Tesmistor: všetko, čo potrebujete vedieť na meranie teploty vo vašich projektoch

Rôzne snímače teploty boli analyzované v iných článkoch. Jedným z prvkov alebo zariadení, ktoré môžete použiť na meranie uvedenej teploty, je práve termistor, v angličtine termistor (tepelne citlivý rezistor alebo teplotne citlivý odpor). Ako naznačuje jeho názov, je založený na materiáli, ktorý mení svoj elektrický odpor podľa teploty, ktorej je vystavený.

Týmto spôsobom je možné pomocou jednoduchého vzorca, ktorý pozná napätie a intenzitu, ktorej je vystavený, analyzovať odpor na určiť teplotu podľa jej mierky. Používa sa však nielen ako teplotný snímač, ale môže sa tiež použiť na zmenu niektorých charakteristík obvodu na základe jeho teploty, ako ochranný prvok proti nadmernému prúdu atď.

La výber typu snímača To, čo pre svoj projekt použijete, bude závisieť od vašich potrieb. Ďalšie články, ktoré by vás mohli zaujímať o teplotných senzoroch:

• LM35: snímač teploty a vlhkosti.
• DS18B20: snímač teploty pre kvapaliny.
• DHT22: presný snímač teploty a vlhkosti.
• DHT11: lacný snímač teploty a vlhkosti.

Úvod do termistora

Na trhu nájdete veľa termistory s rôznymi zapuzdreniami a rôznych typov. Všetky sú založené na rovnakom princípe, ich polovodičový materiál (oxid nikelnatý, oxid kobaltnatý, oxid železitý, ...) sa zmení, keď sa teplota zmení, čím sa zmení jeho vnútorný odpor.

typ

Medzi typy termistorov môžeme zvýrazniť dve skupiny:

• NTC (negatívny teplotný koeficient) termistor: tieto termistory so záporným teplotným koeficientom, pri zvyšovaní teploty sa zvyšuje aj koncentrácia nosičov náboja, preto sa znižuje ich odpor. Vďaka tomu sú praktické, takže sa dajú použiť ako:
  • Teplotné snímače, ktoré sú pomerne časté v mnohých obvodoch, ako napríklad nízkoteplotný odporový detektor, v automobilovom priemysle na meranie v motoroch, v digitálnych termostatoch atď.
  • Obmedzovač štartovacieho prúdu pri použití materiálu s veľkým počiatočným odporom. Keď nimi prechádza prúd, keď je obvod zapnutý, toto zariadenie sa zahrieva na základe odporu, ktorý predstavuje, a pri zvyšovaní teploty sa odpor postupne zmenšuje. To zabráni tomu, aby bol prúdový prúd do obvodu na začiatku veľmi vysoký.
• PTC (pozitívny teplotný koeficient) termistory: sú to ďalšie termistory s kladným teplotným koeficientom, s veľmi vysokými koncentráciami dopantu, ktoré im dávajú opačný účinok ako NTC. To znamená, že namiesto znižovania odporu so zvyšujúcou sa teplotou u nich nastáva opačný efekt. Z tohto dôvodu sa dajú použiť ako poistky na ochranu nadprúdových obvodov, ako časovač na demagnetizáciu obrazoviek CRT alebo katódových trubíc, na reguláciu prúdu motorov atď.

Nezamieňajte termistor s RTD (odporový teplotný detektor)Pretože na rozdiel od nich termistory nemenia odpor takmer lineárne. RTD je typ odporového teplomeru na detekciu teploty na základe zmeny odporu vodiča. Ich kov (meď, nikel, platina, ...) má pri zahrievaní väčšie tepelné miešanie, ktoré rozptýli elektróny a zníži ich priemernú rýchlosť (zvýši sa odpor). Čím vyššia je teplota, tým väčší je odpor, ako pri NTC.

Obidva RTD, NTC a PTC sú pomerne bežné, najmä NTC. Dôvod je ten, že môžu vykonávať svoju úlohu s veľmi malé rozmery a veľmi lacná cena. Môžeš získať NTC termistory ako populárny MF52 za malú cenu v obchodoch ako Amazon, presne ako Nenašli sa žiadne produkty., ako aj v iných špecializovaných predajniach elektroniky.

Pokiaľ ide o pinov, má len dva piny, rovnako ako bežné odpory. Spôsob jeho zapojenia je rovnaký ako v prípade iného rezistora, iba hodnota odporu nezostane stabilná, ako by ste už mali vedieť. Viac informácií o akceptovaných teplotných rozsahoch, maximálnom podporovanom napätí atď. Nájdete v údajochpracovný list zakúpeného komponentu.

Integrácia s Arduino

na integrujte termistor do dosky Arduino, spojenie už nemôže byť jednoduchšie. Túto teóriu a výpočty je potrebné prispôsobiť iba kódu, ktorý musíte vygenerovať vo svojom Arduino IDE. V našom prípade som predpokladal použitie NTC termistora, konkrétne modelu MF52. V prípade použitia iného modelu termistora musíte meniť hodnoty A, B a C, aby ste ich prispôsobili podľa Steinhartovej-Hartovej rovnice:

bytia T nameraná teplota, T0 je hodnota teploty prostredia (môžete ju kalibrovať, ako máte záujem, napríklad 25 ° C), R0 by bola hodnota odporu NTC termistora (v našom prípade ten, ktorý poskytuje datasheet MF52, a nemali by ste pomýliť si to s odporom, ktorý som do obvodu pridal), a koeficient B alebo Beta nájdete v technickom liste výrobcu.

El Código bolo by to teda takto:

#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);
}

Dúfam, že vám tento návod pomohol ...