Este documento describe un proyecto para medir y registrar la temperatura y humedad en la Urbanización Bocanegra en Callao, Perú usando un sensor DHT11 y un Arduino Uno. Los estudiantes validaron el sensor DHT11, realizaron mediciones con termistores NTC 10K, visualizaron los datos en una pantalla LCD y los registraron en una tarjeta micro SD. Lograron automatizar el registro de los datos cada 5 minutos.

1. Registro de la temperatura y humedad mediante
Arduino Uno y el sensor DHT11 en la Urbanización
de Bocanegra – Callao
● Caceres Huashuayo, Andy 20161152
● Cárdenas Rivera Jhonatan 20150338
● Osnayo Hernandez, Felipe 20170371
UNIVERSIDAD NACIONAL
AGRARIA LA MOLINA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE FÍSICA Y METEOROLOGÍA
CURSO: TEORÍA INSTRUMENTAL Y MÉTODOS DE OBSERVACIÓN

2. Objetivos
● Validar el sensor DHT11.
● Realizar de mediciones de la temperatura con termistores NTC 10 K.
● Visualizar la temperatura y humedad medidas mediante el sensor DHT11 en una pantalla LCD 16x2.
● Registrar los datos de temperatura y humedad en una tarjeta Micro SD (Datalogger).
Introducción
Las observaciones meteorológicas se realizan por diversas razones. Se utilizan para la preparación en tiempo
real de análisis meteorológicos, predicciones y avisos de tiempo violento, para el estudio del clima, para las
operaciones locales sensibles a las condiciones meteorológicas (por ejemplo, operaciones locales de vuelo en
aeródromos o trabajos de construcción en instalaciones terrestres y marítimas), para la hidrología y la
meteorología agrícola, y con fines de investigación meteorológica y climatológica (OMM, 2010).
“Para fines meteorológicos se miden las temperaturas de numerosos medios. La variable más comúnmente
medida es la temperatura del aire (a diversas alturas), también la humedad atmosférica, y con frecuencia
también su registro continuo, es un parámetro importante en la mayoría de los ámbitos de la actividad
meteorológica” (OMM, 2010).
Es por ello por lo que para ciertos pequeños proyectos buscar una alternativa poco costosa para equipos
automáticos es importante, en el siguiente trabajo se estarán discutiendo resultados obtenidos a través de la
utilización de sensores low-cost, específicamente con el sensor de temperatura y humedad, DHT11; y el
microcontrolador, Arduino.

3. Revisión de literatura
Aspectos teóricos
Temperatura del aire
La OMM (1992) define la temperatura como la magnitud física que caracteriza el movimiento aleatorio
medio de las moléculas en un cuerpo físico, y la temperatura del aire específicamente como “la
temperatura leída en un termómetro expuesto al aire, protegido de la radiación solar directa.”
Humedad relativa
La OMM (1998) define la humedad relativa como la razón, expresada en porcentaje, entre la presión de
vapor observada y la tensión del vapor saturante con respecto al agua a la misma temperatura y presión.
Arduino
Arduino es una plataforma electrónica de código abierto basada en hardware y software fáciles de usar.
Está destinado a cualquiera que realice proyectos interactivos. Arduino detecta el entorno al recibir
entradas de muchos sensores y afecta su entorno al controlar luces, motores y otros actuadores
(Arduino, 2018).

4. Revisión de literatura
Termistores
El termistor es esencialmente un semiconductor que se comporta como un "resistor térmico". Se
pueden encontrar en el mercado con la denominación NTC (Negative Temperature Coeficient)
habiendo casos especiales de coeficiente positivo cuando su resistencia aumenta con la temperatura y se
los denomina PTC (Positive Temperature Coeficient). (Aragonès et. al, sf)
En algunos casos, la resistencia de un termistor a la temperatura ambiente puede disminuir en hasta 6%
por cada 1ºC de aumento de temperatura. Esta elevada sensibilidad a variaciones de temperatura hace
que el termistor resulte muy adecuado para mediciones precisas de temperatura, utilizándoselo
ampliamente para aplicaciones de control y compensación en el rango de 150ºC a 450ºC. (Aragonès, sf)
Los termistores sirven para la medición o detección de temperatura tanto en gases, como en líquidos o
sólidos. A causa de su muy pequeño tamaño, se los encuentra normalmente montados en sondas o
alojamientos especiales que pueden ser específicamente diseñados para posicionarlos y protegerlos
adecuadamente cualquiera sea el medio donde tengan que trabajar. Se los puede adosar fácilmente o
montar con tornillos, ir roscados en superficies o cementados. Los alojamientos pueden ser de acero
inoxidable, aluminio, plástico, bronce u otros materiales. (Aragonès, sf)

5. Revisión de literatura
Estaciones meteorológicas automáticas
“Una estación meteorológica automática (EMA) se define como una estación meteorológica en la que
se realizan y se transmiten observaciones automáticamente” (OMM, 1992 citado por OMM, 2010).
Las EMA constan de los siguientes equipos:
Sensores
“Son dispositivos que, de acuerdo con su construcción y a los componentes electrónicos utilizados, son
capaces de transformar una determinada variable meteorológica en un impulso eléctrico que puede ser
interpretado, registrado y mostrado como un valor para cada una de las variables meteorológicas que se
quiera monitorear” (Sánchez, M & May, E; 2015).
Unidad central de procesamiento
Según la OMM (2010) la unidad central de procesamiento es el elemento más importante de una EMA,
cuyas funciones principales son la adquisición, procesamiento, almacenamiento y trasmisión de los
datos.
Equipo periférico
La OMM (2010) considera los siguientes equipos periféricos: Suministro de energía, reloj en tiempo
real, equipo de prueba incorporado, visualizador local y terminales.

6. Materiales

7. Puntos de referencia del lugar de la toma de datos
1. Aeropuerto Internacional Jorge Chávez (1.6 km).

8. Método
Calibración de termistores
Utilizamos dos termistores NTC 10K y un termómetro de mercurio para la calibración,
con la ayuda del multímetro, también se utilizó un pírex de vidrio donde se agregó agua a
diversas temperaturas para lograr tener tres valores de resistencia que fueron leídos con el
multímetro y la temperatura con el termómetro de mercurio.

9. Con los datos se hallan las constantes en la calculadora de Steinhart-Hart
(https://www.thinksrs.com/downloads/programs/therm%20calc/ntccalibrator/ntccalculator.html)

10. COMPORTAMIENTO DEL TERMISTOR DE BULBO SECO:

11. COMPORTAMIENTO DEL TERMISTOR DE BULBO HÚMEDO :

12. Código arduino que lo separaremos en partes funcionales para su mejor entendimiento:
1. Librerías y períodos de tiempo

13. 2. Declaración de variables:

14. 3. En el void Setup (I): dando inicio al sensor DHT11, al advertencias del funcionamiento del Rejoj
RTC y la memoria micro SD.

15. 4. En el void Setup (II): Creación del archivo “datos.txt” y de los nombres de los encabezados de los
datos que se grabaran en la tarjeta micro SD.

16. 5. Void loop (I): Declaración de módulos de las librerías del RTC y del sensor DHT11 y declarando
los pines analógicos para los termistores de bulbo seco y húmedo, y planteando sus ecuaciones.

17. 6. Void Loop (II): Para cada periodo de 10 segundos, imprimir en el monitor serie las variables de
Temperatura, humedad del sensor; bulbo seco y bulbo húmedo, como la fecha y la hora.

18. 7. Void Loop (III): Para imprimir la temperatura y la humedad del sensor DHT11 en la LCD, como la
fecha y la hora cada 2 segundos.

19. 8. Void Loop (IV): Cada 5 minutos graba las variables declaradas líneas arriba con su fecha y hora.

20. Por último se ensambló y se puso en marcha el arduino para la toma de datos (esto fue en el cuarto de
estudio)

21. La caseta implementada

22. RESULTADOS MOSTRADOS EN EL MONITOR SERIAL (DATOS YA TOMADOS DESDE LA
CASETA IMPLEMENTADA):

23. Extracción de datos METAR de CORPAC para la fecha en estudio

24. Resultados
Recolección de datos en crudo del Arduino en la tarjeta micro SD

25. Gráficas de temperatura del aire

26. Conclusiones
● Se validó de manera óptima el sensor y así se obtuvo datos confiables.
● Se logró realizar las mediciones con los termistores NTC 10K para apoyo del sensor.
● A través de la pantalla LCD se visualiza los datos de temperatura y humedad a tiempo real.
● Se automatizó el registro de los datos en una microSD, lo que hace posible el posterior uso
de los datos.
Recomendaciones
● Implementar datos de presión (bien con una estación cercana o un sensor de presión como el BMP180)
para poder tener así la humedad relativa y las demás variables de humedad.
● Tratar de tener cuidado con la tarjeta micro SD a la hora de introducir a otro dispositivo electrónico, se
puede contaminar de virus y perder datos importantes.
● Por eso para posteriores aplicaciones, pensamos obtener una placa con capacidad de WIFI como un
RASPERRY PI o un ARDUINO MEGA 2560 o un ESP8866, para luego en una página web subir los
datos o verlos en tiempo real.
● Ver si los contactos de sus dispositivos entran con presión al protoboard, en caso sea caso contrario,
rellenar con soldadura de estaño, ya que sino le causará muchas molestias y mucha pérdida de tiempo.
● En el caso del termistor de bulbo húmedo dejar, que se estabilice y no tomar datos de inmediato.
● Corregir las ecuaciones de los termistores y a partir de ahí tomar datos.

27. Bibliografía
● Aragonès et.all (sf). Sensores de temperatura. Universidad Tecnológica Nacional. Argentina.
● ARDUINO (2018). What is Arduino? Arduino: https://www.arduino.cc/
● OMM (2010). Guía de Instrumentos y Métodos de Observación Meteorológicos.
Organización Meteorológica Mundial.
● Sánchez, M. & May, E. (2015). Usos de los Datos en una Estación Meteorológica
Automatizada (EMA’S). Instituto Tecnológico Superior de la Región Sierra. Tabasco,
México.

28. Costos:
Anexos