Ардуино и измерение температуры: расчеты термистора и проектирование схемы

Измерение температуры является распространенным применением в проектах электроники, часто достигаемым с помощью термостимуляторов с микроконтроллерами Arduino.Понимание того, как вычислять изменения сопротивления и конструировать схемы, необходимо для точных показаний.

Термисторы и их типы

Термисторы - чувствительные к температуре резисторы, которые меняют сопротивление с температурой. Есть два основных типа:

• NTC (отрицательный температурный коэффициент): Сопротивление уменьшается по мере повышения температуры.
• PTC (Позитивный температурный коэффициент): Сопротивление увеличивается по мере увеличения температуры.

Расчет сопротивления и температуры

Сопротивление термистора при определенной температуре можно рассчитать с помощью уравнения Штайнхарт-Харта или упрощенного уравнения бета-параметра.

R_T = R₀ * exp(B* (1/T — 1/T₀))

Где:

• R_T: Сопротивление при температуре T
• R₀: Сопротивление при контрольной температуре T₀
• B: коэффициент бета (предоставленный таблицей данных терморезистора)
• Т: Температура в Кельвине
• T₀: эталонная температура в Кельвине

Конструкция схемы для измерения температуры

Общая схема предполагает подключение термистора в конфигурации делителя напряжения с известным резистором.Напряжение по термистору считывается аналоговым входом Arduino для определения температуры.

Ключевые шаги включают:

• Выбор соответствующего значения резистора на основе сопротивления термистора.
• Соединение термистора и резистора последовательно между V_cc и землей.
• Измерение напряжения в точке соединения с аналоговым штифтом Arduino.

Затем показания напряжения могут быть преобразованы в сопротивление и температуру с использованием предоставленных формул.