllH. LllMAH. 
UIHCM,, UhlCAH or UUIDH 
.... P ..... _....MO»t 
&Yalltble Pl~glld I  "*'"9bc 0-4! tra:-.Wtor ~ 
,...._ trw LM36C le alto av~ lfl the pt&al.lc .al ll no 
alalor~ • 
 atures 
• & bfal«f itl'ci)y In• c.i...,. Ct:.n'9.0.I 
• Ur..i  .0 rnvrc ~ 1 1or 
• O S"  cel-.cy ~1111lMlt:A1 (11  ºC) 
• Ral9d l r luQ -5 " l   150"C r~ 
• ull&Nt l t rwnoie ~Uona 
• Low~dil91ow1I01' ..... .i1111'MWlg 
~ °'*•IM lr rn  t  0 oltt 
• lHI lhW! 60 /'-A CUITflOI Q-U, 
• L.ow ... ,..._Ung, ooa-c 1n ,..., .. 
• NonlonG&rltyontt .t'/."C?)' i a) 
•low~output,0.IOfcrlmAJoad 
yplcal ppllcatl ns 
Vo.n-•l IOO-••tMP  
-·tto ... \1111 •H"C 
--u.o ......... -i.a-c 
AMERSIL ICL8048, ICL8049 
Monolithic Log Amplifier 
Monolithic Antilog Amplifier 
HATURES . GENERAL DESCRIPTION . 
t 1,2% Full Scale Accuracy Tha 8043 iz 4 monolithic logariihmic amplifies capable ol 
* Temperature Compensated 0%C to 70"C handling six decades of current input, os three decades of 
1 Scale Factor 1W/Decade, Adjustable voltage Input, “Ur ás fully termperatura compentated and 11 
4 12048 Dynamic Current Range (8048) ny Selnes to e oh of output lor sech 
. decada change ol input For increased Uhexibillty, tha scala 
4 £048 Dynamic Voltage Range (8048 E: 8049) factor, suferance Current and olfel voHóps are Estena My 
3 Dual FET-Input Op Amps aja cable. 
Tha 8049 is tha antilogarithmie counterpart of the 5048, it 
rnominally generales ona decada ol output rolrage for esch 
brelt change at the input. 
1013 SCHEMATIC DIAGRAM PIN CONFIGURATION 
foutline dwgs DE, PE) 
 
  
  
  
  
        
  
As ts BL] 
”m i 
hi >= 
a] e 
1 De gu - . vou 
a - O 
: ' , e 
£«“ O - 
r= 
' re 
Ó Cara 
Sy DU   
99 SCHEMATIC DIAGRAM 
roy — A pu E 
    
    
 
   
:~DO. 
l[ URES. 
• 112'. Full Sale Accur•cv 
• hm~1ture o pens.aled CJ°C t  -  
• c1lt 1ctor V/Oeead.!, djuS11ble 
• dB OyNmie u rent ange 1 048) 
• «JdB Oynamic Volt;11ge Range 18048 S. 8049) 
•Dual T-lnput p- pi 
lllB E ATIC I AM 
•:.t9sc ATIC OI AM 
.J·--
.,......,.._, ri--c.• 
1 
'-· 
8048, 049 
onollthlc og mpllfier 
onollthlc ntilog mpllfier 
ERAL ESCRIPTl.0"!. 
he so.ca 11 ' onoli1h;c. ~ithmic 1 pl1li•• ~P'bl• t 
N 'ling aia eeed" r a n 1 lnOo.11, r 1•1 .udn l 
"°"'~ put. ·11 b \i ly um nhu• a¡ ptflultd 1 d i  
nominally dnlgned' to pro.Id• 1 •oh ol output fQt .. ch 
et.e.di th ntoJe f In t. fOf lnc1ul.f'd tlui:Ji lty, 11'•• -. ..11 
IK10f', 1t tn :t t rt nl t d l MI ,, h•vs ..,, .. ,..,,...11y 
tdj1.11;a~1 •. 
1lw 11 i1 t tnti~rittvTlic e nt1rp.1rt f t B048;i1 
roomi~lly ill'IHllH e l'C.lodt º' DUtp.JI WQ!tt~ OI' u  
1-1t e anve 11 M "PJL 
.. !"'" 
l'1  A RA TION 
( utline ga OE, E) 
-o····· ,. . .. ........ ·. :':.::'.:.".' : - :: :::::::~: m 
•oOf•w•-•• • '' •1or+w1...,.-. .... " ... ............. ...._, 
C""""ICI- o Oll)W'oo ... tf-
MOTOROLA 
0,d.r 1hit d•11 thM1 
by MPX2D50 D 
tllml SEM 1 CONDUCTOR e• :::!1~i!!lllll!ll!!:ffff!H!:lfima111•r:A~!lllll•Ml!!!Ji h!!Mmfkr!M!!i!Jll:#!C!i!!&amc-· 
TECHNICAL DATA 
Temperature Compensated, 
O to 7 .3 PSI Differential 
Pressure Sensors 
••• 1mcon pletoreslstivo pressure scn•ors provlding very 1ccurate and linear vo\tage 
outputs - di,ectly proparhonal to the :1pplied pressure. The sensors are 1ing\e mon· 
olithlc si\lcon dioph1a9ms with 111aln gag e and 1hin·lilm resislor networtr.s en the ctups. 
Each chip 11 laser 111mmed lur p1.i..:1s.i sp:;an 3ri,:~ olfi;et calob1111ion and lemporature 
compensation. lhoy are designed fer automotlve. industria\, medica! and other 
•ppllcation1. 
• l1mpera1Ure Compensated Over - 40-C to "'"125"C 
• Unique Sihcon Shear Slless Sl!oin Gago 
• O ta 7.3 PSI t0 to 50 kPa) Oille11:mt10J Preuuro Range 
• ::;Q.1% Full Scale Linea111v with MPX2050 
• Full Seale Spari Calib1ated to 40 mV 
• Easy to Use Chip Carrier Package 
• Baslc Elemen1, Singla and Dual Poned Device1 Available 
MAXIMUM RAllNGS 
Symbot V•lu1 Unil 
()v9rp1anure Pmu 200 
Supply Volur;a VSm•• " Storag.tlcmpera1v1• r,,., -!>O'º • '50 •e 
Opa1111ng Tcmper•tur• '• -ao,o +125 'C 
MPX2050 
MPX2051 
(D,DP, 
GP,GVP, 
Gs.~ys> 
X-du,., 
SILICON 
PRESSURE SENSORS 
~m"'" 
,.,,,,.@-.. A 
p()qf ffil~/ 
""'''"' '''" 
VOLTAGE OUTPUT versus APPUED DIFFERENTIAL PRESSURE 
Th• volt•ge oulput of the X·duccr is d11ec1ly propor-
tlon•l 1o the d1tle1enli1I pressure applied. 
lncreaslng vacuum i• applted to the vacuum side rorlallve 
to tho p1essure side ol lhe D1fferenti1I unils. 
Th• outpul vollage of the D11fercn1111I Elemont. D1tter· 
enll•I Ported •nd Gaga Portcd sensor1 mcrttases w1th in· 
UB•s.lng ~re::u·~ eppli~rttn !he Presr.ure side relalive to 
the vai:uum sido. Simllarly, oulput vo1tege mcreases 11 
The outpul voltage of the Gag e Vacuum Ported sensor 
increasa1 with increaslng vacuum ldecrea11ng prossu11) 
applied lo 1he vacuum 1id11 wi1h the pressure .,de 11 
arnU11111l. 
ORDERING INFORMATION; 
MPX2050 Soue& ··x-ducer" 111icon pressure sen1011 are available In d1lte1el'lual and gago conligun.tiont. Oevic~• are 
available in tha BAS1C ELEMENT pnd .. age or with pressure port hll1ng1 whith prov1d11 mount1ng ease and ba1be1J hose 
connedions 
o..rtc:•lypa Optloft1 
8UltEl11m~n1 01lleran11•I 
01."1'11••"•·•' 
Giga 
Poned Elamanl G•g11 V•cvum 
GJgaA011L 
G1g1V•cuvmA011I 
'**t. 
C:MOTO!tOLA INC. 1'8!> 
Packa9• S1v•• 
Cua JA.& OJ 
c ... J!.2·01 
Cua J!>O.Q1 
Cn1J~Ol 
Cnt J71.ol 
CnaJ11.Q2 
.... 
MPX20'5o00 MPX20!>10 
MPX20'5oQOP MPX20S\DP 
lro\PJ(20SOC.P MP1UO°"u:..-
MPX1050GVP MPX20!>1GVP 
MPX20SOGS MPX20!:o1QS 
MPUO!:IOGVS MPW:20S1QVS 
MOTOROLA 11:1119 
052/.J 
IRaplac:1n;A01110J 
.MOIUllUL/\ 
-~ SEM 1 COl\I O UCTO R ._.-_-__ -...,.,..,.-...,.. __ ,.,.,,..,_-.,,.,,.,.,,_.,., ,,.._,...,,~,,.· ,-,,,._,..,.,.,,.,_,,...,_w:;m::. ,.,;¡;::._,,,,,,,...,,,,_,,,,,,,..,.Ni"""'"'··"'·,,.._,..,,,,, • .,..,, 
• TECllNICAL DATA• 
Te1n1>erat11re Compcn:mtcd, 
. O to 30 PSI Diffcrential 
Pressure Sensors 
•• • • 1ilic1111 i.ile101usisl1vl! p1rs•u111! se11sof!l 11111\lldin!J vr1y nrnulll!! 1111d linrar voll· 
aue ou11tu1 - Uirectly prn11nt1ional lo 1'1e apph•!d 1"'!Ss111r íhr s1mso1 is .1 singlfl 
n1onohll1ic s1hcnn tfinnhrnnm w11h lh,. ,lr;1in qnqu 11ml ;1 1hi11 lolni rrsii;tnr nr.lwork 011 
UilCh chio. Tha chip is l;iser 11in11t1rd lrn fHCLIS,. s111111 .~'"' ''''<:"f r:.1/,f,1al1011 ,.,,.¡ 
lnn11u11.1hun C!.1"1p11us.1t1uu. 11 1s fles1gncd 101 llul01no1ive, 1111/11!!.triDI, mcdicnl ;>fnd 
0U1er e1,11lica1ions. 
• Temportl!uro Compens..1erJ Over -40"C lo + 125"C 
• Unlriue smcon Shear S1r1•ss Str11111 Ga9c 
• ~ 0.1'- Fuir Sc.1111 l/n1J;u11v w1111 r..1rx22on 
• Full Scalo 51111" Calil.ir,'111!rf ro .10 rnV 
• Eesy lo Usa Chip Carricr r:icbJJ,, 
• O.uh: Elc111cn1, Sinoll'! anil .Du.11 f'oricd' Ocw1ccs .l'w11ibl,¡,. 
MAXIMUJ\1 llAllrJGS 
MP)C2200 
MPX2201 
(D,DP, 
GP,GVP) 
X'·ducer ibA. I 
SIUCor.J 
rRESSUllE SENSOAS 
r.J .. 
//,,-;1{:;~ .. El(L4t'41 
~':,::1, ·:¡ (J, 
v•1:u11• (
111 
.. . / ., 
l'OAI i ···~~-
PRlSSUAt 
""' 
1-=-·-----"'-.",.,"''--------1C---~'~~ ___ v~u-'---t---"-"-"---; 
1-=º-"'-,'''-,'',,."-,,'"-'---------+-- ~"'•• •oo u•. 
Supplv __ vº-"-"·-"--------->-~~~~ 3 ~'-->---~--•----v-~ __ _, 
:•:::.~,.:r;;:;i::~::,. -~!~~º--·- --·: :: : ::~--<----..,----; 
VOLTAGE OUTPUT versus APPLICD DIFFEOENTIAL POESSUOE 
The voll ... go ourpul or ""' X·ducer i1 d1rec1lv prOf'or· 
1/onal lo lho diflerenli.:JI pto:!s~url'! apphcrt. 
lhe oulpul vollot{J"f ol th+"' Oiffc1enli.JI Elf."111mu. Oiflrr· 
enll•I Po11 .. r1 0'1\J c.i¡;¡c r .... icú sen1or1 mcreas"!o:; wilh 
lncrea1h1g pre11ure appllod lo lhc p11usu1e sil.lo rc1011vo 
lo lhe vacuum sil.le. Si1nlhuly, oulpul vo/t,19 .. lncr .. 1nrs 
onDERING INFORMATION; 
as inc1e11Sinp vacuum is M•pllcd lo lhr. 11.Jcuum sido rel· 
eliwe 10 1ho prenuro '5itlr. ol !he 01rJe1enh:JI unils. 
Tk<:! eu1;:ul .-.11 .. wu ut 1he C.1190 Vacuum Portcd sensor 
h•croa11t1 will'I lncr,.11su1u v11cuu111 hlec1oas1n!J preu.urt'I 
a11plled lo the vacuum sil.lo wilh the pressuro 1ide or 
ombion1. 
MPX1200 Serios .. X.d11cP.r"" '5ilicon rireuure lr!O'\ors .Ju• i\WIUl'1hle in ditrerl!nlial ""'' c;iaf1!' confogur.:illons. Or.wlces arP. 
avalfahle In the OASIC ELEMENT 11ar•aue or wllh prr.1surc111•111 11111ng1 .,.hlch prowid'? moun1onu naso and barhcd ho~e 
connections --------·---- --- . ··--~------
D1vlc•fni1 Opllon' f'•chg•Srwl• ---· ~s:~-' -·-
f-,,--,,,.-----1-------1----·---- ---~!:.º----1---'-"-'--.., 
e .. ~ (11!,,.,en¡ 01U111nll~I C:n• 3'14 Ol MPX21000 MPX1Z010 
C111 lS1 01 MPX21000P MPX220IOP 
PortfllEl•menl t----ª-'~''---t---C-"-' J_so_o_1 _ _,__MPXUOOGP MPX110IGP 
'-~-----,..1...--'ª~··~·-v~"~"·~··-,..L...~C-•_ .. __ ,_ .. _ .• _._~_M_,_x_22_00G_v,_~--M-"-"-º->G-V_P~ 
'"'''"""'"' .... l•>t .. 
5'4/74132 
54LS/74LS132 
OROERING COOE IS- Sec:Uon 9 lof lurttwr PlickeG• and 01cs.rtng lnlonn•Uon.J 
PACKAQEI PIN 
CONF. 
COllMIACU.l. AANQE8 
ll'cc•nt lf'-:T,.•rc•·r1•c 
MILIT ARY RAHOf.8 
N74l.$132N 
S5"4131W S54LS132W 
INPUT ANO OUTPUT LOAOING ANO FAN·DUT TABLE 
PINI ..,,. MHl74H 5'Sl7U Ml.S174lS 
lnpu11 111-1 t~A> 40 20 
111,.lmAI ·12 -o• 
Oulputl IOH l~AI -eoo ·<00 
•oi..tmA1 18 4/81•1 
PIN CONFIGURATION 
-H
"' 
' , 
' . . 
Flgur• A 
OC CHARACTERISTICS OVER OPERATING TEMPERATURE RANGE 1- Nolo •1 
re-.. -.-".,.' -+-:_ .. _Hrr.,.•H,--+-:.,,. .. _.T"..,.'",.--+-:'.,,-'-LSTl1_•L_s-1 UNIT 
Min ..... llln MH Mln Mu Mln Ma• 
PAAAllETER THT CONDITIONS 
v .. 
"'º" 
Po11Uv• ool~ 
lh1HhOld 
h1tg•l•W• fi1UiH\l 
tt11oihold 
Supplt cuuont 
Vcc • 5\f 1.5 20 
'•'c;.c .. '!/J 06 1.1 
Vcc • sv o• 
Vcc• Mu. V1N .. ov " Vcc. M ... VIN ~ '5V 
AC CHARACTERISTICS TA • 25ºC (S.. S.CUon 'lor W•••lonns l!ftd CondUlon1.) 
04174 5411174H 
PAAAMETER TEST CONDITIOHS CL., 1SpF 
AL"' 40011 
.. In 1 Mu Mln 1 Ma• 
'""'" 1 
22 
1 
Propaga!lon dal1r Figura H 
22 
·~-
• ,.._ _____ "'"'"'" .. ..,' P''-""I'".,,.. • ..,..,...,.,, e_ .. , ... -·-··..._· .. -·-· a roo1_,.,..,.,......,,..,.,,.,, .. ,.,,..,.,,.,...r_._..,,._~,.., --__ ,,_,,.~,•S-s.lllll•~'i-ot1<al-
S(!JDDUC!I 
1.5 2.0 
Q.ü 1.1 
04 
11 mA 
1• mA 
!J.411141 5'LSl7US 
CL.., 1SpF 
AL' 2kH 
UNIT 
Mln 1 Mu Mln 1 Mu 
1 1 
22 
22 
  
National Industrial Blocks 
Semiconductor 
LM2907, LM2917 Frer uency to Voltage Converter 
General Description 
The LM7907?, LM2917 terier ru mornolithke traquerey: . Freency doudling tor Tow sipple”. 
A AAA TA herteresia vebtho altar diterr 
tor dnyigned 10 operates reber, lamp, os ottrer Eosd when” "anal Input ol ground área ip ALIADA, 
de input frequency reaches 0f exterds a telected rat "_ Bultidn senor vo LUZ947 
The techometer ue a hiere pump technique sad 
otin frequency donbliiny for low sippie, bull ingar . 20 3% Bneacioy tyhical 
protection Ín teo vervons (LM2907-B, 11429178) = Ground refererced Lechormeier la fully, protecind 
end outpar pwings to pround for a Teto Mequency — > tom demaga 901 10 renga dor Vr and below 
1 - prond “ 
Advantages Applications 
€ Output rmriñgi to ground for tero trequency inpart 
e Empioum;: Voyr "fe E Yee RATA, 
2 Only one AC neteork provides frequency doublirg 
” Zener- erguiators os chip allows sccurate end able 
hiqueney to voltape or Cuimtem Corrertión. ILIMA2917) 
Features 
e Ground istermnad tachometasr Input  inturface 
directly veith wasisbla reluctanea magnetic pickups 
e Op ampleomparidor haa fostinrg tINKúMor Sutpul 
es 5) mÁ ynk or sources to persia relayt, solengide, 
meter, ar LE 
Dvrriunder sperd sening : 
Fraquency to 'volisge convenion " ttschometer) 
Spredometara 
Breaker pon dm ll meter 
Hand held1schomestr 
Sperd porron 
Crutie contre 
Avtomotire door Jack convol * 
Ciurch control . - 
Hom control 
Touch or tound titcha 
  
Block and Connection Diagrams Dusltn.Line Packages, Top View 
, k , h   
    
       
  
  
  
Drónt Mumbr LMI90IM 8 Orési Number (Mid 
Leo 93 Pruhego HOLA Tos M5 Pork NOE 
    
    
        
  
Or des Nurmiros LMI30 73 
A ALL 
Order Hursber LMIROTA * 
Leo NE Pdo ICA : A A 
'Z
OG
TI
NA
 
  
210 
e 
L
I
S
T
~National 
íC.il lcoriductor 
::i 
'"'"''"'' ··~ .. , ~ .8: 
2907, 2917 rPr u~ncy  olt ge onverter E' 
eneral escrlpllon ,_, 
!:':c!-1~
290
c!:.!~~
1
.!.::;.l; :i:':::~:p~==·. : ~=m~ "::~o::'~;::.::·.n~ • th•• .d;ff.; ~· 
r dnigr1~ ID c e"t• •ni.. , p. °' t.tt l .d """'-'' · 1tnfl1tl l ..n.ot nd 11th<1nc.d°l;.put.ll~:ll\I;>~. •• -..1 
!:he l Ut r<rQUt:<i<V n~ OI uCft a • s.l.al'd .t&. • 8 ll1..&n ,.,_ oa M2917 
~n~: '::,bl~.._a.;;:' r!:":~P~';..~-;.~- • to "11o··~"!Y ty~ 
ptOtec1iOl'I in t-o YU1~ (LM2907-I, LM21111.., • (;,~ .. nd nft~.....d ~'I" lir, tua, po1~1t4 
t .d la 0ulJ>Ut•¡w;,.  o ñd cw  010 fÍl'qutncY -· frgm a -v- 6.ot tu ....,;"'11'1 •ben Y~ ..,d d • 
¡~ • . .• . •• e•O<Md • 
dvanlages plica lons 
• utp.rt ,..,;,;•  9"DU....ci Of u  tu .,-cy llPUI 
• aiyloll•; 0 vr•t.. •Vc.c1Al•C1, 
• nlt c:>ne FIC ,...,_.,,._ P<O•idn f•r- .>•roty vUi"I 
• z,,_ 1.-gult10t n d'llP 1tl W1 K.O;u,.1." •t>d nabi<t 
· h~inncy 111 .- lllfilC c11cun1tn1 c nuflion. X!ln 
a tu res 
• 1ound 11 fff1f'ICll'd t•eJIO~H l o.n lnu h • 
i1.alr •l  .. .ul.tb\1 rh.c:'!.11\Q ....,gnortic pic:lr.u~ 
• p 11np/a:im~rllOJ' t.. n 1tlt>g 111nli11or o t wt 
• 0 A 1lnk .- 'º"''"'- 10 OP"<lll •l'llyt, M>ll'no'<k. 
fT>1'1'f"l,Or EO. 
• 0...:..r! ... ndtf.l HdHnÜ .. 
• 'UQ\.lll1f:Y  ',,.gh9?1 
• 81ui.tr :M ,...U rn~u" 
• H1nd.,tld11d\Q~ 
•Sprt>dgour"°' 
• ""o"'otln aor loe~ t u l
• o ... 1c.h ontrol 
• ouch r IO<lnd l*•IC..._ 
lock d o nection iagra s o .... ;.,n:u"" P.cl~. t  v ..... 
0.d.tN,.- l 1 7N• 
S...~lPoc\,...HOI• 
~ ... 
0-"••N,. ...... tl"'l911"1 .. 
S...NIP0<\ .... ~0I· 
0._..., __ lMnlU 
S-"IS••••11•Ull•' 
6-""'--LMnlFllll 
• S- 14 l' .. W. NlilA • 
  
  
¿Y MARA 
SEMICENA 
eñ E3EL,        
  
C145020 
(10145001 
Ppk 
[ - Advance Information 
MULTIPLEXED LCD DRIVERS 
RASTER AND SLAVE 
Driver arg CMOS devices designad lo dire hauid crystal displays in e 
multiplexed-by-tousr configuration. Tha Mestor unit generates both 
fsontplane and backplane wavelorms, and is capstle ol independent 
opersvon. The Slawa ura gonerates only froniplane wavelorms, end is 
aynchronized wiih the bockplanes tom the Master unit. Several Slave 
units may ba cascaded Irom iha Master unil lo increaza the mumbai of 
LCD segments diiven in he systeen. The maximum number of front- 
planes «8 dependani upon the capacitiva losdng en lhe backipiana 
diners end the drive irequoncy. The devces usa dala homoa 
Tmicroprocassor ot other serial data and clock source 10 drive ons LCD 
segmant per bil. 
% Microprocessor Compatibility 
8 Serial Data, Exteinally Clocked 
O Multiplaxing:By-Four 
8 Noi de Drive Component Less Than 50 mv 
0 Masier Drives 439 LCD Segments 
% Sieva Providas Frontplane Drive lor 44 LCD Sogrrents 
0 Diives Sogments Up 10 ona 5quare Centirmater 19.155 Square 
inche) . 
% Display Operating Froquency = 250 Hz Maximum 
9% Supply Votiage Range=3 Y to 8 Y 
0 Latch Storage of input Data 
0 Low Power Dissipation 
: Logia Input Voltage Can Excood vob 
d: Ebxaemal T p 
. pe DIP Contiguration — Master 
* 18-Pin DIP Configuration — Slave 
Tha ME145000 iMaster] LCD Dirvot and the MC145001 (Slaval LCD : 
crios Est 
iLow-POWER COMPLEMENTARY MOS! 
MULTIPLEXED LCD DRIVERS 
MASTER AND SLAVE 
 
PIN ASSHIMMENTE 
FPI . Pron 
Fez OSCon 
- FP3 D0SsCn 
FPA O Feprrde Syna. Out + 
rs Oban Out 
FPO MCIa50ro  [JOgta Clock 
Frz ld a TN 
ErD Dar 
PG «Lie 
FF Der 
Fem 0 Br. 
Vs5 0 FP12     
  
PSUFFIX 
  
   
1 SUFFIX PSUFFIX - 
PACKAGE PLASTIC PACKAGE 
CAE rr > 
OADERINO ¡INFORMATION 
MEIAAAXB 
Sutta Denotes 
L Ceprris Package 
PO Please Package 
E Limiied Dpstatmg 
Temperatura Farga 
 
 
 
    The device contamns cecuiy Lo protect UA 
ánputa agunss dimaega due to tigh siBne 
vohages Or BECInc frida; however, al 8 40 
eied that ootmal pecauiors De tatan 10 
avod appicapon ol any wvoliage bugiver Ln 
masmm raid volisges do stud Pagh MT 
pedares ovturl. Fol plop opera 1 
rcommnended 1931 Va end Voy be con: 
supoed 10 1h 1anpes Ys5 5 Voy X YDD 
md iVa 515 Y 
Unused Mmputt mms? always be 1d 10 87 BD* 
proprusta log wolega leve?  
~LV.~~ 1;.r~--G~ ~'~~ .. :~· 
für~.'l:ic~@:.f~'@'.l(~fr(gf~:~ 
~to~ ru.iJ.'t;.:r:-~~'Ji~i!L~~ :~,1~:.:i·~ .. ~t:;.:t.~ :r~"J; 
.n.ce n.Cor aUon. 
ULTI LEXED D I RS 
M ER O VE 
t>o C1450'X> t astetl D 0Jtvet and tha C145001 I lavel D 
river re OS vices si nad l  rrv• llQuid rvsu1I is l S I  a 
ultipleHd·b'(·lour nligurauon. t-4 ts1er nlt oerau1s th 
t1 1plane d ckpt.ne avofOl'mS, d is c.11peble f l ridan1 
q>e1allon. t-.. Slava ur'llt gon91ales only frontplana avelorm1, and Is 
s chronized llh l a 11ekplanes h  1 o aster rúl. evural irle 
ul'lits av bo c.11sc:aded lro  tha nlDf unit 10 i ouw tho nu be1 of 
D 14 1n11 1i en i  1he 'Y&llm. he .lu vm bor f lr 1• 
ptanos is dependont upan the c.apaduve loadong on lhe backplane 
dtive1s 9fld 1he driv• lrequoncy. he d...,1cn U$e dala hom a 
micr r cHIOI r l er Mtrial ata rid cl ck s Yrca to rive o O 
~nte>erblt. 
• Mc1opr~sot ompatibilitv 
• erial 0111, •Uttn.ify l cked 
• ul1iptu.i g· v·Four 
• ot e Orive omponent ess han 0 V 
• astnr Orl 111 8 O S~menll 
• lave 1ollldas r ntplaNr Orive l0t -" O egmentl 
• 1lvM e ents p to na Square enh atet 10.155 Qutu• 
i a-1 
• isplay peming frequency • ~ z uimu  
e SupplyVoltaQe~·3Vto6V 
• l l h t r Qe f lflPlll O•r. 
• l  O'N91 Oiui ali n 
• gic ut olt.ge an bc ed eo 
• Ac:comodales t el lemper•1u1e Com tinullon 
• 2-4·P1n OIP onfi u111ion - •Uw . 
• - in IP onfiguralioo - I..,. 
f'I  SStGN EHTS 
voo '" ose..., "' o e.. "' Fr~Sync. ut ...
0•••0.n "' 011•Cloek "' 011.lln fP1 ... .... 
8P2 V55 .,., ... 
FPl:Z 
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F1.,..,..Sync.ln 
0•1•0ut 
0111 Cloca. 
f. C1456 0 
f, C145 01 
n-• 
CMOS LSI 
ILOW. EA Pl ENTAR't OSI 
ULTI LEXED D I RS 
ASTER O L VE 
LSUfflX 
ttillMllC P.t.CO.Gl 
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CO......C:•"""'"' CASI"" 
SUfflX 
Pt.AStlCPAC..:AGl 
CA!:f7m 
PSUfflX • 
PV-StlCPACK...c;( 
"""" 
ftOERINQ INFOIUMTI N 
Jt-.. ~con\- Clf(U1uy 10 poollPC1 lfMI 
inpu11ag..,,11~<11d11111otiogP11"1c 
~ OI' er.c11c lotlds; t>o-..... ,, o ad· 
-.ad INll notm.111 0<..:.0UIQttl be 11~ ... 10 
...od•~''°"º''"'flrdli""'h'91""tn"" 
a........,.. fll--1 .,gf .. gH lo lhll "'gtl .m· 
.lne'9c c...i. f0f P'C>P9'~•~'°"''" 
1~ 1'\at v .. 1 d ou1 l e tt· 
111~ 0 "" '''"""'" Vs5sVou1•Voo 
ll'ldV55sVn:S1!iV 
u .... "9dnou11,...,.1111 ... ,1t..1....:11  ... •o· 
POP" .. l•lc;goo;:YOL!itg•~ 
FEATURES 
e Ultu-Low '°"""'' 
~ptlOn 
• H4'1 Conu111 Altio 
• W.O.Y-1tt1""9l• 
e AIOid A11p0n• 
• "O'ttf'ISullfWil 
Ttdlníqw1 
e S...0-o MT8f 
5 DIGITS, 2 COLONS, 5 DECIMAL POIHTS 
0.7 lnch (17.11 mm) CHARACTER HEIGHT 
[B.B.B.B.B.BJ 
-
1 FE0609 I 
OPTIONS 
Modto1: 
• A11\Kti'1411:S<lw..r .... 
e Rtllec\tVI: Alumi-
t1um Fool 
• lr..-i.,,,u.i,.. 
e ff•Ufl.llCt"" 
• Corw..aOI' P'ln1 
r:::: ...... n .. 
XR-4194 
Dual·Tracking Voltage Regulator 
GENERAL DESCRIPTIOH 
!!'le l(A • •9A ·• a d .. a1 pc1a"tl' 1•ac••"9 •eo .. 1110• oe 
S•Q"IÓ 10 Q!O\l•Oe Cl'&"CllO e• ""ºª'ª"Ct'O hi\ t .t: r~ 
n1;1••v• QUICul vo•ta:;iH at : .. •re'11S ol ... e 10 20C ,.,,_ A 
t.•"O'• •es"º' CI" 011 JSlild to ld¡oJSI bO!h O\,olOJIS o. 
lween 1ne 1.IT'•ls or : !i()rr'I ª"º :r •2 V T"I oev•ce '' 
.o.at 101 IOCll O"·C11a 1e;u111 O" wh•Cn 11i.m.n11e1 l"I 
d1ll•<Out•::in croti1e""t anoc•11111' w•tn 5,,,g1e pc•nt •eQu· 
l1110n Tl"e )(R·•19• •s IVll"lt::le .... u. t'·'1 C!!''l,..,'C 
o ... a1 .• n.1ineoac111;e wfl•c" nu a 'iOO rrow •11.~g 
FEATUl\ES 
011ec1 Replacemefll 101 fl.MIRC •194 
Bo11'10\;1p>.,il1 Ad¡us1 w•ll'I S•r>g11 Res•1101 
l.Old ~rrel'I! to :r 2:00 mA W>ll'I 0 ;i•r• LOICI Reg,,11110" 
LOW E•teirial Pa111 Count 
lnttrrtalTl'e1m115"1.JldOW"'!11 TJ• 11s•c 
E•tain11 .a.d1u1t!T'tlllt •OI s. v 0 u"oa11nc•"; 
Arf'LICATIOMS 
Qn·Ca1e1 FIPQ;.rlll>O'"' 
MJustable Fl•g.i1a~o1 
•ISOWTE MUIMUM lllATINGS 
ltie>ul Yoll•o• s \/ 10 G1ound 
XR.f.,9dJI 
XR·•lW•CN 
l!"\Ql,ll/(h.lp..¡t \Jonaoe o.uerenl•ll 
Pl)wtlf D·H•Ol1•C" ., 1"¡1.. • 25"C 
lCJ.adC1o1uen1 
Qotra11ng JunC:l•OI'! 1"empera1v1e Range 
t•5V 
t35V 
t•5· 
900mW 
,50 ...... 
xR .1119•t.4 - ss•c io • 1!:.0ºC 
l(R ,,9.11CN o•c 10 .. •1s•c 
StO'a;e Te"'Ofl'•l.i•e Ra,,ge -65'C 10 • 15QºC 
FUNCTION1t.l ILOCK OIAGRAM 
GñlitnltiC !NfQ,._~nlON 
hrt •hllllffl' hCUfl 0,.Tlt!llQ "flfllptlltlTI 
)(R·•,~CN C.11mic. OIP o•c 10 • 1o•c 
XR .f.1941.1 C.1arr11c: 01P -55ºC 10 • 125•c 
sYSTEM DEICIUPTIQN 
T!"¡: •"' a1~• •• t d .. 1• PO'lt•l"f t•1c:••"O •011101 •~1,111 
101 ¡1..., on b0atr3 1ele1111ce '"\ Dy a ••"9·• ·•~·•l::ir. de 
le•"'•"H bOIP'I OU10UI vOllaQH lllC''"O ICC\lllC"f' 11 
Dt"tl••l"I" 1 1·• "'O"SW~lll•C:llO\,ilpul~llQl:ll•I 
OO'l•"P:S by c:on"etl rg a ies•sto• 10 '"' tiala"c• ad:ust 
iP ~ a¡ 1~••• .. 1• c•o••t,'O'"" t·ici..•lt •nc•uae ll'e•m11 
, .... ,:lo"'"'ª'"'º ac:1 .. e e1.111er• •·"'·l·"íil 
LINEAR 
INTEGRATED CIRCUITS 
• 3-T•rmln.I Regul•ton 
• Output Current up to 1.5 A 
• No E•tern1I CC>fT1PQMnU 
• lnttrn1I Therm1I Overlo.t Protectlon 
• Dlrect Repl-=-mena for Falrchlld ¡,¡A7800 Strt.. 
• High Po..- Oiulpetlon Capeblllty 
Interna! ShoM·Clreuit Curr1nC LJmltlnt 
• Output Trmn1i1tor Saf•·Atu CompMtUtlon 
cktctlption 
Thls '"¡" of fi•ed·volla!Jt moriolithie l11l1t9'1tl'd· 
circuit l'Olllll9 rll'gUIMotl il cMtlgn«t l0t • WIÓS r1ng1 
ol appfltttlont. Thtu ~ic1tlon1 l~ude on<Md 
ugi..il11ion fOt" 1limin1li0t1 ol llOiM ltld cfüttibuliOI' 
Pfl)bl1mt 1ucx.11td w11h 1ingl1 point ngulatlon. Drlt 
ol lhH• r1gul110" un a.1¡,,., up to 1.5 1mPtrH ot 
OUIPU1 CllUHll. Tf¡.1 ln11rNI CUHlnt hm1ting 8"d 
ther'"-1 t.hutdo..n lutur" º' 1hne revul1100 mili 
lhtm 1u1n1i1lly iml'T>l.JM to o .. rloed. rn lddition lo 
UM ., li1td woll~ llgul110f1, lhnl ck•ICH un be 
ui.td with 1•t1rnal comPOn1nll to obt1in 9dju111bl1 
output vo111Q1tt and cvrr•nh and •ho u th• PQ*9t· 
p.it •l•menl In Pf'•Clll011 r1Jgul1lo1'1. 
SERIES uA7100 
PDSITIVE·VOLTAGE REGULATORS 
VOLTAQI .. .. 
... ... 
,,. 
ICCPACICAOI 
IT~\l'll"WI 
¡ 
. .. 
54/7411 
54H/74H11 
S•Sl74S11 
54LS/74LS11 
ORDERING CODE IS.. S.Ctkwt ''°' lurttMr P.cUQ• anc1 Ordering lnfonnaUon.) 
PACIC.ADEI C~~F. 
Pi-l~DIP 
flg A 
Fig A 
Cerem1c OIP r,w A 
F1g A 
Flalp•k Flg B 
Flg A 
COMMERCIAL RANQES 
"cc••v11''••rc .. ·ro·c 
N7411N N14H11N 
N14S11N N74LS11N 
N7411r W'4H11F 
N1'41SllF IH4lS1tF 
MILITAR'f RANQES 
Vcc•IVI 1.-.;T·•·U'C•·n•·c 
S5411F SS4Ht1F 
S54SllF SS4lSllF 
SS'411W S54H11W 
S54S11W S54lSllW 
INPUT ANO OUTPUT LOADING ANO FAN·OUT TABLE ¡s.. No .. •I 
PINS 54174 54Hl7.tH 14S/74S 54LSnU.I 
lnpult 
i,, ... 1.,.A1 " 50 50 20 
111.trnAI -1,6 -2.0 -2.0 -0.36 
Outpull 
l()H ,,.,.., -eoo -500 -1000 -•oo 
lot.lmAI 16 20 20 4191•1 
PIN CONFIGURATION 
Figure A 
figure 8 
DC CHARACTERISTICS OVER OPERATING TEMPERATURE RANGE (IM No1o bJ 
PARA.METER TEIT CONDITIONI 
.. n4 MH/7.tH .... .... .... .... 
ICCH Supply cunent Vcc - Mu. V1N ~ 45V 12 30 
lcc1. Supply cunent Vcc - M•ll. v ...... OV 20 .. 
AC CHARACTERISTICS TA • 25•c ts- S.c:llon 4 '°' We••lorma and CondllkM\a.) 
PARA.METER TEST CONDITIONS 
IPLH Propeg•Uon d•l•y W•~••orm2 
IP~l Prop•g•uon del•y W11v111orm2 
• T ... ,,.,....,-~,. •"11.e••• cMl•••"l 1>1'1-llte •1• .. 1t I"' ..,,..,,,,,c-c .. 1 
,_O-llh,••••l"Q0"we<:'"''' 
11 f- 11 ....... OC .... ,IC ... •lllCI - ..,,_ ,,_,'""''l.,. ~<111nd~ .... I~ --
--l>ICI c0o1• lo< ~S·ll5 '"" iol S·Hl S or-•l"-1'-
14n4 
CL"' ISpf 
RL - 40011 
Mln 1 Mu 
1 27 
1 .. 
Sl!Jlll!llCS 
MH/14H 
CL • :ZSpF 
AL• 21011 
Mln 1 Mu 
1 12 
1 12 
.. .,, .. 54L8174LS .... .... llln .. .. 
" 30 
42 •• 
5481749 S4LS/l'4U 
CL • 1SpF CL .. tspF 
RL - 21011 RL · :Zkll 
Mln 1 llH Mln 1 Mu 
1 7 o 1 " 1 75 1 20 
UNIT 
mA 
UNIT 
Monsanto 
PHOTO-
DARLINGTON 
OPTO-ISOLATOR 
4N29 
4N30 
4N31 
4N32 
4N33 
PROOUCT OESCRIPTION 
Th• 4N29, 4N30, 4N31, 4NJ2 .1t1d 4N3l h1ye • g•lhum irHn•dt 1nlrared emlller ophc1lly couplltd to 111/lcon pl1nar 
pt'!oto-d.1rlington. E1ch un1I h IHltd in .1 6·1Hd prnuc OIP p1clu;1. 
PACKAGE DIMENSIONS 
ABSOLUTE MAXIMUM AATINGS TA• 2s"C ¡un1mothetv.1~e \oecd•tdl 
•S1or1;t T1mp1ralu•t ...... . 
•Qp1ra11ng Tempeu tu re al Junction ..•.• , 
"LHd So•deung time• 260ºC ... 
•Total power din1pat1on •2s·c unb1enl 
•01t.1t1 lmHrly from 25ºC , , , . 
LEO (GIAI Olodt) 
•Power <hl1•Pil•on lflll 2S'C ambornt .. 1!10 mW 
•Otr1t1 hnHrly lrom 55"C . 2 mW1 C 
•Con11nuou1 forw.,d curren! ••. 80 mA 
Rev1n1 curren! .....••..•.. 10 mA 
•P11k lorward cuuent 1300 µuc pu1u, 330 pp1J , , J.O A 
... -ss"c 10 1so~c 
.-ss•c to 1oo•c 
• ....• 10 U!tondi 
..•...••• 2somw 
....•..... 3.3 mwrc 
DETECTOR (Sihcot1 Pnolo D••hn91on Tr,n,1stor} 
•Po ... e• O•U•Cltl•On ... 25'C •mO•tnl ....... ISO mw 
"0tt•1• l•nur1r lrom 2!J'C . • . . , •. 2.0 mWiC 
•Co•1"'º"tm1t\er b•ul..down vollo151t teVcEol .... JO V 
•Colltctor·bue brui.do.._n volla<Jt IBVcao} ....•. SO V 
Erii•tlt,.b•H tirui.down voll•!I• (BVcaol .. , .... a.o V 
•Em1Ut•·collec-;to1 brtakdown vo1to19e (BVccol • .•.• S V 
TYPE TIL138' 
SOURCE ANO SENSOR ASSEMBLY 
OPTOELECTRONIC MOOUlE f:.OA TRANSMISSIVE SENSING AP~LICATIONS 
• CornpatibSt With St•nd.a1d OTL and TTL lnli!gUttd Chcults 
• High·SpMd Switchin¡: t, • 1.5 µ1, tf .. 15 us Typ¡Ql 
• O.signad lor BaM or Side Mounting 
• For Sen1ing Appllcationt ruth H Shaft Cncod~rc. ~ctor Senson, Leveil lndlc.a1on. and 
BeglnnltT¡-ol·Tape/End·of·Te~ lndicaton 
mech1nical data 
tt. 10.en-.itilr CC"t•l11 of a TILT.' ~lliuni 1r\otnld1 f1¡¡'11<rm<Uint d•od• 11"1d 11 TIL78 n·O·tt 1ihcol'! pho\o\1ao1;1tor 
mounttd ~n t ITIQlded ABSt plut1c ho\St.•""il. Tri.t ,1u.e..,bty w1U •11n\h1t1M iold•rirv ttmpoenhlft with no d1lo111'1ticin 
•nd d#'ttiC. P9r'hnma,.CI 1:h1t1Cltn,titi. 111N1tn 1t1b!1 wh.rn optr•tl'd 111 hi¡¡h·hum.d1!"f ""'..Jit•O"·'· Tc>UI 111tmbly w•ic¡t,1 
i11pproo;imit11., L59rtmt.. 
•t.t.()1>,l(NSICIN!IAl'lf ! .. l .. C•<tSW'llTH 
'!'0\.tl'IANCf Of IOOO'J tJ ... llJ.J.01,.t"' .... ' '[ .. Ot"tO 
absolute mil;11.imum rating' et 25 •e free·air tempera\ure (unleu olherwhe noted) 
S<Ntc1 Rh'tne Volnge • 
5ou1u Continucui. forwtid Cuntt\f lSl-t Note 1) 
Sen501 Co1~to1 frT11t1tr Vo11A9t . 
S!:n10I' Em1Utr Col~1or Volt• • • . , . . . . . . . . , . • •.•. 
Senwr Contin110u1 0.,.ict O•u1p¡tion •t /ru Wlo"") 2~•t Fr" Aor Tfrn~.1h11• l~ Nolt 21 
S101"11"1'tmPf'!Uurc A.rnvt- • • 
l..ud T*<nplC'l'.:Jlu•• 1116 lnch rrom As~"'1.>1V !()1 5 Stcorl(h 
"'º'1;' ' o.•"•""••"• i.•o'c ,,,. •·• '•'"'P••ot~•• •• '""'"'º•'o'' ..... -.l"c 
:, O••••••·-""•• 10°C' '''°º'"'' •-J>'I•••~•• o••-••••<>• QI• ,..,.,.,•e 
1 A•S·~··-P'•"'''""dO•"•«ll"D"'U••I•'"'"' ...... IOd·V•OO"OI"'"'º ... 
TEXAS},P;i .. ~:f-~N!-'1 ENTS 
......... ~l •<I• MU• ••HU HUO "tn 
2V 
4.QmA. 
sov 
>V. 
• • SOrnW 
-co•e 'º 1oo•c 
2•o•c 
.. 
"' 
o 
Normally Closed a 
Brass, Stainless Steel and Nylon Bodies « Y4” to 3” N.P.T. 
Ives 
nd Normally Open Operation 
ASCO bici? 
BULLETINS 
3210, 8213 
acral Description 
+vibres prorida ene pouble-tros fifa t e on 
sal pervica 4 selection 
¡gp marea and pls prestures le 
*plications 
perendale 2 way valves ate ted In: 
e huundiy 
ina equipment 
e irrigalon 
El pel * COMPprEROr 
olfutian e dichwshen 
aotrols e water treatment 
«cial valvas avallablo loci e dry I ale que cos 
uu os = exceptionally long life 
du operation + less end quiet 
+ AC hum] Pperadon, Refer to Long Lte 
astucilon, 
secifications 
reaoni Two types avállable: 
« Nommaliy Closed — valves closed when 
Cenerglzad, Oper energized. 
+Normaliy Open — valves closed when 
when de-energizad. 
Vales Parts in Contact with Fluid: 
Body — Brass, Saints: Sitel ¡Sorles 300], Ny- 
bar us Bronze, 38 11 
Sesls and Discs — uns “1,” Tellon* or Ethyl- 
ene Propylene, m listed. 
Disc Holder — Nylon, á1 listed, 
Core Tube «+ 305 Ls. 
Core and Plugnut —> 430F 5.5. 
nar — 302 11. 
Shading Coll — 
Sibrér (stalnicas gue 
Solenoid Enciamsrest Two types avallable; 
(a) Typa 1 — Canaral Purpor, 
(bh) Types 4 and 7 (C and D) — Combination 
Wetestight and Exploion-Proo!, Also meeti 
Types 3 Yand 9 (E, Fand CG). Refer to Engineer- 
ing Secion for definiions and detalla. Consult 
your local ASCO office for Types 35 and 4%, 
Blectricalt Standard Voltages: 
74, 120, 240, 490 volta, AC, 60 Hz (or 110, 220 
volts, AC, 50 H1). 
(brass and nylon bodyi: 
body. 
mf, 11, 24, 120, 240 volts, pc. 
Other voltages available when required. 
  
Coll: ontinugus Duty Molded Class A, B, F 
and H, as Hsted. 
Temperaturas 
Fluid: To 710*F., as listed, 
Ambient Nominal Range. 33%F. to 77%, 
(104“F. occastonally — reler to Engineering 
Secion.) 
Instalador: 
Dimeneloni: Reler to Dimensions Tables for 
envelope ¿ze 2nd mounting. 
Antitude: Valves ray be mounted In any po» 
sitlon except as noted In Dimensions Table, 
Approvale; UL led and CSA certifled, as 
indicated. Reler 10 Engineering Section for 
  
   
   
  
    
  
  
    
  
        
                
  
    
    
  
  
  
    
      
                 
'engluad, copan *DuPon Ca. trademask. PA and coding explanatlon. 
TCIFICATIONS 
ur hc - Laly tre 1 es Dl 
Ari mert — : ol Field Y - 
1 | Grifica | Cv az tar elas Al Cosatr. 
vb Se | Flew | añito Catales [E Ma] Ut | Catalog 
35 005.) [rector | esa | ac | oc | ac [ oc) ac loc [ae | ve smver | y [ue] Zemdor 
* ORMALLY CLOSED OPERATION, Forged Brass Body, Buna “N” or Teñond) Seailnz tor Gañera] Sérvica 
al Ju | s Tus] 15 1|-[-T-— | mw] "Tuto | 3]. - IT 
Ya | TZ 7 API TIT oe ap ls = = = 7 
1% |islo fis] aojfisj] | —- | J180 | 150 [smocrol| 12)». [elit] + ESA 11.2/A 
44% |3 9 || wji5, s%]|-— | -— [180 | 150 | e210cs3 ste | e 1/A >| 11274 
m3 5 [200 [125 | 138 | 100 | 135 [10 (380 | 150 | 21001 E 9 8/4 112/4 
£ | 3 5s1xm]-|i0|- |x| - |175 | — ¡0008 s | o ta o 117 — 
TO is aw iso YATE TS E DA > . Uk TAN 
41% )]4 3 [200 (125 | 135 | 200 | 135 | too f2380 | 150 [az1o02 85 | e [ena o EA 112/A 
: A 14 0115 | 01123] 401 | — ]180 5 150 | s21009s slo lalo o A) 11374 
4 j 4 5 [30 /— (300 | — [300 | — (175*[ — |úzloc? s|o [aio o | 167 — 
4 5 Y Tis” “157 E a | 150 "To 21100 o WAX TE2/4 
A 5 [123 | 100 |1251 901 75 |ds0 | 150 | 421008 Do el o LN 11.2/4 
+14 ]6 o pase | 206 | aoo pim | 20 ¡aso |z00 | 77 | esop] 1 o len O [154/4 44 
SA [65 1 5 ¿250 ¡525 | 150] 125 y loo j 125 [180 | 150 | a21003 do | o ja1103 o ESA 112/74 
I 11 pias” Pi25 | 100] 125” [1 150 10DY 1m]"s r1D4 o WA -TIZ/A 
11 [9511 300 | 225. | 300 | 200 | 300 20 1 ¡alo 1 lo jrelirto]| e | 167/77) 168/4 
1 |135 O IT — [| eziosz7 | 1er |. ala? . 0 o 
11 13 5 [300 J 125 | too | 125 | m0 (180 | 37 jazio6sé 1 3210 | o ¡etimsa | Jisasa | 30.6/H 
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N-P-N SILICON PHOTOTRANSISTOR 
• Dnigntld fcw Automatk: or H•nd lnsertion in Sockeu. ot PC Board• 
• RtK:Omm~ fOf lndurtrlal Applic.iion1 Requirin9 low-Cou Oiscrete Photolransirtors 
• Spec;trally and M1chanically M11tched with TIL32 IR Emitter. 
nwchantc-1 d.ia 
absolute muimum rating1 at 2s•c free-air temperatura (unlen otherwise noted) 
CollKtot·Em111er Vot\agit •. 
Emin""·Col1~or Voltq • . . • • , . • . , . . . , . • , . . . • . , 
Conli™'Oul O""ic• Oiuopnion at (or belovwJ :is•c flet·Air Ttmpe:u1turr IStt Note 11 
Op•fllinQ ffH Air T11mpe'l'l1u11 Fl1n91 • 
Slor. Ttmpitf.llUft R1nge • • • 
t.Md Ttmp«a1ur• tl\6 lroch lrom C.w lor S St'a:ir-'1 •• 
electrical characteristtc1 at 25•c free-air temperature (unleu otherwi~ notl!d) 
V'ª" t:C:O ( ........ Con..:10• 11 .... cto .... Voluige 'E - 100., ... 
Yrt< •)OV, 
10 01'11.1::,.....,.I VrE•XIV, H•O, T •Ba"C 
Vt"'E•!>V, H•20 ... w1c ... J 
VcE•SV. H•7"'W1,,..:t 
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switchin9 characteriuics at 2s•c tree·air 1empe:ra1ur• 
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51 
(0% 113 tl, 4 AZ 2000 FUE 
 
273 O.A. T.A. S•MBOlS A'OD COOlll 
u:ru.1,..1D11'fll'ollRPlllHll. 273 
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91 
Comparación de la Curva Esténder del Transductor APENDICE E 
de Humedad Relativa contra ta ecuación del ... 
APENDICE". B 
COMPARACION DE LA CURYA ESTANDAR DE RESPUESTA 
DEL TRANSDUCTOR DE HUMEDAD RELATIVA 
CONTRA LA ECUACION DEL FABRICANTE 
Y LA OBTEMIDA PARA EL RANGO DE 0% A 28% 
HUMEDAD RESISTENCIA DEL TRANSDUCTOR (ohms) 
RELATIVA CURVA ECUACION DEL ECUACIÓN. 
(x%) ESTANDAR FABRICANTE OBTENIDA 
0 10*000,000 30'749,347 10'”000,000 
10 2'550,000 3'247,776 2'473,005 
11 2'200,000 2'677,823 2'150,540 
12 1'950,000 2'218,745 1'870,122 
13 1'650,000 1'847,066 1'626,269 
14 1'400,000 1'544,653 1'414,214 
15 1'200,000 1'297,419 1'229,809 
16 1”050,000 1,094,363 1'069,449 
17 * 900,000 926,849 929,999 
18 * 780,000 788,062 808,733 
19 * 680,000 672,598 703,279 
20 * 585,000 576,153 611,575 
21 - 510,000 495,283 531,830 
22 450,000 427,218 462,482 
23 390,000 369,724 402,177 
24 * 300,000 320,989 349,736 
25 * 260,000 279,538 304,132 
26 * 230,000 244,167 264,475 
27 * 205,000 213,889 229,989 
28 200,000 187,290 200,000 
29 180,000 165,499 
30 160,000 146,159 
40 50,000 47,948 
so 19,000 19,041 
60 8,800 8,748 
70 4,550 4,503 
80 2,600 2,538 
90 1,600 1,539 
100 1,000 991
C~racfón deo l  urva 1ti der el r.-isOJctor 
e Ull:dad elativa co tra l  ec .cl n el •• , 
A P E N D C E B 
NPARACION   VA AR  ESTA 
L S CTOR  EDAD ATIVA 
TRA  ACI N L I NTE 
  ENIDA A l O     
EDAD I CIA L S UCTOR ( s) 
EL TI A VA CI N L C ION. 
( ) S CAR I NTE TENI A 
o ' 0,0 0 ' 9,347 '00 , 00 
 'SSO,OOO ' , 76 ' , 0S 
11 ' , 00 ' , 23 '1SO,S40 
 '9SO,OOO ' , 4S ' , 22 
 '6SO,OOO l ' , 66 l ' , 269 
 ' , 00 l'S , S3 l ' 4. 214 
IS 1'200,000 ' , 19 ' , 09 
 l'OS , 00 , , 63 ' , 49 
 0, 00 6, 49 9, 99 
 0, 00 8, 62 8. 7 3 
 0, 00 2,S98 3. 279 
 S S,OOO S 6, IS3 !,S7S 
 SI , 00 5. 283 . 830 
 4SO,OOO 7,218 2, 82 
 0, 0 9, 24 2, 77 
 0, 0 0, 89 9, 36 
S 0, 00 9, 38 4, 32 
 0, 00 4, 67 4, 75 
 5, 00 3, 89 9, 89 
 200. ººº 7,890 0, 00 
 0, 0 5, 9 
0 0, 0 6,IS9 
 S , 00 , 48 
 , 00 , 41 
 , 00 , 748 
 , 0 , 3 
0 , 0  , 38 
 , 0 , 9 
0 , 0  
tC>TCE 8 
wductor Huwdad Relativa . . —APENDICE C 
0X a 28Xx 
OBTEMCION DE LA ECUACION PARA El TRANSDUCTOR 
DE HUNEDAD RELATIVA EN EL RANGO DE 0% A 28% 
La gráfica que expresa la variación del valor de la resistencia 
del transductor PCERC-11 HD en ed rango de valores de humedad relativa 
que va de 0% a 28%, se ajusta a una recta trazada sobre una trama 
semilogarítmica (ver figura 3.21). 
Empleando la ecuación general de una recta y =-"mx+b o, y 
sustituyendo las variables a emplear, teniendo presente la caracte- 
rística logarítmica de la resistencia del transductor, obtenemos: 
HR = molo09,R, + b .«.. (£.1) 
Obteniendo de la figura 3.21 los valores de R, correspondientes 
a 0% y 28% de humedad relativa, se llega a: 
HUMEDAD RELATIVA RESISTENCIA DEL TRANSDUCTOR 
0% 10 Mohms  (1x10”) 
28% 200 Kohms  (2x10*) 
sustituyendo el primer par de valores en la ecuación (0.1), 
obtenemos: 
0 = m 109,pix107 + b 
b - -7m ... (0,2)
Ecuacl6n Tr~tor tkMedlid el•tlw 
ex• 2; 
11 P E N D e E e 
D TENCJON E ll llCJ N ll ll L ll CTOR 
E llEDllD LllTJVll   llH O E  11  
AP Jt E  
a ráfica e presa  ri ción el alor e  i t cia 
el uctor - 1   l go e lores e edad l ti a 
e a e   ,  j sta _ a cta da bre a a 
ilogarlt lca er ra . 1). 
pleando  ación neral e a cta  ••X  b  
t u do s riables  plear, i do r sente  racte-
ti a arít ica e  i t cia el uctor, t e os: 
R •  l og 10R1   . e. 1 ¡ 
bteniendo e  ra . 1 s lores e , r ondientes 
 OX   e edad l ti a,  a : 
EDAD TI A 
 
 
SI CIA EL S UCTOR 
 ohms ( 1 07) 
0 oh s (2 lO'l 
S sti ndo l ri er ar e lores   ación C.1), 
t e os: 
 •  •.• C. ) 
Ecuación TrW\5d.ctor Hlnedod R•l•tfva 
O'I. 28X 
APUl>ICE e 
Sustituyendo el segundo par de valores y (C.2) en (C.!), se obtiene: 
28 • m l og 102x!05 - 7m 
28 • m (log 102 + 5 - 7J 
m • 28/(log 102 - 2) 
y aplicando este resultado a (C.2): 
b • -7x2B/(log 102 - 2) 
Volviendo a escribir (C.l) con los valores obtenidos para •y b, 
y factorizando el término 28/(1og1aZ - 2), se llega a la ecuación 
buscada, que es: 
HR • 28 x (log10R1 - 7)/(log 102 - 2) 
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G. Enke and Stanley R. Crouch, W. A. Benjamin, Inc., Califor~ 
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ELECTRONI C ANALOG MEASURMEHTS ANO TRANSDUCERS: lloward V. Ha lmst adt, 
Christie G. Enke and Stanley R. Crouch, W. A. Benjamin, !ne., 
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ELECTRONIC CIRCUITS DIGITAL ANO ANALOG: Charles A. Holt, John Wlley 
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HANDBOOK OF LINEAR INTEGRATED ELECTRONICS FOR RESEARCH: T. O. S. 
Hamilton, McGraw-Hill Book Company {UK) Limited, London, 1977. 
HIDROLOGIA PARA INGENIEROS: Ray K. linsley, Hax A. Kohler y Joseph 
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IC ARRAY COOKBODK: Wa1ter G. Jung, Hayden Book Company, New Jersey, 
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H fl l Book Company, New York, 1980. 
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Wf ley & Sons, !ne., New York, 1975. 
- PHYSICAL HETEOROLOGY: John G. Albright, Prentice Hall lnc., New 
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