LM35: Анализ на най-популярния температурен датчик

Това е температурен сензор най-използваните и най-популярните. В тази статия ще анализираме акцентите на LM35, високо прецизно (а също и много евтино) устройство за измерване на температура, което се използва широко в приложения за електроника и автоматизация.

Този аналогов сензор, който измерва температурата в градуси по Целзий или Целзийs, работи в диапазон на работно напрежение, който варира от 4 V до 25 V. В тази публикация ще дадем подробно описание на LM35, включително pinout, неговата работа, протокола, който използва и други подробности.

Интегралната схема LM35 е разработена от американската компания Национален полупроводник през 1976 г. The голямо предимство Това, което беше предвидено тогава, беше, че поради ниската входна мощност на преобразувателя почти няма самонагряване на компонента, което е важно от гледна точка на точността на измерване. В момента той се използва широко в проекти, разработени на популярната платформа за създаване на електроника с отворен код Ардуино.

Това устройство за измерване на температурата три терминала Той предлага аналогово изходно напрежение, пропорционално на температурата, без необходимост от външна верига за калибриране. Това са някои от най-честите му приложения:

• Измерване на температурата в определена среда.
• Функция за термично изключване за верига или компонент в конкретен проект.
• Измерване на температурата на батерията (като начин за защита от прегряване).

LM35 Спецификации

Това са основни технически аспекти на LM35 температурен датчик:

• Температурен диапазон от -55 °C до 150 °C.
• Изходно напрежение с коефициент на мащабиране 10 mV/°C. Това означава, че напрежението се увеличава с 10 mV за всеки градус повишаване на температурата. Например 280 mV означава 28°C.
• Точност на калибриране ±0,5°C при стайна температура.*
• Необходимо захранване от 4V до 25V.
• Консумация на ток: 60 µA.

(*) Степента на прецизност може да варира в зависимост от други фактори като захранващо напрежение или условия на околната среда. От друга страна, самонагряването почти не влияе на процеса на измерване.

LM35 Температурен сензор Pinout

 

Това е PINOUT конфигурацията на LM35, която се състои от три пина (както е показано на изображението по-горе):

1. Vcc. Входен щифт или Захранващ пин, свързан към +5 V.
2. Вут. Изходен щифт, наричан още Изходен пин. Той трябва да бъде свързан с аналогов щифт на микроконтролера.
3. Земя. Щифт за заземяване (свързан към 0 V или GND).

Как работи

Ядрото на сензора LM35 съдържа a чувствителен към температура елемент, който обикновено се прави от силиций или някакъв друг твърд материал с подобни характеристики. Този елемент показва линейна промяна в своите електрически свойства в отговор на температурните промени.

Линейният аналогов изход за напрежение, който е право пропорционален на температурата, която се измерва, както вече обяснихме в раздела със спецификациите. След това има процес на калибриране, чрез който се установява връзката между температурата и съответното изходно напрежение. Стабилността на захранващото напрежение е това, което гарантира точността на показанията.

Аналоговият изход за напрежение на сензора LM35 може да се свързва без проблеми към микроконтролери, аналогово-цифрови преобразуватели и други видове електронни схемис. Може да се свърже директно с идеята за преобразуване на аналогово напрежение в цифрово отчитане на температурата. Данни, които са от голяма полза за последващ анализ и обработка.

Предимства и недостатъци на използването на сензора LM35

Има много предимства на използването на сензора LM35, поради което той се превърна в широко използван компонент с множество приложения. Това са, накратко, най-забележителните:

• Висока прецизност.
• Линеен изход.
• Широк температурен диапазон.
• Ниска консумация на енергия.
• Прост интерфейс.

Има обаче и такива слаби места които трябва да се поставят на масата, когато използвате този сензор. По принцип има две: прекомерната му чувствителност към шум, което може да повлияе на прецизността на измерванията, и фактът, че не предлага стандартен изход.

Пример за използване на LM35 с Arduino

И накрая, включваме прост проект, който ще ни помогне да разберем по-добре работата на сензора LM35. Проектът се състои в следете температурата във виртуалния терминал Arduino. Компонентите на тази верига са следните:

1. Ардуино като основен компонент, който контролира всички функции.
2. LM35 сензор за отчитане на температурата и нейното преобразуване в аналогов сигнал.
3. Аналогово-цифров преобразувател (ADC).

Стойността на температурата, отчетена от сензора, се показва на серийния терминал (или във виртуалния терминал, в случай че работим с Протей, една от най-добрите опции по отношение на симулация на електрически вериги). Всичко обяснено в тези редове е добре обобщено и графично обяснено на изображението по-горе.