Existen en el mercado térmometros digitales pero no estan adaptados para acuarios y los que los estan tienen un precio bastante elevado. Por eso te proponemos este sencillo montaje que en un futuro podras ampliar para funcionar como termostato.

Esquema y material

Lista de materiales:

• IC1 = LM7805
• IC2 = LM324
• R1 = 1K
• R2 = 4.7K
• R3 = 10K
• R4 = 330 Ohmios.
• P1 = Potenciometro de ajuste fino 1K (potenciometro de 15 vueltas).
• P2 = Potenciometro de ajuste fino 10K (potenciometro de 15 vueltas).
• Un voltímetro capaz de medir tensiones entre 0 y 5V.
• La sonda de temperatura descrita en este WEB.

Calibrado

El calibrado se realiza mediante los potenciometros P1 y P2. Aunque podriamos elegir otros valores de trabajo y otra escala vamos a fijar una escala de 1° C = 0.1V, lo cual nos permitira medir temperaturas entre 0 y 50°C con una precisión de un decimal; mas que sufiente para un acuario. Cada vez que modifiquemos la sonda o pongamos una sonda diferente se ha de recalibrar el aparato. Tambien se recomienda recalibrar el medidor una vez cada seis meses. Estos recalibrados seran mucho mas rápidos que el primero.

Paso 1: Con este paso conseguiremos un ajuste más rapido de la sonda. Poner los dos potenciometros a aproximadamente la mitad de su valor. Para ello llevarlos a un extremo y despues desplazarlos 7 vueltas.

Paso 2: Introducir un termometro y la sonda en el frigorifico (en la parte de alimentos frescos, no en el congelador) de vuestra casa, dentro de un vaso de agua. Al cabo de una hora el vaso, termometro y sonda estaran a la misma temperatura, que suele ser unos 4° C. Leer el valor del termometro y ajustar el potenciometro P1 hasta que la temperatura medida en el voltimetro coincida con la del termometro. 1° centígrado debe corresponder con 0.1V. De esta forma a una temperatura de cuatro grados, vuestro voltimetro deberia marcar 0.4 V

Paso 3: Introducir un termometro y la sonda en un vaso con agua a unos 50° C (cogerla del calentador de agua de vuestra casa). Ajustar el potenciometro P2 hasta que el voltímetro marque la misma temperatura que el termometro. Recuerda que 45° C corresponden a 4.5 V.

Repetir los pasos 2 y 3 hasta que el voltímetro marque la temperatura correcta.

Teoria de operación

En este apartado vamos a explicar el principio de funcionamiento de este circuito. Es una explicación muy técnica y no es necesario conocerla para poder realizar el montaje con exito. Por tanto si no tienes experiencia en electrónica os recomiendo que os salteis este apartado.
El termometro esta basado en la constante de temperatura de un diodo. Esta constante es aproximadamente de -2.2 mV por grado centígrado, variable según cada diodo. El diodo esta alimentado por una corriente constante a traves de la R1, de 1K. La intensidad se calcula con esta fórmula:

Id = (Vi -Vd)/1000 = 4.3 mA
Id = Intensidad que circula por el diodo (sonda)
Vi = Voltaje del regulador IC1. Se asume que es constante con un valor de 5 V
Vd = Caida de tensión en el diodo. A temperatura ambiente es aproximadamente 0.7V

Usamos un amplificador operacional IC2 para amplificar las diferencias e invertir el sentido del cambio. Su voltaje de salida será:

Vo = (A+1)*Vp - A*Vd (1)
Vp = voltaje en la patilla 3 del IC2.
Vd = Voltaje del diodo, típicamente 0.7V - (2.2 mV * temperatura ambiente).
A = Resistencia P2 (potenciometro 2) / Resistencia R3 (10K)

El voltaje del diodo (Vd) puede ser expresado como una constante (voltaje a 0°C) menos un voltaje igual a la temperatura expresada en la escala deseada.

Vd = Vz + KT (2)
Vz = Voltaje a 0°C
K = Coeficiente de temperatura negativo en mV por °C

Por ejemplo: Para un diodo cuyo voltaje es 0.7V a 20°C con un coeficiente de temperatura de 2.2 mV este voltaje será:

Vd = 0.744 - 0.0022*T (para T= temperatura en °C)

Combinando las fórmulas (1) y (2) el voltaje de salida del amplificador seria:

Vo = (A+1)*Vp - A(Vz + KT) = (A+1)*Vp - A*Vz - AKT

Si queremos que Vo sea igual a 0.1mV por cada °C, y siendo K aproximadamente 0.0022, tenemos:

AK = 0.1
A = 0.1 / K
A = 0.1 / 0.0022 = 45.4

Como sabemos que A = P2 / R3:

P2 = A / R3
P2 = 45.4 / 10 = 4.54
P2 es el valor correcto de calibración para el potenciometro P2

Tambien deseamos que a una temperatura de 0°C la salida sea de 0V. Para encontrar el valor correcto para Vp usamos la formula (4)

(A+1)*Vp - A*Vz = 0
Vp = A/(A+1)*Vz
Vp = 45.4 / (45.4 +1) * 0.744
Vp = 0.728 volts
Vp es el valor correcto de calibración para el potenciometro P1