En altres articles s'han analitzat sensors de temperatura diferents. Un dels elements o dispositius que pots fer servir per mesurar aquesta temperatura és precisament el termistor, En anglès thermistor (thermally sensitive resistor o resistència sensible a la temperatura). Com el seu propi nom indica, es basa en un material que canvia la seva resistència elèctrica segons la temperatura a què se sotmeti.
D'aquesta manera, mitjançant una simple fórmula, sabent el voltatge i la intensitat a la qual està sotmesa, es pot analitzar la resistència per determinar la temperatura segons la seva escala. Però no només es fa servir com a sensor de temperatura, també es pot usar per alterar algunes característiques de l'circuit en funció de la seva temperatura, com a element de protecció contra excessos de corrent, etc.
La elecció de l'tipus de sensor que faràs servir per al teu projecte dependrà de les necessitats que tinguis. Altres articles que et poden interessar sobre sensors de temperatura:
- LM35: Sensor de temperatura i humitat.
- DS18B20: Sensor de temperatura per a líquids.
- DHT22: Sensor de temperatura i humitat de precisió.
- DHT11: Sensor de temperatura i humitat barat.
Introducció a l'termistor
Al mercat pots trobar gran quantitat de termistors amb diferents encapsulats i de diferents tipus. Tots ells es basen en el mateix principi, el seu material semiconductor (òxid de níquel, òxid de cobalt, òxid fèrric, ...) es veurà alterat quan varia la temperatura, alterant així la seva resistència interna.
Tipus
Entre els tipus de termistor podem destacar dos grups:
- Termistor NTC (Negative Temperature Coefficient): Aquests termistors de coeficient de temperatura negatiu, a l'augmentar la temperatura augmenta també la concentració de portadors de càrrega, per tant, es redueix la seva resistència. Això els fa pràctics perquè es puguin fer servir com:
- Sensors de temperatura bastant freqüents en multitud de circuits com a detector resistiu de baixes temperatures, en automoció per als mesuraments en motors, en termòstats digitals, etc.
- Limitador de corrent d'arrencada, quan es fa servir un material amb una elevada resistència inicial. Quan passa el corrent per ells a l'encendre el circuit, aquest dispositiu s'escalfa a causa de la resistència que presenta i conforme augmenta la temperatura la resistència anirà baixant progressivament. Això evita que a l'inici, el flux de corrent que passi a el circuit sigui molt alt.
- Termistors PTC (Positive Temperature Coefficient): Són altres termistors de coeficient de tempertura positiu, amb unes concentracions de dopant molt elevades que els donen l'efecte contrari als NTC. És a dir, en comptes de baixar la resistència amb l'augment de temperatura, en ells es produeix l'efecte contrari. Per aquest motiu, es poden fer servir com fusibles per protegir circuits de sobreintensitat de corrent, com temporitzador per desmagnetitzar pantalles de tubs de raigs catòdics o CRT, per regular el corrent de motors, etc.
Gràfic de la corba de resistència pel que fa a la temperatura d'un NTC
Cal no confondre el termistor amb el RTD (Detector de temperatura de resistència), Ja que a diferència d'ells, els termistors NO canvien la resistència de forma gairebé lineal. El RTD és un tipus de termoresistència per detectar temperatura en base a la variació de la resistència de l'conductor. El metall d'aquests (coure, níquel, platí, ...), a l'escalfar-se, té una major agitació tèrmica que dispersaran els electrons i reduiran la seva velocitat mitjana (augmenta la resistència). Per tant, a major temperatura major resistència, com passa amb el NTC.
Tant els RTD, NTC i PTC són bastant comuns, especialment els NTC. El motiu és que poden exercir la seva funció amb un grandària molt reduïda i un preu molt barat. pots adquirir termistors NTC com el popular MF52 per poc preu en tendes com Amazon, a l'igual que No s'ha trobat cap producte., Així com en altres botigues d'electrònica especialitzades.
Quant al pinout, Només té dos pins, com les resistències normals. La seva forma de connectar-lo és igual que la de qualsevol resistència, només que el valor de resistència no romandrà estable, com ja deus saber. Per a més informació sobre els intervals de temperatures acceptats, el voltatge màxim suportat, etc., pots consultar les dades de l'dahtasheet de l'component que hagis comprat.
Integració amb Arduino
Per a la integrar un termistor amb la teva placa Arduino, La connexió no pot ser més senzilla. Només cal adaptar aquesta teoria i càlculs per al codi que has de generar en el teu Arduino IDE. En el nostre cas, he suposat l'ús d'un termistor NTC, concretament el model MF52. En cas d'usar un altre model de termistor, has de variar els valors A, B i C per adaptar-los segons l'equació de Steinhart-Hart:
Sent T la temperatura mesura, T0 és el valor de temperatura ambiental (pots calibrar segons t'interessi, com ara 25ºC), R0 seria el valor de la resistència de l'termistor NTC (en el nostre cas el que aporta el datasheet de l'MF52, i no has de confondre amb la resistència addicional que he afegit a l'circuit), i el coeficient B o Beta el podràs trobar en el full tècnica de fabricant.
El codi quedaria per tant així:
#include <math.h>
const int Rc = 10000; //Valor de la resistencia del termistor MF52
const int Vcc = 5;
const int SensorPIN = A0;
//Valores calculados para este modelo con Steinhart-Hart
float A = 1.11492089e-3;
float B = 2.372075385e-4;
float C = 6.954079529e-8;
float K = 2.5; //Factor de disipacion en mW/C
void setup()
{
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
float raw = analogRead(SensorPIN);
float V = raw / 1024 * Vcc;
float R = (Rc * V ) / (Vcc - V);
float logR = log(R);
float R_th = 1.0 / (A + B * logR + C * logR * logR * logR );
float kelvin = R_th - V*V/(K * R)*1000;
float celsius = kelvin - 273.15;
Serial.print("Temperatura = ");
Serial.print(celsius);
Serial.print("ºC\n");
delay(3000);
}
Espero que aquest tutorial us hagi servit d'ajuda ...