Διαφορετικοί αισθητήρες θερμοκρασίας έχουν αναλυθεί σε άλλα άρθρα. Ένα από τα στοιχεία ή τις συσκευές που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να μετρήσετε την εν λόγω θερμοκρασία είναι ακριβώς το θερμίστορ, στα αγγλικά θερμίστορ (θερμικά ευαίσθητη αντίσταση ή αντίσταση ευαίσθητη στη θερμοκρασία). Όπως υποδηλώνει το όνομά του, βασίζεται σε ένα υλικό που αλλάζει την ηλεκτρική του αντίσταση ανάλογα με τη θερμοκρασία στην οποία υποβάλλεται.
Με αυτόν τον τρόπο, μέσω ενός απλού τύπου, γνωρίζοντας την τάση και την ένταση στην οποία υποβάλλεται, η αντίσταση μπορεί να αναλυθεί σε προσδιορίστε τη θερμοκρασία σύμφωνα με την κλίμακα του. Αλλά δεν χρησιμοποιείται μόνο ως αισθητήρας θερμοκρασίας, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αλλαγή ορισμένων χαρακτηριστικών του κυκλώματος με βάση τη θερμοκρασία του, ως στοιχείο προστασίας έναντι υπερβολικού ρεύματος κ.λπ.
La επιλογή τύπου αισθητήρα Αυτό που πρόκειται να χρησιμοποιήσετε για το έργο σας θα εξαρτηθεί από τις ανάγκες που έχετε. Άλλα άρθρα που μπορεί να σας ενδιαφέρουν για τους αισθητήρες θερμοκρασίας:
- LM35: αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας.
- DS18B20: αισθητήρας θερμοκρασίας για υγρά.
- DHT22: αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας ακριβείας.
- DHT11: φθηνός αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας.
Εισαγωγή στο θερμίστορ
Στην αγορά μπορείτε να βρείτε πολλά θερμίστορ με διαφορετικούς εγκλεισμούς και διαφορετικούς τύπους. Όλα βασίζονται στην ίδια αρχή, το υλικό του ημιαγωγού τους (οξείδιο νικελίου, οξείδιο κοβαλτίου, οξείδιο του σιδήρου, ...) θα αλλάξει όταν η θερμοκρασία μεταβάλλεται, μεταβάλλοντας έτσι την εσωτερική αντίστασή του.
Τύποι
Μεταξύ θερμίστορ τύπους μπορούμε να επισημάνουμε δύο ομάδες:
- Θερμίστορ NTC (Συντελεστής αρνητικής θερμοκρασίας): αυτά τα θερμίστορ με αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται επίσης η συγκέντρωση φορέων φόρτισης, επομένως μειώνεται η αντίσταση τους Αυτό τα καθιστά πρακτικά ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως:
- Αισθητήρες θερμοκρασίας αρκετά συχνά σε πολλά κυκλώματα ως ανθεκτικός ανιχνευτής χαμηλών θερμοκρασιών, στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας για μετρήσεις σε κινητήρες, σε ψηφιακούς θερμοστάτες κ.λπ.
- Ξεκινώντας περιοριστής ρεύματος, όταν χρησιμοποιείτε ένα υλικό με υψηλή αρχική αντίσταση. Όταν το ρεύμα περνά μέσα από αυτά όταν το κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο, αυτή η συσκευή θερμαίνεται λόγω της αντίστασης που παρουσιάζει και καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η αντίσταση θα μειωθεί σταδιακά. Αυτό εμποδίζει την τρέχουσα ροή στο κύκλωμα να είναι πολύ υψηλή στην αρχή.
- Θερμίστορες PTC (Συντελεστής Θετικής Θερμοκρασίας): είναι άλλα θερμίστορ με θετικό συντελεστή θερμοκρασίας, με πολύ υψηλές συγκεντρώσεις προσμείξεων που τους δίνουν το αντίθετο αποτέλεσμα με τους NTCs. Δηλαδή, αντί να μειώσει την αντίσταση με την αύξηση της θερμοκρασίας, το αντίθετο αποτέλεσμα εμφανίζεται σε αυτές. Για αυτό το λόγο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ασφάλειες για την προστασία κυκλωμάτων υπερέντασης, ως χρονόμετρο για απομαγνητισμό των οθονών CRT ή καθοδικών σωλήνων, για ρύθμιση του ρεύματος των κινητήρων κ.λπ.
Γράφημα της καμπύλης αντίστασης σε σχέση με τη θερμοκρασία ενός NTC
Μην συγχέετε το θερμίστορ με το RTD (Ανιχνευτής θερμοκρασίας αντίστασης)Επειδή σε αντίθεση με αυτά, τα θερμίστορ ΔΕΝ αλλάζουν την αντίσταση σχεδόν γραμμικά. Το RTD είναι ένας τύπος θερμομέτρου αντίστασης για την ανίχνευση της θερμοκρασίας βάσει της διακύμανσης της αντίστασης του αγωγού. Το μέταλλο αυτών (χαλκός, νικέλιο, πλατίνα, ...), όταν θερμαίνεται, έχει μεγαλύτερη θερμική ανάδευση που θα διασπείρει τα ηλεκτρόνια και θα μειώσει τη μέση ταχύτητά τους (αυξάνει την αντίσταση). Επομένως, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση, όπως και με το NTC.
Και τα δύο RTD, NTC και PTC είναι αρκετά κοινά, ειδικά τα NTC. Ο λόγος είναι ότι μπορούν να εκτελέσουν το ρόλο τους με ένα πολύ μικρό μέγεθος και πολύ φθηνή τιμή. Μπορείτε αποκτήστε θερμίστορ NTC όπως το δημοφιλές MF52 για λίγη τιμή σε καταστήματα όπως το Amazon, όπως Δεν βρέθηκαν προϊόντα., καθώς και σε άλλα εξειδικευμένα καταστήματα ηλεκτρονικών ειδών.
Ως προς καρφίτσα, έχει μόνο δύο ακίδες, όπως και οι κανονικές αντιστάσεις. Ο τρόπος σύνδεσής του είναι ο ίδιος με οποιονδήποτε αντιστάτη, μόνο η τιμή αντίστασης δεν θα παραμείνει σταθερή, όπως πρέπει ήδη να γνωρίζετε. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα αποδεκτά εύρη θερμοκρασίας, τη μέγιστη υποστηριζόμενη τάση κ.λπ., μπορείτε να συμβουλευτείτε τα δεδομένα τουφύλλο δεδομένων του εξαρτήματος που έχετε αγοράσει.
Ενσωμάτωση με το Arduino
να ενσωματώστε ένα θερμίστορ στην πλακέτα Arduino, η σύνδεση δεν θα μπορούσε να είναι ευκολότερη. Είναι απαραίτητο μόνο να προσαρμοστεί αυτή η θεωρία και οι υπολογισμοί για τον κώδικα που πρέπει να δημιουργήσετε στο Arduino IDE. Στην περίπτωσή μας, έχω αναλάβει τη χρήση ενός θερμίστορ NTC, ειδικά του μοντέλου MF52. Σε περίπτωση χρήσης άλλου μοντέλου θερμίστορ, πρέπει να αλλάξετε τις τιμές A, B και C για να τις προσαρμόσετε σύμφωνα με την εξίσωση Steinhart-Hart:
Όντας T η μετρούμενη θερμοκρασία, T0 είναι η περιβαλλοντική τιμή θερμοκρασίας (μπορείτε να τη βαθμονομήσετε όπως σας ενδιαφέρει, όπως 25ºC), το R0 θα είναι η τιμή της αντίστασης του θερμίστορ NTC (στην περίπτωσή μας αυτή που παρέχεται από το δελτίο δεδομένων MF52 και δεν πρέπει σύγχυση με την αντίσταση που έχω προσθέσει στο κύκλωμα) και ο συντελεστής B ή Beta βρίσκεται στο τεχνικό φύλλο του κατασκευαστή.
El κώδικας θα ήταν λοιπόν έτσι:
#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);
}
Ελπίζω ότι αυτό το σεμινάριο σε βοήθησε ...