Các cảm biến nhiệt độ khác nhau đã được phân tích trong các bài báo khác. Một trong những yếu tố hoặc thiết bị mà bạn có thể sử dụng để đo nhiệt độ nói trên chính xác là nhiệt điện trở, trong tiếng Anh là thermistor (điện trở nhạy cảm với nhiệt độ hoặc điện trở nhạy cảm với nhiệt độ). Như tên gọi của nó, nó dựa trên một vật liệu thay đổi điện trở của nó theo nhiệt độ mà nó phải chịu.
Theo cách này, bằng một công thức đơn giản, biết hiệu điện thế và cường độ mà nó phải chịu, điện trở có thể được phân tích thành xác định nhiệt độ theo quy mô của nó. Nhưng nó không chỉ được sử dụng như một cảm biến nhiệt độ, nó còn có thể được sử dụng để thay đổi một số đặc tính của mạch dựa trên nhiệt độ của nó, như một phần tử bảo vệ chống lại dòng điện quá mức, v.v.
La lựa chọn loại cảm biến Những gì bạn sẽ sử dụng cho dự án của mình sẽ phụ thuộc vào nhu cầu bạn có. Các bài viết khác có thể bạn quan tâm về cảm biến nhiệt độ:
- LM35: cảm biến nhiệt độ và độ ẩm.
- DS18B20: cảm biến nhiệt độ cho chất lỏng.
- ĐHT22: cảm biến nhiệt độ và độ ẩm chính xác.
- ĐHT11: cảm biến nhiệt độ và độ ẩm giá rẻ.
Giới thiệu về nhiệt điện trở
Trên thị trường, bạn có thể tìm thấy rất nhiều nhiệt điện trở với các cách đóng gói khác nhau và thuộc nhiều loại khác nhau. Tất cả chúng đều dựa trên nguyên tắc giống nhau, vật liệu bán dẫn của chúng (oxit niken, oxit coban, oxit sắt, ...) sẽ bị thay đổi khi nhiệt độ thay đổi, do đó làm thay đổi nội trở của nó.
Loại
Giữa các loại nhiệt điện trở chúng ta có thể làm nổi bật hai nhóm:
- NTC (Hệ số nhiệt độ âm) Thermistor: các nhiệt điện trở này có hệ số nhiệt độ âm, khi nhiệt độ tăng thì nồng độ các hạt tải điện cũng tăng, do đó, điện trở của chúng bị giảm. Điều này làm cho chúng trở nên thiết thực để chúng có thể được sử dụng như:
- Cảm biến nhiệt độ khá thường xuyên trong nhiều mạch điện như máy dò điện trở nhiệt độ thấp, trong lĩnh vực ô tô để đo trên động cơ, trong bộ điều nhiệt kỹ thuật số, v.v.
- Bộ giới hạn dòng khởi động, khi sử dụng vật liệu có điện trở ban đầu cao. Khi dòng điện chạy qua chúng khi mạch được bật, thiết bị này nóng lên do điện trở mà nó xuất hiện và khi nhiệt độ tăng, điện trở sẽ giảm dần. Điều này ngăn cản dòng điện chạy vào mạch lúc đầu rất cao.
- PTC (Hệ số nhiệt độ dương) Nhiệt điện trở: chúng là các nhiệt điện trở khác có hệ số nhiệt độ dương, với nồng độ pha tạp rất cao gây ra tác dụng ngược lại với NTC. Tức là, thay vì hạ thấp điện trở khi nhiệt độ tăng, tác dụng ngược lại xảy ra ở chúng. Vì lý do này, chúng có thể được sử dụng như cầu chì để bảo vệ mạch quá dòng, làm bộ hẹn giờ khử từ CRT hoặc màn hình ống tia âm cực, để điều chỉnh dòng điện của động cơ, v.v.
Đồ thị của đường cong điện trở đối với nhiệt độ của NTC
Đừng nhầm lẫn nhiệt điện trở với RTD (Máy dò nhiệt độ điện trở)Vì, không giống như chúng, nhiệt điện trở KHÔNG thay đổi điện trở gần như tuyến tính. RTD là một loại nhiệt kế điện trở để phát hiện nhiệt độ dựa trên sự biến đổi của điện trở của dây dẫn. Kim loại trong số này (đồng, niken, bạch kim, ...) khi bị nung nóng có kích động nhiệt lớn hơn sẽ làm phân tán các electron và làm giảm tốc độ trung bình của chúng (làm tăng điện trở). Do đó, nhiệt độ càng cao, điện trở càng lớn, như với NTC.
Cả RTD, NTC và PTC đều khá phổ biến, đặc biệt là NTC. Lý do là họ có thể thực hiện vai trò của mình với kích thước rất nhỏ và giá rất rẻ. Bạn có thể có được nhiệt điện trở NTC như MF52 phổ biến với mức giá thấp trong các cửa hàng như Amazon, giống như Không tìm thấy sản phẩm., cũng như trong các cửa hàng điện tử chuyên dụng khác.
Khi đến pinout, nó chỉ có hai chân, giống như các điện trở bình thường. Cách kết nối của nó cũng giống như bất kỳ điện trở nào, chỉ có điều giá trị điện trở sẽ không duy trì ổn định, như bạn đã biết. Để biết thêm thông tin về phạm vi nhiệt độ được chấp nhận, điện áp được hỗ trợ tối đa, v.v., bạn có thể tham khảo dữ liệu củabảng dữliệu của thành phần bạn đã mua.
Tích hợp với Arduino
đến tích hợp một điện trở nhiệt với bảng Arduino của bạn, kết nối không thể dễ dàng hơn. Bạn chỉ cần điều chỉnh lý thuyết và tính toán đó cho mã mà bạn phải tạo trong IDE Arduino của mình. Trong trường hợp của chúng tôi, tôi đã giả định sử dụng một điện trở nhiệt NTC, cụ thể là kiểu MF52. Trong trường hợp sử dụng mô hình điện trở nhiệt khác, bạn phải thay đổi các giá trị A, B và C để điều chỉnh chúng theo phương trình Steinhart-Hart:
Là T nhiệt độ đo được, T0 là giá trị của nhiệt độ môi trường xung quanh (bạn có thể hiệu chỉnh nó khi bạn quan tâm, chẳng hạn như 25ºC), R0 sẽ là giá trị của điện trở của nhiệt điện trở NTC (trong trường hợp của chúng tôi là giá trị được cung cấp bởi bảng dữ liệu MF52 và bạn nên không nhầm lẫn nó với điện trở tôi đã thêm vào mạch), và hệ số B hoặc Beta có thể được tìm thấy trong bảng kỹ thuật của nhà sản xuất.
El có màu do đó nó sẽ trông như thế này:
#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);
}
Tôi hy vọng hướng dẫn này đã giúp bạn ...