Diseño, implementación y calibración de un Prototipo datalogger de bajo costo para registro de temperatura y humedad relativa, y su uso en mapeo térmico de almacenes de droguería y productos farmacéuticos

Abstract

Los registradores de temperatura y humedad en tiempo real son útiles para monitoreo y mapeo de almacenes farmacéuticos y droguerías, en este trabajo se diseño, implemento y calibró un prototipo datalogger de humedad relativa y temperatura en el área de metrología de laboratorios Portugal S.R.L. Para el diseño se utilizó el microcontrolador ESP32 DEV KIT V1, sensor de humedad relativa y temperatura SHT21/HTU21 y pantalla LCD SSD1306. El sensor SHT21/HTU21 tiene tolerancias de ±2%HR y ±}0,3 °C para humedad relativa y temperatura respectivamente, estos datos son proporcionados por el fabricante. El sensor y la pantalla se comunican mediante protocolo I2C. El microcontrolador almacena los datos proporcionados por el sensor SHT21 en la memoria interna de 4 MB, también para el registro de la fecha y de la hora se utilizó el reloj interno del microcontrolador. Utilizando la plataforma Arduino IDE se implementó el algoritmo para el uso del prototipo como datalogger. Se diseño una interfaz de usuario en Visual Basic - C# para la configuración e implementación de parámetros de fecha y hora de inicio de registro, tiempo de muestreo, nombre de equipo, descargar y guardar datos registrados en una carpeta específica. El prototipo diseñado e implementado para uso como datalogger de humedad relativa y temperatura, debe tener una exactitud en humedad relativa de ±5%HR y ±0,5 °C en temperatura, para cumplir con estos requisitos se realizó la calibración, siguiendo el procedimiento de calibración th-007 Procedimiento para la calibración de medidores de condiciones ambientales de temperatura y humedad en aire, proporcionado por la CEM (Centro Español de Metrología), el procedimiento establece los requisitos de los instrumentos patrón utilizados. Al realizar la calibración del prototipo se obtuvo, como máximos, 0,0 °C en corrección y ±0,38 °C en incertidumbre expandida con un nivel de confianza del 95% aproximadamente para temperatura, -4,0%HR en corrección y ±1,0%HR en incertidumbre expandida con un nivel de confianza del 95% aproximadamente para humedad relativa. De esta manera, el dispositivo cumple con los requisitos para mapeo de almacenes farmacéuticos y droguerías, como ejemplo se registró datos durante 3 días con un intervalo de tiempo de 5 minutos en un ambiente de prueba, comprobándose la autonomía del dispositivo diseñado. También se comparó costos de equipos que ofrece el mercado con el prototipo dise˜nado con un coste de aproximadamente un 80% menos. De esta manera, el prototipo diseñado, implementado y calibrado a bajo costo puede ser utilizado para registro de datos de temperatura y humedad relativa en protocolos de mapeo de almacenes farmacéuticos y droguerías.