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Instrumento de medición inalambrico de metano y monoxido de carbono



En el presente proyecto se desarrolla e implementa un sistema que permite medir los niveles de los gases contaminantes. Se basa en la utilización de sensores de metano, monóxido de carbono y de un microcontrolador para la adquisición de los datos.

El software programado en el microcontrolador se encarga de procesar la información recibida de los sensores para obtener por medio de cálculos los valores correspondientes a cada parámetro de medición, esta información es mostrada a través de una pantalla de LCD y almacenada en la unidad central. Para la transmisión se utiliza dispositivos de tecnología Zigbee ya que son elementos de bajo costo, bajo consumo de energía, seguros e ideales para el desarrollo de aplicaciones con redes de sensores. El entorno diseñado para interactuar con el usuario se lo realizó en el software Java a través de la plataforma NetBeans IDE 7.0.1 para poder recibir los datos de los sensores, presentarlos de forma gráfica al usuario y almacenarlos en un archivo.

Introducción

1.1 Contaminación del aire

El aire es la masa gaseosa que constituye la atmósfera, y que forma una capa de protección para los seres vivos. Se considera contaminado cuando sufre los efectos de un contaminante; es decir, cuando contiene cualquier substancia o materia que por estar dispersa en el aire causa molestias, enfermedades o muerte a las personas, animales y plantas.

El aire, a pesar de ser un recurso tan abundante, ha demostrado a través del tiempo de que no es inagotable. Su estado actual en ciertas zonas, contiene altos niveles de contaminación derivados principalmente del motor de los vehículos, de las industrias y de las actividades mineras, petroleras y agrícolas, de la calefacción doméstica, producción de energía eléctrica, incineración de desechos, uso de aerosoles, incendios, erupciones volcánicas, etc.[1].

1.2 Fuentes de contaminación [2].

a. Fuentes naturales

Una erupción volcánica emite partículas y contaminantes gaseosos, tales como bióxido de azufre, ácido sulfhídrico y metano. Los incendios forestales se clasifican como fuentes naturales, aunque puedan ser originados por actividades humanas. En este caso se genera gran cantidad de contaminantes en forma de humo como monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y cenizas.

b. Fuentes antropogénicas

Se dividen en fuentes móviles y fijas. Las móviles incluyen vehículos, aviones, barcos y trenes. Las fijas incluyen plantas energéticas comerciales y domésticas, refinerías e industrias de proceso.

Las fuentes que involucran una combinación de fuentes móviles y fijas, como son las zonas urbanas, se denominan fuentes compuestas. Aquellas que representan una concentración apreciable de fuentes móviles relacionadas con su operación se denominan fuentes indirectas, entre las cuales están carreteras, centros comerciales y complejos deportivos entre otros.

c. Fuentes interiores

Entre las fuentes internas principales de contaminación no industrial, se encuentran:

Combustión.- Las principales fuentes de combustión en las casas son los equipos de gas, tales como: estufas y hornos, que en general no se ventilan al exterior, por lo cual contribuyen a las concentraciones interiores de monóxido de carbono, monóxido de nitrógeno y dióxido de nitrógeno.

Hábito de fumar.- El humo del tabaco contiene gran variedad de materiales potencialmente peligrosos y es una fuente importante de contaminación en los interiores.

d. Fuentes agrícolas

El metano producido se genera principalmente por los procesos fermentativos del alimento que ingresa al rumen. El principal factor biótico a nivel del rumen en la producción de metano son las bacterias anaerobias metanógenas.

e. Otras fuentes

Las emisiones procedentes de las pinturas son también fuentes de emisión de pro-ductos orgánicos. Otras actividades además pueden producir vapores metálicos y partículas respirables (trabajos con soldadura y metales).

1.3 Gas Metano

Debido a que se recolectó por primera vez en los pantanos, el metano llego a conocerse como gas de, los pantanos. Las termitas constituyen una fuente bastante grande para la producción del metano. Cuando estos voraces insectos consumen madera, los microorganismos que habitan en su sistema digestivo de carbono y otros compuestos. Se calcula que las termitas ¡Producen anualmente 170, 000,000 de toneladas de metano! También se produce en algunos procesos de tratamiento de desechos. A escala comercial el metano se obtiene del gas natural. El gas natural es una mezcla de metano, etano y una pequeña cantidad de propano.

Compuesto de carbono e hidrógeno, de fórmula CH4, es un hidrocarburo, el primer miembro de la serie de los alcanos. Es más ligero que el aire, incoloro, inodoro e inflamable. Se encuentra en el gas natural (entre un 75% y un 90%), como en el gas grisú de las minas de carbón, en los procesos de las refinerías de petróleo, y como producto de la descomposición de la materia en los pantanos. Es uno de los principales componentes de la atmósfera de los planetas Saturno, Urano y Neptuno. El metano puede obtenerse mediante la hidrogenación de carbono o dióxido de carbono, por la acción del agua con carburo de aluminio o también al calentar etanoato de sodio con álcali. El metano es apreciado como combustible y para producir cloruro de hidrógeno, amoníaco, etino y formaldehído.

El metano es el hidrocarburo alcano más sencillo, es un gas.

Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido al carbono por medio de un enlace covalente. Es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias. Apenas es soluble en agua en su fase líquida.

En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas, este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás. Puede constituir hasta el 97% del gas natural. En las minas de carbón se le denomina grisú y es muy peligroso por su facilidad para inflamarse [3].

1.3.1 Producción de gas metano en rumiantes y su impacto ambiental

La agricultura y la producción pecuaria contribuyen ampliamente a las emisiones antropogénicas de metano(CH4), dióxido de carbono (CO2) y óxido nitroso (N2O) a la atmósfera. El aumento de las concentraciones de estos gases provoca un calentamiento de la superficie terrestre y la destrucción de la capa de ozono en la estratosfera (24). Dentro de la gama de gases a los que se les atribuye efecto invernadero, se considera el CO2 el más abundante y el que actualmente tiene un mayor aporte al incremento del calentamiento global.

Hoy día las concentraciones de metano son inferiores a las de CO2, sin embargo el primero, se está incrementando rápidamente y además posee un efecto 21-30 veces más contaminante con respecto al CO2, considerándose que en el tiempo el metano pueda ser predominante. Las tasas de acumulación de metano y dióxido de carbono en la atmósfera han cambiado drásticamente en los últimos años presentándose un incremento de forma exponencial. Cerca de 500 millones de toneladas métricas/año de metano ingresan a la atmósfera debido a actividades antropogénicas y fenómenos naturales. A esta tasa se espera que el metano cause cerca del 15-17% del calentamiento global. Actualmente se tienen definidas las fuentes de metano causantes de este efecto (véase Tabla 1), pero el grado de incidencia y la proporción exacta de muchas de estas fuentes no son claras [4][5].

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Tabla 1. Estimativos de las principales fuentes naturales y antropogénicas de metano a nivel global (millones de Ton./año).

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Fig 1.emisiones de metano por animales

1.3.2 Efectos del metano en la salud [6]

1.3.2.1 Asfixia

Uno de los principales efectos en la salud por fugas del gas natural (o la exposición al metano) es la asfixia. Se trata de una condición seria de salud donde el cuerpo no es capaz de obtener el suministro de oxígeno suficiente, lo que puede conducir a la pérdida de la conciencia, dañando al cerebro y ocasionando la muerte. Las personas con alta sensibilidad química son más susceptibles a esta enfermedad.

1.3.2.2 Efectos en el sistema respiratorio

Las fugas y la combustión posterior del gas natural liberan grandes cantidades de vapor de agua, cenizas, compuestos orgánicos volátiles y gases tóxicos a la atmósfera. Estas partículas y sustancias pasan a través de nuestro sistema respiratorio y entran profundamente en los pulmones y el cuerpo, provocando enfermedades respiratorias. Además, el gas natural es más ligero que el aire y por lo tanto, se levanta, concentrándose más cerca de la cabeza. Los síntomas asociados como la neumonía, náuseas, vómitos, respiración irregular, pérdida de memoria, fatiga, dolor en los senos y dolor de cabeza también se reportan debido a la exposición a los escapes de gas natural en concentraciones más bajas. Algunos otros efectos adversos incluyen la flatulencia, diarrea, estreñimiento, depresión, picazón en los genitales y dolor en manos y piernas.

1.3.2.3 Efectos fisiológicos

El metanotiol (metil mercaptano) o etanotiol (etil mercaptano) es el olor que añaden las compañías de gas natural para detectar su fuga. Cuando se inhala en cantidades suficientes, el etanotiol provoca efectos fisiológicos tales como mareos, dolor de cabeza, vómitos, escalofríos, fiebre y pérdida del conocimiento. El gas natural también puede contener varios contaminantes como PCB (bifenilos policlorados), benceno, tolueno y radón (el último está presente en el gas natural en su estado original). Inhalas benceno y tolueno durante las fugas de gas. Ellos representan una grave amenaza para la salud. El PCB, el benceno y el radón son carcinógenos (causantes de cáncer), mientras que el tolueno puede causar daños al sistema reproductivo.

1.3.3 calentamiento global

La contaminación del medio ambiente, como es bien conocido, ha venido en aumento desde los años de la industrialización; los gases de efecto invernadero, hacen que la atmosfera se caliente y producto de esto se produce un calentamiento global no natural. Actualmente es un problema mundial, debido a la consecuencia que trae con esto, como los cambios climáticos que han dado muestra de su poder y han deteriorado la atmósfera terrestre, los océanos, aumentando la temperatura media de la tierra, lo cual conlleva a desastres naturales. Todo esto es provocado por el mismo ser humano, donde es él mismo, el más afectado junto con las demás especies de seres vivos. El efecto invernadero, propuesto por Joseph Fourier, se denota como el proceso mediante el cual la absorción y emisión de radiación infrarroja por los gases en la atmósfera, calienta la atmósfera inferior de un planeta y su superficie. Entre los gases de efecto invernadero se encuentran distintos tipos, pero el gas metano CH4 es uno de los gases que más contamina y calienta la atmosfera [7].

1.4 Monóxido de carbono (CO)

Este gas es una combinación de carbono y oxígeno, constituye una porción considerable de los gases emitidos por los vehículos de combustión interna. Se produce cuando la combustión de las sustancias orgánicas es incompleta debido a la insuficiencia de oxígeno.

El monóxido de carbono disminuye la capacidad de la sangre para transportar oxígeno. Esto provoca una sobrecarga en la función bombeadora del corazón, así como un esfuerzo adicional en la función respiratoria, ya que los pulmones deben suministrar a la sangre una mayor cantidad de oxígeno, lo cual puede causar desde lesiones incurables hasta la muerte.

El monóxido de carbono es un gas incoloro e inodoro. Es muy estable y tiene una vida media en la atmósfera de 2 a 4 meses. Las emisiones globales del monóxido de carbono son grandes (350 millones de toneladas/año en 1968) de las que aproximadamente 20 por ciento es obra del hombre. Tal concentración resultaría en un aumento de cerca de 0.03 ppm/año en la concentración ambiental. Pero este aumento no se ha observado. Los hongos en el suelo pueden eliminar una porción significativa de la cantidad liberada, y se supone, por lo general, que el CO se oxida a CO2 en la atmósfera, a pesar de que la tasa de conversión es muy lenta. Se tiene alguna evidencia de que el CO puede ser químicamente activo durante la formación del neblumo.

1.4.1 Fuentes de emisión y aplicaciones del monóxido de carbono.

La principal fuente de emisión del monóxido de carbono se produce en el sector transporte debido a la combustión incompleta de gas, petróleo, gasolina, carbón y aceites. Los aparatos domésticos que queman combustibles fósiles como las estufas, hornillos ó calentadores, también son una fuente de emisión común.

Con respecto a los sectores industriales que mayores cantidades de CO emiten a la atmósfera destacan:

Industria metalurgia, en la fundición de aceros.

Industrias de fabricación de papel.

Plantas productoras de formaldehído.

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Figura 2. Emisión de monóxido de carbono.

1.4.2 Efectos del monóxido de carbono en la salud

Existen muchos estudios que demuestran que en altas concentraciones de monóxido de carbono pueden causar cambios fisiológicos y patológicos, y, finalmente, la muerte. El monóxido de carbono es un veneno que inhalado priva a los tejidos del cuerpo del oxígeno necesario.

Desde hace mucho tiempo se sabe que el monóxido de carbono puede causar la muerte cuando se encuentra expuesto a una alta concentración (>750 ppm). La combinación del monóxido de carbono conduce a la formación de la carboxihemoglobina COHb; la combinación del oxígeno y la hemoglobina produce la oxihemoglobina, O2Hb. La hemoglobina tiene una afinidad por el CO que es aproximadamente210 veces su afinidad por el oxígeno. Es decir, la presión parcial del CO requerido para saturar totalmente la hemoglobina es sólo de 1/200 a 1/250 de la presión parcial del oxígeno requerido para la completa saturación con el oxígeno [8].

1.4.2.1 Efectos en el hombre

Si se lo inhala, el monóxido de carbono reemplaza al oxígeno que las células necesitan para su funcionamiento. El monóxido de carbono del aire se acumula rápidamente en la sangre, causando síntomas similares a los de la gripe, tales como jaqueca, fatiga, náuseas, mareos, estado de confusión e irritabilidad. A medida que aumenta su concentración, el CO produce vómitos, pérdida del conocimiento y, finalmente, daño cerebral y muerte. Las personas que sufren de problemas cardíacos son particularmente sensibles al CO, pudiendo experimentar dolor en el pecho si lo inhalan al realizar ejercicio. Los niños, los ancianos y las personas con problemas respiratorios son también especialmente sensibles.

El monóxido de carbono produce trastornos en individuos sanos, afectando las funciones motoras, la vista, la destreza manual, la capacidad de aprendizaje y de realizar tareas complejas [8].

Desarrollo del dispositivo detector de CH4 y CO

Es un sistema que permite medir los niveles de los gases contaminantes, está compuesto por dos módulos fijos llamados módulo 1 y módulo 2. Cada módulo fijo se basa en la utilización de sensores de monóxido de carbono (CO) y metano (CH4); las señales generadas están acondicionadas para que el microcontrolador las adquiera con precisión.

Los datos que adquiere el microcontrolador son visualizados en un LCD y es transmitida mediante dispositivos ZigBee a una central de monitoreo, además como respaldo de esta información se almacena en el computador. El módulo central se encarga de recibir los datos transmitidos por los módulos 1 y 2, para almacenarlos y presentarlos de forma gráfica al usuario. Para este módulo se utilizó la tarjeta Xbee Explorer y el cable mini USB para comunicar el computador con el dispositivo Xbee.

Para describir de manera más clara el sistema se muestra a continuación la [Fig.3].

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Figura 3. Diagrama de bloques primordial del dispositivo.

2.1. Adquisición de la señal

Este bloque se encargará de la recolección de datos. Está compuesto por el sensor MQ-4 y el sensor MQ-4 que son los encargados de tomar las medidas y luego enviar esta información al Microcontrolador PIC16F877A para su procesamiento. El sensor emite una señal de respuesta analógica por lo que es necesario el uso de conversores analógico-digitales para su interconexión con el Microcontrolador.

2.1.1 Sensor de Monoxido de Carbono MQ-7

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Figura 4. Sensor MQ-7

Este es un sensor para detectar la presencia de Monoxido deCarbono, facil de usar.El sensor MQ-7 Puede detectar concentraciones de gas en cualquier rango dentro de las 200 hasta las 10000ppm.

Este sensor tiene una alta sensibilidad y un tiempo de respuesta rapido. La salida del sensor tiene una resistencia analogica.

Manejarlo es muy sencillo, simplemente hay que alimentarlo con 5V agregar una resistencia de carga y conectar la salida a un ADC para un micro [9].

a) Especificaciones

SÍMBOLO

NOMBRE DEL PARÁMETRO

CONDICIÓN TÉCNICA

OBSERVACIÓN

Vc

Voltaje del circuito

5V ± 0.1

AC o DC

VH(H)

Voltaje de calentamiento (alto)

5V ± 0.1

AC o DC

VH(L)

Voltaje de calentamiento (bajo)

1.4V ± 0.1

AC o DC

RL

Resistencia de carga

Se puede ajustar

TH(H)

Tiempo de calentamiento (alto)

60 ± 1 segundos

TH(L)

Tiempo de calentamiento (bajo)

90 ± 1 segundos

Tao

Temperatura de uso

-20°C -50°C

RH

Humedad relativa

Menor a 95%RH

Rs

Resistencia de la superficie sensible

2 - 20K

En 100ppm de monóxido de carbono

Rango de detección

20ppm-2000ppm de monóxido de carbono

Tabla 2. Especificaciones técnicas del sensor MQ-7.

b) Estructura

Este sensor está formado por un pequeño tubo cerámico de óxido de aluminio (Al2O3) y una capa sensible de dióxido de estaño (SnO2), el sensor MQ-7 posee 6 pines, 4 pines para obtener señales y 2 pines para suministrar el voltaje de alimentación.

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Figura 5. Estructura del sensor MQ-7.

Este es un sensor que se usa para detectar la presencia de monóxido de carbono .El sensor MQ-7 Puede detectar concentraciones de gas en cualquier rango dentro de las 50 hasta las 10000ppm (ppm= partículas por millón). Este sensor tiene una alta sensibilidad y un tiempo de respuesta rápido. La salida del sensor tiene una resistencia analógica. Para el manejo de este sensor de conecta la salida al conversor análogo digital del Microcontrolador PIC16F877A.

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Figura 6. Formas de onda de funcionamiento del sensor.

La figura se muestra la situación alterable de la señal de salida de RL, cuando el sensor pasa de aire limpio a CO, la medida de la señal de salida es hecha dentro de uno o dos períodos completos de calentamiento (2.5 minutos desde voltaje alto a voltaje bajo) La capa sensitiva de los componentes del sensor MQ-7 está hecha de SnO2 con estabilidad, de modo que tiene una excelente sensibilidad a largo plazo. Su vida de servicio puede alcanzar 5 años.

Ajuste de sensibilidad El valor de la resistencia del MQ -7 es diferente para varios tipos y concentraciones de gases. Para estos componentes, el ajuste de sensibilidad es muy necesario, el fabricante recomienda que se calibre el detector para 200ppm de CO en aire y se use un valor de resistencia de carga R L de 10K O (5k O a 47K O) [9].

2.1.2 Sensor de Metano MQ-4.

El sensor mq-4 posee una salida análoga de resistencia, y tiene una configuración sencilla para su efectiva respuesta, es importante calibrar su resistencia de carga para obtener los diferentes niveles de voltaje entre los 0 a 5v en la salida, para su conexión al conversor análogo a digital [10].

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Figura 7. Sensor MQ-4

El mq-4 se utiliza normalmente para sistemas de detección de concentraciones de gas metano o gas natural, aunque también puede detectar ciertos niveles relativamente altos de alcohol, propano, butano y otros gases. Puede detectar concentraciones de gas natural desde las 200ppm a las 10000ppm, tiene una alta sensibilidad y un tiempo de respuesta rápido. Se alimenta con 5V que pueden ser AC ó DC, para el desarrollo del dispositivo, se utilizan 5VDC, debido a que el microcontrolador utiliza la misma alimentación. En la [Fig. 8] se muestra el circuito utilizado para el mq-4.

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Figura 8. Circuito para el sensor MQ-4

De acuerdo a la [Fig. 8], el voltaje Vc utilizado será de 5V, que alimentan tanto el pin A del sensor como el calefactor denotado con H, la resistencia de carga R1, es de 10K?, escogida luego de realizar pruebas en el voltaje de salida Vout (pin B, superior izquierdo), el cual es el voltaje que varía de acuerdo al nivel de CH4 en el área valorada, y el que entra al conversor análogo a digital del microcontrolador. Este montaje resulta bastante apropiado y es el circuito que se encuentra en la hoja técnica del sensor, además se ajusta al mismo nivel de voltaje DC que se utiliza para el accionamiento del microcontrolador, lo que facilita la conexión de todo el circuito. Para hacer que el sensor tenga un mejor rendimiento, es importante que la carga resistiva sea calibrada para una aplicación en particular, en este caso para el espacio abierto, mediante la ecuación.

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A continuación se muestra la tabla [3] con los datos técnicos del sensor MQ-4

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Tabla 3. Datos Técnicos Sensor MQ-4.

La calibración básica del detector se realiza de acuerdo a la anterior tabla, ajustando la resistencia de carga RL de tal forma que la resistencia de salida o detección Rs, sea de 2KO para 5000ppm de CH4, pasando este dato al ADC del microcontrolador [10].

2.2 Modulo central

Microcontrolador

Es un circuito integrado programable que contiene todos los componentes de un computador y que se emplea para controlar el funcionamiento de una tarea determinada.

Su memoria sólo es capaz de ejecutar un programa para una aplicación determinada, tiene líneas de entrada y salida donde se conectan los sensores y actuadores respectivamente [11][12].

2.2.1. Componentes

Un microcontrolador posee los siguientes componentes:

a. El procesador

Es lo más importante del microcontrolador, direcciona la memoria de instrucciones, recibe el código de la instrucción y ejecuta la operación que implica dicha instrucción.

b. Memoria

Tiene dos tipos de memoria, la no volátil tipo ROM en la que está el programa de instrucciones de la aplicación y la volátil tipo RAM en donde se guarda las variables y los datos.

c. Las líneas de entrada y salida (E/S)

Están destinadas a proporcionar el soporte a las señales de entrada, salida y control.

d. Recursos auxiliares

Circuito de reloj.- Genera los pulsos que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.

Temporizadores.- Destinados a controlar tiempos.

Perro guardián (watchdog).-Provoca un reinicio cuando el programa queda bloqueado.

Conversores analógico/digital (A/D) y digital/analógico (D/A).- Para recibir y enviar señales analógicas.

Comparadores analógicos.- Verifica el valor de una señal analógica.

Protección ante fallos de la alimentación.- Es un circuito que resetea al microcontrolador cuando el voltaje de alimentación es inferior a un voltaje mínimo.

Estado de reposo.-Para reducir el consumo de energía.

2.2.2. Arquitectura interna

a. Arquitectura Von Neumann

Posee una memoria central donde se encuentran los datos e instrucciones de forma separada. Tiene un solo sistema de buses para acceder a la memoria [11][12].

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Figura 9. Arquitectura Von Neumann.17

b. Arquitectura Harvard

Tiene dos memorias independientes, la una para instrucciones y otra para los datos. Cada memoria dispone de un sistema de buses de acceso [11][12].

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Figura 10. Arquitectura Harvard.

2.2.3 PIC 16F877

El PIC16F877 es un microcontrolador de Microchip Technology fabricado en tecnología CMOS, con memoria de programa tipo FLASH, lo que representa gran facilidad en el desarrollo de prototipos, su consumo de potencia es muy bajo y además es completamente estático, esto quiere decir que el reloj puede detenerse y los datos de la memoria no se pierden.

El encapsulado más común para este microcontrolador es el DIP (Dual In-line Pin) de 40 pines, propio para usarlo en experimentación. La referencia completa es PIC16F877-04 para el dispositivo que utiliza cristal oscilador de hasta 4 MHz, PIC16F877-20 para el dispositivo que utiliza cristal oscilador de hasta 20 MHz o PIC16F877A-I para el dispositivo tipo industrial que puede trabajar hasta a 20MHz. Sin embargo, hay otros tipos de encapsulado que se pueden utilizar según el diseño y la aplicación que se quiere realizar. Por ejemplo, el encapsulado tipo surface mount (montaje superficial) tiene un reducido tamaño y bajo costo, que lo hace propio para producciones en serie o para utilizarlo en lugares de espacio muy reducido [13].

Configuración de pines

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Figura11. Distribución de pines del PIC16F877.

Los pines de entrada/salida de este microcontrolador están organizados en cinco puertos, el puerto A con 6 líneas, el puerto B con 8 líneas, el puerto C con 8 líneas, el puerto D con 8 líneas y el puerto E con 3 líneas. Cada pin de esos puertos se puede configurar como entrada o como salida independiente programando un par de registros diseñados para tal fin. En ese registro un bit en "0" configura el pin del puerto correspondiente como salida y un bit en "1" lo configura como entrada.

2.3 Visualización externa

Las pantallas de cristal líquido (LCD) se han popularizado mucho en los últimos años, debido a su gran versatilidad para presentar mensajes de texto (fijos y en movimiento), valores numéricos y símbolos especiales, su precio reducido, su bajo consumo de potencia, el requerimiento de solo 6 pines del PIC para su conexión y su facilidad de programación en lenguajes de alto nivel (por ejemplo, lenguaje C). Desde todo punto de vista el empleo del display LCD 16x2 (LCD 2x16) debería considerarse como la primera opción a la hora de decidir por un dispositivo de presentación alfanumérica, excepto cuando las condiciones de iluminación ambiental no sean las más favorables. En este último caso se debería pensar en el empleo de displays de 7 segmentos, que aunque no tienen la misma versatilidad tienen la ventaja innegable de sus mejores características de visibilidad aún en los ambientes más desfavorables.

En la actualidad existen diversos modelos de display LCD, aunque los más comunes son los LCD 16x2 (16 caracteres x 2 filas) o LCD 2x16, gobernados por el controlador Hitachi HD44780, que se ha convertido en el estándar de facto para las aplicaciones con microcontroladores PIC. Específicamente se hará referencia al display LM016L, que tiene las características mencionadas, aunque cualquier otro display LCD con el controlador HD44780 o compatible se puede utilizar.

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Figura 12. Visualización externa

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Figura 13. Visualización de muestra gas metano

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Figura 14. Visualización de muestra monóxido de carbono

2.3.1 LCD LM016L

Es un módulo de visualización [Fig. 12, 13,14] donde se logra representar en una pantalla de cristal líquido, diversos mensajes de una manera eficaz, se acomoda de manera efectiva al detector de metano debido a sus dimensiones y a su conectividad con el PIC 16F877A [14].

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Figura 15. LCD LM016L

2.3.2 Especificación de pines

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Tabla 4. Especificación de pines LCD

2.4COMUNICACIÓN INALAMBRICA

2.4.1ZigBee

Es una tecnología de comunicación inalámbrica basada en el estándar IEEE 802.15.4, que tiene como propósito lograr comunicaciones seguras y fiables con bajo consumo de energía [15].

2.4.2 Características