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Revista Brasileira de Ensino de F
´
ısica, vol. 40, nº2, e2402 (2018)
www.scielo.br/rbef
DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0228
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Licenc¸a Creative Commons
Dispositivo para medir tiempo y temperatura usando un
microcontrolador
Device for measuring time and temperature using a microcontroller
Germ´an Calder´on1, Jos´e Herman Mu˜noz∗2, Javier Yovany Rivera2
1Facultad de Ingenier´ıa Mec´anica y El´ectrica, Universidad Aut´onoma de Coahuila, C.P. 27276 Torre´on, Coahuila, M´exico
2Departamento de F´ısica, Universidad Tolima, A. A.546, Ibagu´e, Colombia
Recibida en 23 de Julio, 2017. Revisado en 01 de Octubre, 2017. Aceptado en 10 de Octubre, 2017.
En este trabajo se desarroll´o un dispositivo de adquisici´on de datos, de bajo costo y f´acil manejo, para
usar en experimentos de f´ısica donde se requiera medir tiempo o temperatura, conformado por tres equipos
principales: (i) Sensores para medir las variables f´ısicas de tiempo y temperatura; (ii) Una tarjeta de adquisici´on
con microcontrolador para el manejo de instrucciones y (iii) Una computadora para el almacenamiento de datos. El
sensor, compuesto de un infrarrojo y un fototransistor, cambia su estado l´ogico al interrumpir la se˜nal. La tarjeta
que se utiliza incluye un microcontrolador de la marca Microchip, PIC18F14K50, el cual contiene comparadores,
convertidores de an´alogo a digital, temporizadores y puerto de comunicaci´on USB (Universal Serial Bus). El
computador se us´o como una herramienta de almacenamiento de datos y visualizaci´on de variables a trav´es de una
hoja de c´alculo. La programaci´on del microcontrolador se hizo con software MPLAB X de licencia gratuita. La
funcionalidad del dispositivo se verific´o en el experimento de ca´ıda libre para determinar el valor de la aceleraci´on
gravitacional.
Palabras clave: Sistema de adquisici´on de datos, Sensor, Microcontrolador.
In this paper a device of data acquisition with low cost and easy management was developed for using in
experiments of physics where time or temperature measurement is required. The device is composed by three
main parts: (i) sensors to measure the physical variables of time and temperature; (ii) a data acquisition card with
microcontroller to manage commands and (iii) a computer in order to store data. The sensor, composed by an
infrared and a phototransistor, changes its logical state when the signal is interrupted. The board used includes a
microcontroller of Microchip brand, PIC18F14K50, which has comparators, analog to digital converters, timers
and an Universal Serial Bus (USB) port. The computer was used as a tool to store data and see variables by
means of a spreadsheet. The microcontroller programming was made with MPLABX software of free license. The
usefulness of the device was tested in the free fall experiment in order to determine the value of the gravitational
acceleration.
Keywords: Data acquisition system, Sensor, Microcontroller.
1. Introducci´on
El proceso de ense˜nanza-aprendizaje de las ciencias na-
turales requiere el uso de laboratorios que faciliten al
estudiante asimilar y reforzar conceptos estudiados te´ori-
camente. Sin embargo, una buena cantidad de institu-
ciones educativas (de nivel secundario y universitario),
debido a dificultades presupuestales, no pueden comprar
equipos con tecnolog´ıa de punta ya que son costosos y su
mantenimiento es dispendioso. Es decir, no cuentan con
los equipos requeridos para ofrecer este apoyo did´actico,
limitando la formaci´on de los estudiantes a formalismos
te´oricos, muchas veces descontextualizados, y generan-
do una carencia fundamental en el aprendizaje de las
ciencias naturales [1].
∗Correo electr´onico: jhmunoz@ut.edu.co.
Con el objetivo de contribuir a la soluci´on del problema
mencionado, en este trabajo se describe la construcci´on
de un Sistema de Adquisici´on de Datos (SAD), de bajo
costo y f´acil manejo, para medir las variables f´ısicas tiem-
po o temperatura dependiendo del experimento donde se
utilice, usando un microcontrolador PIC18F14K50 pro-
gramado con MPLABX, el cual tiene licencia gratuita, y
compilado en lenguaje C. Este dispositivo se utiliz´o en el
experimento de ca´ıda libre para determinar el valor de
la gravedad.
La implementaci´on con enfoque pedag´ogico adecuado
de las Tecnolog´ıas de la Informaci´on y la Comunicaci´on
(TIC), de bajo costo o gratuitas, en la ense˜nanza de las
ciencias es una herramienta ´util que permite mejorar el
proceso de ense˜nanza-aprendizaje y la generaci´on de un
pensamiento cr´ıtico [1-3]. Actualmente, es posible hablar
del uso de las TIC como una l´ınea de investigaci´on de
Copyright by Sociedade Brasileira de F´ısica. Printed in Brazil.
e2402-2 Dispositivo para medir tiempo y temperatura usando un microcontrolador
la did´actica de las ciencias [4, 5]. Algunas modalidades
dentro de este campo son la Modelaci´on y Simulaci´on
Computacional (MSC) [4] y el uso de SAD [5].
En el ´area de la f´ısica, en la direcci´on de la MSC, se
encuentran recursos tecnol´ogicos gratuitos para apoyar
los procesos de ense˜nanza-aprendizaje de esta disciplina.
Actualmente, se dispone de smartphones con diferentes
aplicaciones (Apps) (ver, por ejemplo, las referencias [6-
13]), del uso de programas de an´alisis de video como el
Tracker (algunas referencias recientes son [14-18]), de la
simulaci´on de experimentos como lo ofertado por PhET
de la Universidad de Colorado [19], etc. Sin embargo,
estos recursos did´acticos no desarrollan las competen-
cias que genera la construcci´on de prototipos como el
elaborado en el presente trabajo.
Por otra parte, para dise˜nar y construir un SAD que
mida observables f´ısicas, es posible utilizar diversos dis-
positivos. Por ejemplo, la tarjeta Arduino con licencia de
c´odigo abierto con variados sensores (ver, por ejemplo, las
referencias [20-30]); los microcontroladores PIC16F628A
[31], PIC16F877 [32, 33] y el PIC18F14K50 (utilizado
en este trabajo); las fotocompuertas y tarjetas de sonido
para la adquisici´on de datos (ver, entre otras, las referen-
cias [34-44]), entre otros. La mayor´ıa de estos dispositivos
son de bajo costo y utilizan lenguajes de programaci´on
de uso gratuito. Estos SAD son herramientas did´acticas
adicionales que, con un enfoque pedag´ogico apropiado,
facilitan el aprendizaje significativo a trav´es de la inte-
graci´on de t´opicos de f´ısica, electr´onica y programaci´on.
Adem´as, disminuyen el tiempo en la toma e interpre-
taci´on de datos y eleva la precisi´on en la toma de los
mismos.
En la literatura reciente se encuentran diversos SAD
de bajo costo para medir intervalos de tiempo, a la esca-
la de milisegundos, usando diferentes herramientas. Por
ejemplo, en las referencias [20, 22, 25, 28, 30] utilizaron
la tarjeta Arduino, en [31, 33] incluyeron microcontro-
ladores PIC, en [34, 36, 37] consideraron la tarjeta de
sonido del computador, los autores de [38, 41-44] usaron
fotocompuertas, en los trabajos [45, 46] emplearon una
c´amara fotogr´afica digital y en [47] se valieron de un
sensor ultras´onico. Por otra parte, en cuanto a SAD para
medir temperatura, la mayor´ıa de trabajos recientes [21,
23, 26] usan la tarjeta Arduino con diversos sensores
como LM35, DS18B20, DHT11 y TMP36. El SAD pre-
sentado en este art´ıculo usa un microcontrolador PIC
18F14K50 y da la posibilidad de medir tiempo o tem-
peratura, dependiendo del experimento en el que se use.
Est´a inspirado, principalmente, en los trabajos [22, 28,
31, 34, 38] y puede considerarse como una actualizaci´on
y generalizaci´on de la referencia [31].
El art´ıculo est´a organizado de la siguiente manera: en
la secci´on 2 se presenta el prototipo describiendo sus tres
partes principales; la secci´on 3 explica la programaci´on
del microcontrolador mostrando el c´odigo del sensor de
interrupciones para medir el tiempo o la temperatura;
el uso del equipo en el experimento de ca´ıda libre para
determinar el valor de la gravedad se explica en la secci´on
4. Finalmente, las conclusiones se presentan en la secci´on
5.
2. Descripci´on del prototipo desarrollado
El dispositivo est´a compuesto por un equipo que contiene:
una tarjeta de adquisici´on, una torre de aluminio de
1.20 m y una aplicaci´on denominada “Aprende F´ısica”
desarrollada en MPLAB X, compilador XC8 y Visual
Studio.
(i) La tarjeta de adquisici´on esta ensamblada en una
caja pl´astica de 14 cm x 10 cm x 5 cm que contiene dos
circuitos impresos (ver figura 1) con sus correspondientes
elementos: un microcontrolador PIC18F14K50, un cristal
externo, dos capacitores, un relevador, seis LED, once
transistores, conector de nueve pines (DB-9) y puertos
de entrada y salida.
Esta parte del equipo se encarga de comunicar el sensor
de interrupciones con los puertos de entrada y salida del
microcontrolador, quien a su vez es conectado con la
computadora a trav´es de un cable USB como se muestra
en la figura 2.
El circuito impreso de la figura 2 se dise˜n´o en ARES
(herramienta para la elaboraci´on de placas de circuito
impreso). La parte (a) es la tarjeta principal donde se
mont´o el PIC18F14K50, el relevador, los transistores, las
resistencias, el cristal, los capacitores y los diodos LED.
La parte (b) es la tarjeta que contiene los conectores
para los sensores, la fuente de 20 V y el electroim´an.
La tarjeta de adquisici´on tambi´en contiene un micro-
controlador PIC18F14K50 de la marca MICROCHIP
(ver figura 3). En la p´agina web [48] se dispone de forma
gratuita de la hoja de datos t´ecnicos del microcontrolador
usado, de la plataforma integrada de desarrollo MPLAB
X [49] y del compilador XC8.
´
Este microcontrolador es
la parte principal del dispositivo. La arquitectura del
PIC 18 es la m´as desarrollada de los microcontroladores
de la familia de 8 bits, tiene 20 pines, tres de ellos para
interrupciones, rendimiento hasta de 16 MIPS, memoria
Figura 1:
Tarjeta de adquisici
´
on con microcontrolador: (a) Puer-
tos I/O; (b) Conexi
´
on USB; (c) Microcontrolador PIC 18F14K50;
(d) Relay.
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Calder´on et al. e2402-3
Figura 2: Circuito impreso: (a) tarjeta principal; (b) tarjeta de ajuste de altos y bajos (0 y 1).
Figura 3: Microcontrolador PIC 18F14K50.
del programa hasta de 128 KB, memoria de datos de 4
KB [50], optimizada para la programaci´on en lenguaje C,
de bajo costo. Adicionalmente, la tarjeta de adquisici´on
contiene un conector de salida o entrada para medir las
interrupciones y la temperatura. El relevador es para
controlar el encendido o apagado del electroim´an de la
torre.
Otro componente de la tarjeta de adquisici´on es el
conector de nueve pines (DB-9), el cual es una salida que
va a la torre para alimentar el sensor de interrupciones.
En la figura 4a se presenta el esquema del sensor de
interrupci´on y en la figura 4b se muestra la estructura,
en forma de herradura, para sostener en cada extremo el
LED de infrarrojo (LED IR) y al fototransistor.
Figura 4:
Esquema del sensor de interrupciones: (a) esquema
el
´
ectrico; (b) forma externa (Las distancias est
´
an dadas en cm).
El sensor de interrupciones consta de un LED IR ubi-
cado al frente de un fototransistor. Este LED IR emite
constantemente luz de longitud de onda 900 nm que
es recibida por el fototransistor; si la luz es interrumpi-
da entonces el fototransistor deja de conducir corriente
el´ectrica y se produce un cambio de estado, de alto a
bajo, el cual es usado como interrupci´on externa de hard-
ware por el microcontrolador para medir diferencias de
tiempo.
(ii) La torre (ver figura 5) consta de un tubo de alumi-
nio y tres sensores de interrupciones acoplados a lo largo
del tubo. Sus dimensiones son: 1.20 m x 0.03 m x 0.03 m.
DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0228 Revista Brasileira de Ensino de F´ısica, vol. 40, nº2, e2402, 2018
e2402-4 Dispositivo para medir tiempo y temperatura usando un microcontrolador
Figura 5: Torre.
A los sensores se les puede modificar su posici´on vertical,
aflojando un tornillo en la parte posterior del sensor y
llev´andolo al lugar deseado. El tubo debe apoyarse en
una base de madera nivelada, debiendo quedar vertical
para su correcto uso.
La torre tambi´en contiene un electroim´an, alimentado
con una fuente de voltaje de 20 V de corriente directa
y acoplado en el extremo superior del tubo (ver figura
5). Su funci´on es sostener y soltar la esfera de acero
que se usa en el experimento de ca´ıda libre. Mediante
una instrucci´on de estado de la salida digital se controla
el estado del electroim´an como encendido o apagado,
determinando el tiempo de inicio de la ca´ıda libre de la
esfera.
Adicionalmente, se cuenta con el sensor LM35 para
medir temperatura, de la marca Texas Instruments con
las caracter´ısticas descritas por el fabricante en [51]:
10mV/
◦
C, rango de -55
◦
C a 150
◦
C. El sensor LM35 tiene
tres pines: uno se conecta a GND, el extremo izquierdo
a 5 V y el del centro al microcontrolador.
(iii) Por ´ultimo, la aplicaci´on “Aprende F´ısica” se desa-
rroll´o en Visual Studio, este es una interfaz de desarrollo
gr´afico con licencia de Microsoft. La aplicaci´on permite
la comunicaci´on de la tarjeta de adquisici´on de datos con
la computadora por medio del puerto USB, permitiendo
la interacci´on del usuario con el prototipo desarrollado,
dar inicio al experimento, almacenar la informaci´on y los
resultados de los experimentos e interpretarlos.
La figura 6 muestra la aplicaci´on “Aprende F´ısica” una
vez conectado a la tarjeta de adquisici´on de datos. En este
se visualizan dos variables f´ısicas: tiempo y temperatura;
de igual manera presenta las ayudas para que el usuario
las ejecute paso a paso.
3. Programaci´on del microcontrolador
Para la programaci´on del microcontrolador PIC18F14K50
se us´o el software MPLAB X y el compilador XC8. El
software MPLAB X, el cual es gratuito, proporcionado
por la empresa Microchip Technology Inc, es un entorno
de desarrollo integrado (IDE por sus siglas en ingl´es)
similar a Microsoft Visual Studi, Codeblocks o NetBeans.
Tiene todas las herramientas necesarias para escribir pro-
yectos, editar archivos de extensi´on c, h y de assembler,
compilar proyectos, simular en la computadora, depurar
c´odigos, programar los microcontroladores, depurar en
tiempo real, etc.
El Compilador XC8 es un compilador dise˜nado para
convertir el lenguaje C de programaci´on al lenguaje de
m´aquina, el cual decodifica y ejecuta el microcontrolador.
El MPLAB X IDE se instala, por defecto, con el com-
pilador del lenguaje ensamblador o assembler. Adem´as,
se pueden descargar otros compiladores como MPLAB
XC8 (proporcionado por la Microchip Technology Inc)
para programar en lenguaje C los microcontroladores.
Una vez creado el proyecto en MPLAB X se debe in-
cluir en el editor de texto (archivo main.c) como m´ınimo
las siguientes librer´ıas: p18F14K50.h, stdio.h (entradas y
salidas), stdlib.h, y la del compilador XC8. Adicionalmen-
te, se configuran los pines del microcontrolador, como
Figura 6: Aplicaci´
on “Aprende F
´
ısica”.
Revista Brasileira de Ensino de F´ısica, vol. 40, nº2, e2402, 2018 DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0228
Calder´on et al. e2402-5
puertos digitales, an´alogos, salidas y entradas, ver figura
7.
Para detectar el cambio de estado (por ejemplo el paso
de una esfera en ca´ıda libre) a trav´es del sensor que activa
el reloj del microcontrolador PIC 18F14K50 fue necesario
configurar el m´odulo de interrupciones con el siguiente
procedimiento:
•Habilitar la interrupci´on que se va a utilizar.
•Habilitar las interrupciones globales.
•Definir si el flanco es ascendente o descendente.
•
Definir la prioridad de cada interrupci´on (alta o
baja).
•Borrar bandera de la interrupci´on.
El c´odigo escrito en lenguaje C, mostrado en la figura
8, presenta un ejemplo de interrupci´on por hardware
externo en el pin RC0. Con un cambio de estado, de
bajo a alto, el programa principal va a la rutina de
interrupciones y luego va a la subrutina del temporizador,
iniciando el conteo del tiempo con el temporizador [49], de
este modo cuando la esfera pasa por el segundo sensor se
obtiene el registro de su primer desplazamiento y cuando
pasa por el tercer sensor registra el tiempo del recorrido
mayor.
El dispositivo desarrollado tambi´en se puede utilizar
para medir la temperatura. La figura 9 muestra el c´odigo
en lenguaje C que permite dar inicio y esperar hasta que
termina la conversi´on del Convertidor An´alogo Digital
(ADC). El ADC es un conversor de 10 bits de precisi´on,
Figura 8: C´
odigo en lenguaje C para interrupciones.
que convierte lecturas de voltaje de 0 a 5 V a un n´umero
entero de 0 a 1023. Este n´umero entero se escala para
dar los valores apropiados en grados cent´ıgrados y as´ı
medir la temperatura usando el SAD en experimentos
donde se requiera medir esta variable [52].
4. Aplicaciones
En esta secci´on se muestran los resultados obtenidos con
el sistema de adquisici´on de datos desarrollado en este
trabajo para medir el tiempo en el experimento de ca´ıda
libre con el objetivo de obtener el valor de la gravedad.
Figura 7: C´
odigo b´
asico en MPLAB X.
DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0228 Revista Brasileira de Ensino de F´ısica, vol. 40, nº2, e2402, 2018
e2402-6 Dispositivo para medir tiempo y temperatura usando un microcontrolador
Figura 9: C´
odigo en lenguaje C para medir la temperatura.
Nuestros resultados se comparan con los obtenidos con
el aparato de la marca LEYBOLD (ver figura 10).
La tabla 1 presenta los tiempos en segundos (s) y
los desplazamientos en metros (m) para una esfera de
acero, de radio 6.33 mm, en ca´ıda libre. Teniendo en
cuenta que la torre (ver figura 5) solo tiene tres sensores,
dos de ellos se desplazaron a lo largo del tubo vertical
para tomar los valores que se muestran en esta tabla. El
experimento se repiti´o cinco veces para promediar los
valores y luego graficarlos con el objetivo de obtener la
aceleraci´on gravitacional local.
La figura 11 presenta la gr´afica del desplazamiento
S(m) contra el tiempo t(s) con los datos tomados de
la tabla 1. Realizando un ajuste de curva polin´omica
de grado 2 se presenta la expresi´on matem´atica con su
coeficiente de correlaci´on R. Haciendo un ajuste de los
Figura 10:
Diagrama del temporizador, sensor CASSY y escalera
g de la marca LEYBOLD [53].
Tabla 1:
Tiempos y desplazamientos para una esfera de acero, de
radio 6.33 mm., en ca
´
ıda libre medidos con el SAD desarrollado
en este trabajo.
t(s) S(m)
0 0
0,080 0,04
0,099 0,058
0,143 0,098
0,144 0,115
0,175 0,150
0,193 0,177
0,214 0,247
Figura 11:
Gr
´
afico de desplazamiento contra tiempo tomando
datos con el SAD desarrollado en este trabajo.
datos experimentales medidos con la siguiente ecuaci´on
S=1
2gt2+V0t+S0,(1)
se obtiene el siguiente valor para el par´ametro g:
g= 2 (4,9423) m
s2= 9,88 m
s2,(2)
el cual corresponde al valor central de la aceleraci´on
gravitacional en la superficie de la tierra (en Ibagu´e
Colombia, lugar donde se hizo el experimento). Tomando
como valor de referencia, la aceleraci´on gravitacional igual
a 9,80 m/s
2
, el error absoluto es (9,88 – 9,80) m/s
2
igual
a 0,08 m/s
2
y el error relativo es 0,08/9,80 = 8,16x10
−3
que representa un error porcentual de 0.82 %.
Los errores estimados en las medidas de la posici´on
y el tiempo son 0.001 m y 0,0001 seg, respectivamente.
Considerando a g como una funci´on que depende de la
posici´on y el tiempo, esto es, g = g(s,t), obtenemos
g±dg = (9,88 ±0,23) m
s2.(3)
El error dg se obtuvo de la expresi´on
dg2=
∂g
∂s
2
ds2+
∂g
∂t
2
dt2.(4)
La tabla 2 presenta los tiempos t(s) y los desplaza-
mientos S(m) para una escalera de aluminio, en ca´ıda
libre, usando el aparato de la marca LEYBOLD. La fi-
gura 12 representa la gr´afica del desplazamiento S(m)
contra tiempo t(s) con estos valores experimentales. Se
presenta la expresi´on matem´atica con su coeficiente de
correlaci´on, haciendo un ajuste de curva polin´omica de
grado 2. A partir de esta expresi´on se obtiene que el
valor central de la aceleraci´on de la gravedad es g =
9,68 m/s
2
. Comparando con el valor est´andar de 9,80
m/s
2
se encuentra que el error absoluto es (9,80 – 9.68)
m/s
2
igual a 0,12 m/s
2
y el error relativo es 0,12/9,80 =
1,2x10−2que representa un error porcentual de 1,2 %.
En la Tabla 3 se presentan los valores obtenidos, en
algunas referencias recientes, para la aceleraci´on de la
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Calder´on et al. e2402-7
Tabla 2:
Tiempos y desplazamientos para una escalera de alu-
minio, en ca
´
ıda libre, medidos con el instrumento de la marca
LEYBLOLD.
t(s) S(m)
0 0
0,018 0,01
0,031 0,02
0,043 0,03
0,054 0,04
0,063 0,05
0,072 0,06
0,080 0,07
0,088 0,08
0,095 0,09
0,102 0,1
Figura 12:
Gr
´
afico de desplazamiento contra tiempo tomando
datos con el aparato de ca
´
ıda libre de la marca LEYBOLD.
gravedad (g) usando diferentes dispositivos en distintos
experimentos. Las referencias [8], [22], [34] y [45] consi-
deraron un cuerpo en ca´ıda libre utilizando el sensor de
aceleraci´on de un Smartphone, una placa Arduino, la tar-
jeta de sonido del computador y una m´aquina fotogr´afica
digital, respectivamente. En [35] y [37] trabajaron con
un cuerpo en movimiento semiparab´olico empleando la
entrada de micr´ofono del computador. En el trabajo [42]
calcularon el valor de g a partir del per´ıodo de un anillo
s´olido pendular por medio de una fotocompuerta y en [47]
a partir del p´endulo simple usando un sensor ultras´onico.
En la mayor´ıa de estas referencias, el error relativo en el
valor de g se encuentra entre 0,1 % y 1,74%.
Queremos resaltar que el dispositivo desarrollado en el
presente trabajo puede ser utilizado en otros experimen-
tos donde se requiera medir la variable tiempo, como por
ejemplo: p´endulo simple, p´endulo f´ısico, masa atada a
un resorte, part´ıcula cayendo en un fluido, entre otros.
Por otra parte, la aplicaci´on desarrollada en este tra-
bajo tambi´en permite medir la variable f´ısica de la tem-
peratura, en experimentos diferentes al de ca´ıda libre o
experimentos donde se requiera medir tiempo. Es decir,
el mismo dispositivo sirve para medir tiempo en unos
experimentos o temperatura en otros experimentos. Para
esto se requiere configurar alg´un pin del microcontrolador
como an´alogo.
La opci´on temperatura del software (ver figura 6) per-
mite dos opciones: una autom´atica que captura cada
cierto tiempo la temperatura in situ; y otra, mediante la
cual el usuario oprime el bot´on de captura. El valor de
la temperatura se registra en una tabla que contiene las
tres escalas m´as usadas (Celsius, Kelvin y Fahrenheit).
Como ilustraci´on, en la figura 13 se muestra la tempe-
ratura ambiente medida por nuestro SAD en la opci´on
autom´atica.
5. Conclusiones
En este trabajo se dise˜n´o, construy´o e implement´o un
SAD para medir el tiempo y la temperatura, de ba-
jo costo y de f´acil manejo, usando el microcontrolador
PIC18F14K50. La programaci´on de ´este se realiz´o con
el software gratuito MPLABX y con el compilador XC8.
El desarrollo de este tipo de sistemas es una herramien-
ta adicional para el uso de las TIC en la ense˜nanza de
las ciencias naturales, espec´ıficamente, en la f´ısica. La
construcci´on de este tipo de dispositivos facilita y pro-
mueve el desarrollo de la profunda relaci´on que existe
entre ciencia b´asica e ingenier´ıa, como lo es la articula-
ci´on entre electr´onica, programaci´on de sistemas y f´ısica,
y, contribuye a superar la dificultad de no contar con
equipos costosos para realizar experimentos en f´ısica en
la mayor´ıa de instituciones educativas.
El prototipo desarrollado se utiliz´o para medir el tiem-
po en la ca´ıda libre de una esfera de acero con el objetivo
de obtener, de forma experimental, el valor de la acelera-
ci´on gravitacional en la superficie de la tierra. A partir
de los tiempos y desplazamientos medidos se obtuvo un
valor de
g
= (9
,
88
±
0
,
23) m/s
2
. El error porcentual del
valor central respecto al valor de referencia de 9,8 m/s
2
es de 0.82 %, el cual es aceptable para un instrumento
Figura 13:
Medici
´
on de temperatura ambiente cada 2 ms me-
diante la opci´
on autom´
atica.
DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0228 Revista Brasileira de Ensino de F´ısica, vol. 40, nº2, e2402, 2018
e2402-8 Dispositivo para medir tiempo y temperatura usando un microcontrolador
Tabla 3: Valores obtenidos para g (en m/s2) usando diferentes dispositivos y distintos experimentos.
[8] [22] [34] [45] [35] [37] [42] [47]
10,0±0,2 9,78±0,01 9,780318 9,95 9,63±0,55 9,776±0,005 9,8±0,2 9,65
de ense˜nanza b´asica como el desarrollado aqu´ı en este
trabajo.
Un hecho diferenciador del SAD desarrollado en este
trabajo es que sirve para medir tiempo o temperatura,
de acuerdo al experimento donde se utilice. As´ı, no se
requiere tener dos dispositivos diferentes para medir estas
dos variables. Adem´as, su presentaci´on vers´atil da la
posibilidad de ser utilizado en diferentes experimentos
de f´ısica donde se requiera medir estas dos variables. Por
ejemplo, el dispositivo se puede utilizar para medir el
per´ıodo de un p´endulo al disponer la torre de la figura 5
en forma horizontal; de igual forma si se coloca formando
un plano inclinado con la horizontal, se puede utilizar
para estudiar movimiento uniforme o uniformemente
acelerado.
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