Interfaceando o termistor com o Arduino para medir e exibir a temperatura no LCD

Usar um termistor é uma maneira fácil e barata de sentir a temperatura. E para medir a temperatura exata com termistor, será necessário um microcontrolador. Então, aqui estamos usando o Arduino com termistor para ler a temperatura e um LCD para exibir a temperatura. É útil em vários projetos, como estação meteorológica remota, automação residencial e proteção e controle de equipamentos industriais e eletrônicos.

Neste tutorial, faremos a interface do termistor com o Arduino e exibiremos a temperatura no LCD. Você pode fazer vários projetos baseados em circuitos eletrônicos usando termistor, alguns deles estão listados abaixo:

Ventilador DC com temperatura controlada usando termistor
Alarme de incêndio usando termistor

Componentes necessários:

Termistor NTC 10k
Arduino (qualquer versão)
Resistor de 10k ohm
Fios de conexão

Diagrama de circuito

O termistor fornece o valor da temperatura de acordo com a mudança na resistência elétrica nele. Neste circuito, o pino analógico no Arduino é conectado com o termistor e pode fornecer apenas os valores ADC, portanto, a resistência elétrica do termistor não é calculada diretamente. Portanto, o circuito é feito para ser como um circuito divisor de tensão, conforme mostrado na figura acima, conectando uma resistência conhecida de 10k ohm em série com o NTC. Usando este divisor de tensão, podemos obter a tensão através do termistor e com essa tensão podemos derivar a resistência do termistor naquele momento. E, finalmente, podemos obter o valor da temperatura colocando a resistência do termistor na equação de Stein-Hart, conforme explicado nas seções abaixo.

Termistor

O principal componente deste circuito é o termistor, que tem sido usado para detectar o aumento da temperatura. O termistor é um resistor sensível à temperatura, cuja resistência muda de acordo com a temperatura. Existem dois tipos de termistor NTC (Coeficiente de Temperatura Negativa) e PTC (Coeficiente de Temperatura Positiva), estamos usando um termistor do tipo NTC. O termistor NTC é um resistor cuja resistência diminui com o aumento da temperatura, enquanto no PTC aumenta a resistência com o aumento da temperatura.

Calculando a temperatura usando termistor:

Sabemos do circuito divisor de tensão que:

V _out = (V _in * Rt) / (R + Rt)

Portanto, o valor de Rt será:

Rt = R (Vin / Vout) - 1

Aqui, Rt será a resistência do termistor e R será o resistor de 10k ohm. Você também pode calcular os valores com esta calculadora divisora de tensão.

Esta equação é usada para o cálculo da resistência do termistor a partir do valor medido da tensão de saída Vo. Podemos obter o valor da Voltagem Vout do valor ADC no pino A0 do Arduino, conforme mostrado no código do Arduino fornecido abaixo.

Cálculo da temperatura a partir da resistência do termistor:

Matematicamente, a resistência do termistor só pode ser calculada com a ajuda da equação de Stein-Hart.

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

Onde, A, B e C são as constantes, Rt é a resistência do termistor e ln representa o log.

O valor constante para o termistor usado no projeto é A = 1,009249522 × 10 ⁻³, B = 2,378405444 × 10 ⁻⁴, C = 2,019202697 × 10 ⁻⁷. Esses valores constantes podem ser obtidos aqui com a calculadora, inserindo os três valores de resistência do termistor em três temperaturas diferentes. Você pode obter esses valores constantes diretamente da folha de dados do termistor ou pode obter três valores de resistência em temperaturas diferentes e obter os valores constantes usando a calculadora fornecida.

Portanto, para calcular a temperatura, precisamos apenas do valor da resistência do termistor. Depois de obter o valor de Rt do cálculo dado acima, coloque os valores na equação de Stein-hart e obteremos o valor da temperatura na unidade de kelvin. Como há pequena alteração na tensão de saída causa alteração na temperatura.

Código do termistor Arduino

O código completo do Arduino para fazer a interface do termistor com o Arduino é fornecido no final deste artigo. Aqui explicamos algumas partes dele.

Para realizar a operação matemática, usamos o arquivo de cabeçalho “#include ” e para o arquivo de cabeçalho LCD é “#include " Temos que atribuir os pinos do LCD usando o código

LiquidCrystal lcd (44,46,40,52,50,48);

Para configurar o LCD no momento do início, temos que escrever o código na parte de configuração do void

Configuração de vazio () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }

Para o cálculo da temperatura pela equação de Stein-Hart usando a resistência elétrica do termistor, realizamos algumas equações matemáticas simples no código, conforme explicado no cálculo acima:

float a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; float T, logRt, Tf, Tc; termistor flutuante (int Vo) {logRt = log (10000,0 * ((1024,0 / Vo-1))); T = (1,0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // Obtemos o valor da temperatura em Kelvin a partir desta equação de Stein-Hart Tc = T - 273,15; // Converter Kelvin em Celsius Tf = (Tc * 1.8) + 32.0; // Converte Kelvin para Fahrenheit return T; }

No código a seguir, o termistor de função está lendo o valor do pino analógico do Arduino, lcd.print ((Termistor (analogRead (0))));

e esse valor é obtido no código abaixo e então o cálculo é iniciado a impressão

termistor flutuante (int Vo)

Medindo a temperatura com termistor e Arduino:

Para fornecer a alimentação ao Arduino, você pode ligá-lo via USB ao seu laptop ou conectar um adaptador de 12v. Um LCD é conectado ao Arduino para exibir os valores de temperatura e o termistor é conectado de acordo com o diagrama de circuito. O pino analógico (A0) é usado para verificar a tensão do pino do termistor a cada momento e após o cálculo usando a equação de Stein-Hart através do código do Arduino podemos obter a temperatura e exibi-la no LCD em graus Celsius e Fahrenheit.