Energia fotovoltaikoa erabiliz inguruneko tenperatura eta hezetasuna antzemateko ekipo eramangarri baten diseinua, simulazioa eta prototipaketa

Abstract

[EU]Energia fotovoltaikoa erabiliz inguruneko tenperatura eta hezetasuna antzemateko ekipo eramangarri baten diseinua, simulazioa eta prototipaketa izeneko gradu amaierako lanaren berri ematen du dokumentu tekniko honek. Eguzki energia hartu eta plaka fotovoltaiko baten bitartez elektriko bihurtzen da, bateria batetan bilduko dena. Horretarako buck erreguladore konmutatu bat diseinatu da: plakaren tentsioa 6 V-etik 4,2 V-era jaitsi egiten da, ATMega328 U mikrokontroladoreak sortzen duen PWM seinale baten duty cycle-a aldatuz. Bateriak zirkuitua elikatzen du. DHT22 sentsoreak tenperatura eta hezetasun datuak biltzen ditu eta datu horiek bi modutara bistaratzen dira: alde batetik prototipoan bertan OLED pantaila bat erabiliz eta bestetik, HC-05 bluetooth gailuaren bitartez mugikorreko aplikazio batetan. Diseinua egin eta gero, simulazioak garatu dira Proteus programaren bitartez eta funtzionamendu egokia bermatu ostean, protoboard batetan egin dira muntaketak. Gero, Proteusen bitartez baita ere, layout bat diseinatu da eta PCB batetan fabrikatu da prototipoa. Amaitzeko, prototipoa babesteko eta eramangarria izateko, Solid Edge bitartez diseinatu da karkasa eta 3D inprimagailu bat erabiliz fabrikatu da.

[ES]Este documento técnico da cuenta del trabajo de fin de grado titulado Diseño, simulación y prototipado de un equipo portátil para detectar la temperatura y humedad del medio utilizando energía fotovoltaica. La energía solar se capta y se convierte en eléctrica mediante una placa fotovoltaica que se almacenará en una batería. Para ello se ha diseñado un regulador buck conmutado, la tensión de la placa varía de 6 V a 4,2 V cambiando el duty cycle de una señal PWM que produce el microcontrolador ATMega328 U. La batería alimenta el circuito. El sensor DHT22 recoge datos de temperatura y humedad que se visualizan de dos maneras: por un lado utilizando una pantalla OLED en el propio prototipo y por otro, a través del dispositivo HC-05 bluetooth en una aplicación de móvil. Una vez realizado el diseño, se han desarrollado simulacros a través del programa Proteus y tras garantizar su correcto funcionamiento, se han realizado montajes en un protoboard. Posteriormente, también a través de Proteus, se ha diseñado un layout y se ha fabricado el prototipo en un PCB. Finalmente, para proteger el prototipo y ser portátil, la carcasa se ha diseñado con Solid Edge y se ha fabricado utilizando una impresora 3D.

[EN]This technical document reports on the final degree work called design, simulation and prototyping of portable equipment to detect environmental temperature and humidity using photovoltaic energy. It takes solar energy and becomes electric by means of a photovoltaic plate, which will be stored in a battery. A switched buck regulator has been designed for this purpose. The voltage of the plate varies from 6 V to 4.2 V by modifying the duty cycle of a PWM signal produced by the ATMega328 U microcontroller. The battery feeds the circuit. the DHT22 sensor collects temperature and humidity data that are visualized in two ways: on the one hand in the prototype itself using an OLED screen and on the other through the HC-05 bluetooth device in a mobile app. After the design, simulations have been developed through the Proteus program and, after ensuring proper operation, assemblies have been conducted on a protoboard. Then, also through Proteus, a layout has been designed and the prototype has been manufactured on a PCB. Finally, to protect the prototype and make it portable, the housing has been designed through Solid Edge and manufactured using a 3D printer.