INFORME 1 (Reparado)
INFORME 1 (Reparado)
INFORME 1 (Reparado)
FACULTAD DE CIENCIAS
“INFORME N°1”
A CARGO DE:
CASTRO GARRO, DANTE
ELABORADO POR:
CONTRERAS ACHO, SHIRLEY GLORIA
MARQUEZ ZORRILLA, CLAUDIA
INFANTE CASTRO, PATRICIA
SOTO GUTIERREZ, EDUARDO
ORÉ PÉREZ, MARÍA PILAR
FECHA DE ENTREGA:
24 DE ABRIL
2018
I.RESUMEN
Para la realización de este trabajo se consideraron dos objetivos principales, el primero, la
determinación de los factores que influyen en las mediciones del Observatorio Alexander
Von Humboldt (OVH), para lo cual se recurrió a realizar observaciones de las condiciones
en que se encontraban los instrumentos de campo y dentro de la caseta, igualmente se tomó
en cuenta sus ubicaciones y los errores que podrían existir al momento de la medición, todo
esto conocido como metadata. De esta evaluación resaltamos que el mantenimiento y la
presencia de altos obstáculos (árboles) representan la mayor influencia en las mediciones.
El segundo objetivo fue la comparación entre los sensores de la serie DHT y un termistor.
Para este objetivo se realizó las calibraciones de los termistores, luego se realizaron las
conexiones del circuito con la placa de arduino, y se realizó la comparación entre ambos.
Los resultados obtenidos muestran una mejor sensibilidad y precisión en el sensor DHT22,
respecto al DHT11. Estos sensores no se acercan al termistor en su tiempo de respuesta.
II.OBJETIVOS
● Determinar los factores que influyen sobre las mediciones del OVH
● Comparar las mediciones de temperatura de un termistor y un sensor DHT
III.MARCO TEÓRICO
3.1. Observación Meteorológica
Para el análisis meteorológico se requieren datos de observación, estos deben ser
altamente fiables y ser tomados de forma periódica en centros de análisis desde una red
suficientemente densa u otra fuente de observación. En el caso de los análisis
meteorológicos, la exactitud, la resolución temporal y espacial y la oportunidad requeridas
de estos datos dependen de los siguientes factores:
a) las diferentes escalas de los fenómenos meteorológicos que se deseen analizar; y
b) la resolución y otras características de las técnicas utilizadas para realizar los análisis
y los modelos basados en éstos.
A su vez, la frecuencia y separación de las observaciones deben ser adecuadas a los
diferentes eventos que se desea estudiar, es por ello que se deben tomar las
clasificaciones de las escalas horizontales y temporales meteorológicas (Manual del
Sistema Mundial de Observación
(OMM–No 544)).
● Metadata
Hay que tener en cuenta que los recursos y las circunstancias pueden causar
desviaciones de los estándares acordados de instrumentación y exposición. Los usuarios
de observaciones meteorológicas a menudo necesitan conocer la exposición, tipo y
condición del equipo y su funcionamiento; y las circunstancias de las observaciones. Esto
es ahora significativo en el estudio del clima, en el cual la estación detallada debe ser
examinada. Los metadatos (datos sobre datos) deben mantenerse con respecto a todos
los asuntos de establecimiento y mantenimiento, y cambios que ocurren, incluyendo el
historial de calibración y mantenimiento y los cambios en términos de la exposición y el
personal (OMM, 2003).
Los metadatos son importantes para los elementos que son particularmente sensible a la
exposición, como la precipitación, el viento y la temperatura. Una muy básica forma de
metadatos es la información sobre la existencia, disponibilidad y calidad de los datos
meteorológicos y de los metadatos sobre ellos
● Sistemas de observación
Los requisitos para los datos de observación se pueden cumplir usando mediciones in
situ o remotesensing (incluidos los sistemas espaciales), de acuerdo con la capacidad de
los diversos sensores sistemas para medir los elementos necesarios.
El Sistema de Observación Global, diseñado para cumplir estos requisitos, se compone
de la superficie subsistema y el subsistema basado en el espacio. El subsistema basado
en la superficie comprende un gran variedad de tipos de estaciones según la aplicación
particular (por ejemplo, superficie estación sinóptica, estación superior, estación
climatológica, etc.), mientras el subsistema basado en el espacio comprende una serie
de naves espaciales con misiones de sondeo a bordo y el terreno asociado segmento
para
● Termistor
El termistor es un resistor sensitivo térmicamente. El funcionamiento del mismo se basa
en la variación de la resistividad que presenta un conductor con la temperatura. El término
termistor proviene de de la expresión Thermally Sensitive Resistor. Se distinguen dos
tipos de termistores:
Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la
disminuyen .
DHT11
• Alimentación de 3.3V a 5VDC
• Corriente máxima 2.5mA durante la conversión
• Lectura de humedad con un +/- 5% de precisión
• Lectura de temperatura con un +/- 2°C de precisión
• Capaz de medir humedad de 20% a 80%
• Capaz de medir temperatura de 0 a 50°C
• No más de 1 Hz en velocidad de muestreo
Fig. 5- DHT 11
(una vez cada segundo)
• Dimensiones: 15.5mm x 12mm x 5.5mm
DHT22
• Alimentación de 3.3V a 5VDC
• Corriente máxima 2.5mA durante la conversión
• Lectura de humedad con un +/- 2% a 5% de precisión
• Lectura de temperatura con un +/- 0.5°C de precisión
• Capaz de medir humedad de 0% a 100%
• Capaz de medir temperatura de -40°C a 125°C
• No más de 0.5Hz en velocidad de muestra Fig. 6- DHT22
o Los vapores de materiales químicos puede interferir con la sensibilidad del DHL
hasta dañarlo en forma permanente.
o Si el sensor presenta valores irregulares o fue expuesto a vapores, se
recomienda guardar el sensor en un lugar con temperatura este 50~60 Cº y una
humedad menor de 10% por 2 horas, si el problema sigue se recomienda unos
20~30 Cº y humedad mayor a 70 % por 5 hrs.
o Debido a la sensibilidad del dispositivo se debe tomar la lectura en un espacio
donde no interfiera, incluso la mano en la superficie de lectura del sensor puede
alterar la lectura.
o La exposición larga a los rayos solares y ultravioletas puede arrojarnos lecturas
erróneas.
o La calidad del cable que se utilice para conectar el sensor y la distancia a la fuente
de energía pueden afectar la lectura.
o Para soldar este dispositivo se recomienda una exposición por debajo de los
260Cº y el contacto sea menor a 10 segundos.
IV. METODOLOGÍA
A. Observación de instrumentos
1. Lugar.- El Observatorio Alexander Von Humboldt (Fig.7), está ubicado a una latitud
de 12°05’S, una longitud de 76°57’W y a 243.7 m.s.n.m, con una extensión cuadrada
de 2,500m2, pertenece a la Red Nacional de Estaciones Meteorológicas del Perú y
está clasificada dentro de la categoría de Meteorológicas Agrícolas Principales
(MAP) bajo las recomendaciones de la OMM.
2. Método de trabajo.- Se realizó un recorrido en la instalaciones identificando la
función y características de los instrumentos meteorológicos. Además, se visualizó
la condiciones de la ubicación de los instrumentos comparando con la normativa
universal establecida por la Organización Meteorológica Mundial(OMM).
Primero, se observó los instrumentos dentro de la caseta meteorológica, tales como:
psicrómetro, termohigrógrafo, termómetros de máxima y mínima; los cuales cuentan
con un flujo de aire constante, y por ende cuentan con un registro correcto de datos.
Segundo, la observación de los instrumentos como anemómetro, actinógrafo,
heliógrafo, pluviómetro, evapotranspirómetro,etc, se encuentran al intemperie y
expuestos a factores ambientales que pueden hacer variar en el registro de dato. Por
último, se identifican aquellos factores que puedan ser modificados y así cumplir con
las normativas requeridas para un observatorio meteorológico.
B. Construcción de Ohmímetro
1. Datos
Instrumental de medición de temperatura
Para la comparación de temperatura se requieren dos termistores de 1k ohmios, para medir
su resistencia se utilizó un multímetro. Y dos sensores de la serie DHT (DHT11 y DHT22),
ambos miden temperatura y humedad relativa.
2. Procedimiento
● Ohmímetro en Arduino
a) Se pasó a conectar en serie las resistencias de 1K Ω en el protoboard. Luego se
conectó en paralelo uno de los termistores. Acto seguido, se conectó los cables
desde el protoboard al arduino, en los pines 5v y gnd (ground).
b) Luego se conectó el arduino al pc, en este caso, fue mediante un cable USB tipo
B a tipo A. Después de esto, se procedió a entrar al IDE y se abrió un nuevo
proyecto, mantuvimos el nombre por defecto. Luego se utilizó un script para
realizar el ohmímetro. el script utilizado se adjunto al anexo
c) Mediante la herramienta “Verificar” se verificó que el script no tenga errores. Luego
mediante la herramienta “Subir” se subió el script a la placa y para visualizar los
resultados se monitorea mediante el botón “Monitor Serie”.
d) Medición de temperatura con el DHT 11 y DHT 22
e) Se hizo la conexión del DHT 22 en el arduino. luego se procedió a utilizar el script
preparado para el uso del DHT 22 y se monitoreo con el arduino. El proceso para
visualizar los resultados es el mismo que con el OHMÍMETRO. las conexiones del
DHT 22 y el DHT11 son el mismo, así como el script utilizado. Ambos están
adjuntados en el anexo.
V. RESULTADOS
a) Observación de instrumentos en la estación Alexander Von Humboldt
Geotermómetros
Fig.8- Geotermómetros para la medición de temperatura en (a) suelo desnudo (b) suelo
cubierto de grass y (d) suelo cubierto de hojarasca. (d) Presencia de árboles de lúcuma al
lado oeste de los geotermómetros.
Fig. 10- La imagen nos muestra en (a) el Anemocinemógrafo y en (b) la banda registradora
En la Fig.11 se observa que el instrumento está ubicado en un lugar donde el grass tiene
una altura no uniforme y con presencia de maleza alrededor. En la imagen se pudo
apreciar que árboles de mediana altura están ubicados al lado oeste del instrumento, los
cuales influyen en la medición.
Evaporigrafo tipo balanza
Fig. 12- En la imagen se observa en (a) la vista frontal del evaporigrafo tipo balanza y en
(b) la vista lateral y el material que cubre al instrumento
Evaporímetro de piché
Fig. 13- Evaporímetro de Piché, instrumento de lectura directa que mide la evaporación
potencial
Fig.14- Lisímetro
Pluviómetros
Fig. 15- Pluviómetros que miden la precipitación, estos son utilizados en (a) la Costa, (b) la
Sierra y (c) Sierra o Selva
Actinógrafos
Heliógrafo
Fig. 17- Heliógrafo, vista (a) Oeste y (b) Este
En la fig. 17, se encuentra a 1.5 de altura sobre una base de cemento pintado de blanco,
hacia el Oeste se presenta una extensa vegetación de aproximadamente 2.5 metros de
altura y de extensión larga hacia los costados. Para el lado Este del instrumento se
encuentra libre de obstáculos.
Anemómetro y veleta
Este instrumento (Fig. 18), tiene adjunto un data logger, pero que no está en
funcionamiento. Tiene una altura de 10 metros y posee una escalera para poder subir y
arreglar las veletas en caso de presentar una dificultad de movimiento.
Caseta meteorológica
Fig. 19- Caseta meteorológica
Estos termómetros (fig. 20), cada uno por separado tienen diferente funcionamiento. El
termómetro de máxima registra la temperatura máxima del día y el de mínima registra la
temperatura más baja en un periodo de 24 horas, este último también puede ser utilizado
para calcular la temperatura del aire.
Psicrómetro de August
Fig. 21- Psicrómetro de August
El psicrómetro de August (Fig. 21), mide la temperatura del aire seco y del bulbo húmedo,
estos se encuentran dentro de la caseta ya que se debe evitar el contacto con la radiación
directa. Se visualizó que cada vez que se abre la caseta para la toma de datos o ver los
instrumentos con fines académicos, las temperaturas se ven afectadas.
Termohigrógrafo
Higrógrafo
Fig.23- Higrógrafo
Tabla N° 2: Datos de calibración del termistor de 1000 ohmios identificado con el color rojo,
luego de haber realizado una primera eliminación de los datos con errores superiores al
3%, restando 37 valores.
TABLA N° 3: Datos de calibración del termistor de 1000 ohmios identificado con el color amarillo, luego
de haber realizado una primera eliminación de los datos con errores superiores al 3% solo
quedaron 32 datos.
TABLA N°4: Valores de pendiente (B), intersección del eje (A) y coeficiente R2 de las ecuaciones de
los termistores rojo y amarillo, respectivamente.
B A R2
TROJO -56.4698736 349.043946 0.99853351
TAMARILLO -60.6505439 381.84524 0.99827802
Fig. 24- Gráfica de resistencia versus temperatura del termistor número uno, identificado con el
color rojo.
Figura 25: Gráfica de resistencia versus temperatura para el termistor número dos, identificado
con el color amarillo.
DHT11:
DHT22:
Se observó que hay un mayor margen de error entre los termistores y el DHT11 al
compararlo con el DHT22. el sensor DHT22 también fue más sensible a los cambios en la
temperatura y la humedad que el DHT11.
VI. DISCUSIONES
A) Observación de instrumentos
- El actinógrafo, debe ser fijado a una base de cemento haciéndolo quedar a una
altura no menos de 2 metros , de tal manera que los rayos del sol puedan llegar a él sin
obstáculos a cualquier hora del día, durante todo el año (Francia, 1985). Sin embargo,
el actinógrafo instalado en el Observatorio no cumple con estar libre de obstáculos, sino,
que tiene hacia el lado Este a la caseta meteorológica que impide la radiación en horas
de la mañana; la misma situación ocurre para el lado Oeste que se encuentra la
vegetación de altura, el cual impide que llegue la radiación en horas de la tarde.
- El heliógrafo deberá ser instalado en un lugar libre de sombra, ubicado en la línea
Norte- Sur y regulado según la latitud y la época del año en que se realice la medición
(DISTANCIA, 1986). En el OVH, el heliógrafo está bien ubicado en las direcciones
pertinentes distante de otros instrumentos, y el instrumento es regulado según la
estación del año. Pero, existe un obstáculo hacia el lado Oeste, sin embargo, esto no
dificulta el registro de horas de sol ya que el obstáculo se encuentra muchos metros
apartado de la base de cemento.
- La ubicación del higrógrafo es dentro de la caseta meteorológica para tomar datos
de un ambiente no perturbado. En condiciones normales y bajo un buen sistema de
mantenimiento el haz de cabellos puede servir por varios años (AGROAMBIENTE,
1982),esto puede llevarse a cabo si se limpia periódicamente(de arriba hacia abajo con
un pincel) el haz de cabellos rubios o de camello (AGROAMBIENTE, 1982).En caso de
que el haz de cabello sea reemplazado, este se somete a una nueva calibración ; y si
es que el instrumento es movilizado, el haz de cabello es retirado para no dañarlo.
- Los equipos de sensores de viento captan el viento a 10 metros, sin embargo, las
veletas suelen ser dañadas al recibir el peso de las aves, para ellos nuevamente se
tiene que hacer una pequeña calibración por un factor biológico. Es recomendable que
la torre esté bien arriostrada para evitar movimientos y vibraciones causadas por vientos
(OMM, 2010). No presenta edificios ni árboles de gran altura que dificulta la toma de
datos.
B) Comparación de los DHT y los termistores:
- Para garantizar que las mediciones están correctas, se tiene que calibrar de
manera correcta los termistores, pues es la única manera de validación que se tuvo a la
mano.
- Las librerías de arduino en caso de estar desactualizadas, pueden presentar
errores al momento de correr los scripts.
. Una mala conexión puede ocasionar que los DHT tanto 11 o 22 se quemen y
den malos datos de temperatura y humedad.
4. CONCLUSIONES
5. BIBLIOGRAFÍA
PDF
● OMM,2010. Guia del Sistema Munidial de Observacion.Edicion del 2010.Parte II,
Necesidades de datos de Observación.
● OMM,2014. Guide to Meteorologycal Instruments and Methods of observation.
Edicion del 2014. part I. measurement of meteorological variables.
LIBROS
● Jaime Garcia,2001.sensores de Humedad,Universidad tecnica Fedrico Santa María.
Año 2001
● Electrotécnia para instalaciones térmicas- Jesús guerrero Fernández. Edición 5.0
● AGROAMBIENTE. (1982). AGROAMBIENTE. Agroambiente centro agronómico
tropical de investigación y enseñanza.
● DISTANCIA, U. E. (1986). AGROCLIMATOLOGÍA TROPICAL. SAN JOSÉ, COSTA
RICA: UNIVERSIDAD ESTATAL A DISTANCIA.
● Francia, M. d. (1985). Comprendio de agronomía tropical, Volumen 1.
ANEXO
Anexo 1. Script para el ohmímetro
Anexo 2. Script de los DHT11 y DHT 22
Anexo 3. Conexiones del ohmímetro
Fuente: https://www.askix.com/ohmimetro-utilizando-arduino.html