Tesmistor: wszystko, co musisz wiedzieć, aby zmierzyć temperaturę w swoich projektach

termistor

W innych artykułach przeanalizowano różne czujniki temperatury. Jednym z elementów lub urządzeń, których możesz użyć do pomiaru tej temperatury, jest właśnie termistor, w języku angielskim termistor (rezystor wrażliwy na ciepło lub rezystor wrażliwy na temperaturę). Jak sama nazwa wskazuje, opiera się na materiale, który zmienia swój opór elektryczny w zależności od temperatury, na którą jest narażony.

W ten sposób za pomocą prostego wzoru, znając napięcie i natężenie, któremu jest poddawane, można przeanalizować rezystancję określić temperaturę zgodnie z jego skalą. Ale służy nie tylko jako czujnik temperatury, ale może być również używany do zmiany niektórych charakterystyk obwodu w oparciu o jego temperaturę, jako element zabezpieczający przed nadmiernym prądem itp.

La wybór typu czujnika To, co zamierzasz wykorzystać w swoim projekcie, będzie zależało od Twoich potrzeb. Inne artykuły, które mogą Cię zainteresować na temat czujników temperatury:

  • LM35: czujnik temperatury i wilgotności.
  • DS18B20: czujnik temperatury cieczy.
  • DHT22: precyzyjny czujnik temperatury i wilgotności.
  • DHT11: tani czujnik temperatury i wilgotności.

Wprowadzenie do termistora

symbol termistora

Na rynku można znaleźć wiele termistory z różnymi rodzajami kapsułkowania i różnymi typami. Wszystkie z nich opierają się na tej samej zasadzie, ich materiał półprzewodnikowy (tlenek niklu, tlenek kobaltu, tlenek żelaza, ...) będzie zmieniany wraz ze zmianami temperatury, zmieniając w ten sposób jego rezystancję wewnętrzną.

Rodzaje

Wśród typy termistorów możemy wyróżnić dwie grupy:

  • Termistor NTC (ujemny współczynnik temperaturowy): te termistory o ujemnym współczynniku temperaturowym, wraz ze wzrostem temperatury wzrasta również stężenie nośników ładunku, przez co zmniejsza się ich rezystancja. Dzięki temu są praktyczne, dzięki czemu mogą być używane jako:
    • Czujniki temperatury, które są dość częste w wielu obwodach, takich jak niskotemperaturowy czujnik rezystancyjny, w branży motoryzacyjnej do pomiarów w silnikach, w termostatach cyfrowych itp.
    • Ogranicznik prądu rozruchowego w przypadku użycia materiału o dużej rezystancji początkowej. Gdy prąd przepływa przez nie, gdy obwód jest włączony, urządzenie to nagrzewa się ze względu na opór, który przedstawia, a wraz ze wzrostem temperatury rezystancja będzie stopniowo maleć. Zapobiega to początkowemu bardzo dużemu przepływowi prądu do obwodu.
  • Termistory PTC (o dodatnim współczynniku temperaturowym): są to inne termistory o dodatnim współczynniku temperaturowym, z bardzo wysokimi stężeniami domieszek, które dają im efekt odwrotny do NTC. Oznacza to, że zamiast obniżać opór wraz ze wzrostem temperatury, występuje w nich odwrotny efekt. Z tego powodu mogą być używane jako bezpieczniki do ochrony obwodów nadprądowych, jako zegar do rozmagnesowania wyświetlaczy CRT lub katodowych, do regulacji prądu silników itp.
Wykres termistora NTC

Wykres krzywej oporu w odniesieniu do temperatury NTC

Nie mylić termistora z RTD (rezystancyjny czujnik temperatury)Ponieważ, w przeciwieństwie do nich, termistory NIE zmieniają rezystancji prawie liniowo. RTD to rodzaj termometru oporowego do wykrywania temperatury na podstawie zmian rezystancji przewodu. Ich metal (miedź, nikiel, platyna, ...) po podgrzaniu ma większe mieszanie termiczne, które rozprasza elektrony i zmniejsza ich średnią prędkość (zwiększa opór). Dlatego im wyższa temperatura, tym większa rezystancja, jak w przypadku NTC.

Zarówno RTD, NTC, jak i PTC są dość powszechne, zwłaszcza NTC. Powodem jest to, że mogą wykonywać swoją rolę za pomocą pliku bardzo mały rozmiar i bardzo niska cena, można kup termistory NTC, takie jak popularny MF52 za niewielką cenę w sklepach takich jak Amazon, po prostu Nie znaleziono produktów, a także w innych wyspecjalizowanych sklepach z elektroniką.

Jeśli chodzi pinoutma tylko dwa piny, tak jak zwykłe rezystory. Sposób podłączenia jest taki sam jak każdego rezystora, tylko wartość rezystancji nie pozostanie stabilna, o czym powinieneś już wiedzieć. Więcej informacji na temat dopuszczalnych zakresów temperatur, maksymalnego obsługiwanego napięcia itp. Można znaleźć w danycharkusz danych zakupionego komponentu.

Integracja z Arduino

Schemat Arduino z termistorem

do Zintegruj termistor z płytą Arduino, połączenie nie może być prostsze. Konieczne jest tylko dostosowanie tej teorii i obliczeń do kodu, który musisz wygenerować w swoim Arduino IDE. W naszym przypadku założyłem użycie termistora NTC, a konkretnie modelu MF52. W przypadku korzystania z innego modelu termistora należy zmieniać wartości A, B i C, aby dostosować je zgodnie z równaniem Steinharta-Harta:

Równanie modelu Steinharta-Harta

Bycie T zmierzona temperatura, T0 to wartość temperatury otoczenia (możesz ją skalibrować według własnego uznania, np. 25ºC), R0 to wartość rezystancji termistora NTC (w naszym przypadku podana w arkuszu danych MF52 i powinieneś nie mylić tego z oporem, który dodałem do obwodu), a współczynnik B lub Beta można znaleźć w karcie technicznej producenta.

El kod byłoby więc tak:

#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);
}

Mam nadzieję, że ten samouczek ci pomógł ...


Bądź pierwszym który skomentuje

Zostaw swój komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

*

*

  1. Odpowiedzialny za dane: Miguel Ángel Gatón
  2. Cel danych: kontrola spamu, zarządzanie komentarzami.
  3. Legitymacja: Twoja zgoda
  4. Przekazywanie danych: Dane nie będą przekazywane stronom trzecim, z wyjątkiem obowiązku prawnego.
  5. Przechowywanie danych: baza danych hostowana przez Occentus Networks (UE)
  6. Prawa: w dowolnym momencie możesz ograniczyć, odzyskać i usunąć swoje dane.