Arduino und Temperaturmessung: Thermistorberechnungen und Schaltungsdesign

Temperaturmessung ist eine häufige Anwendung in Elektronikprojekten, die oft mit Arduino-Mikrocontrollern mit Thermistoren erreicht wird.

Thermistoren und ihre Typen

Thermistoren sind temperaturempfindliche Widerstände, die den Widerstand mit der Temperatur verändern.

• NTC (Negative Temperature Coefficient): Der Widerstand nimmt ab, wenn die Temperatur zunimmt.
• PTC (Positive Temperature Coefficient): Der Widerstand nimmt mit zunehmender Temperatur zu.

Berechnung von Widerstand und Temperatur

Der Widerstand eines Thermistors bei einer bestimmten Temperatur kann mit der Steinhart-Hart-Gleichung oder einer vereinfachten Beta-Parameter-Gleichung berechnet werden.

R_T = R₀ * exp(B * (1/T - 1/T₀)

Wobei:

• R_T: Widerstand bei Temperatur T
• R₀: Widerstand bei der Bezugstemperatur T₀
• B: Beta-Koeffizient (durch Thermistor-Datenblatt bereitgestellt)
• T: Temperatur in Kelvin
• T₀: Bezugstemperatur in Kelvin

Schaltungsaufbau für die Temperaturmessung

Eine gemeinsame Schaltung besteht darin, den Thermistor in einer Spannungsteileranordnung mit einem bekannten Widerstand zu verbinden, wobei die Spannung am Thermistor durch den Arduino-Analogeingang zur Bestimmung der Temperatur ausgelesen wird.

Zu den wichtigsten Schritten gehören:

• Wählen eines geeigneten Widerstandswerts basierend auf dem Thermistorwiderstand.
• Verbinden des Thermistors und des Widerstands in Reihe zwischen V_cc und Masse.
• Messung der Spannung am Verbindungspunkt mit Arduino Analogpin.

Der Spannungswert kann dann mit den angegebenen Formeln in Widerstand und Temperatur umgerechnet werden.