LM35: Analyse des beliebtesten Temperatursensors

Es ist das Temperatursensor am häufigsten verwendet und am beliebtesten. In diesem Artikel werden wir die Highlights des analysieren LM35, ein hochpräzises (und auch sehr günstiges) Temperaturmessgerät, das in Elektronik- und Automatisierungsanwendungen weit verbreitet ist.

Dieser analoge Sensor misst die Temperatur in Grad Celsius oder Celsius, arbeitet in einem Betriebsspannungsbereich von 4 V bis 25 V. In diesem Beitrag geben wir eine detaillierte Beschreibung des LM35, einschließlich der Pinbelegung, seiner Funktionsweise, des verwendeten Protokolls und anderer Details.

Der integrierte Schaltkreis LM35 wurde von dem amerikanischen Unternehmen entwickelt National Semiconductor im Jahr 1976. Die großer Vorteil Damals wurde vorausgesetzt, dass es aufgrund der geringen Eingangsleistung des Wandlers kaum zu einer Eigenerwärmung des Bauteils kommt, was aus Sicht der Messgenauigkeit wichtig ist. Derzeit wird es häufig in Projekten verwendet, die auf der beliebten Open-Source-Plattform zur Elektronikerstellung entwickelt werden Arduino.

Dieses Temperaturmessgerät drei Anschlüsse Es bietet eine analoge Ausgangsspannung proportional zur Temperatur, ohne dass eine externe Kalibrierungsschaltung erforderlich ist. Diese sind einige seiner häufigsten Anwendungen:

• Temperaturmessungen in einer bestimmten Umgebung.
• Funktion zur thermischen Abschaltung eines Stromkreises oder einer Komponente in einem bestimmten Projekt.
• Batterietemperaturmessung (zum Schutz vor Überhitzung).

LM35-Spezifikationen

Dies sind die grundlegende technische Aspekte des LM35-Temperatursensors:

• Temperaturbereich von -55 °C bis 150 °C.
• Ausgangsspannung mit Skalierungsfaktor von 10 mV/°C. Das bedeutet, dass sich die Spannung mit jedem Grad Temperaturanstieg um 10 mV erhöht. Beispielsweise bedeuten 280 mV 28 °C.
• Kalibrierungsgenauigkeit ±0,5°C bei Raumtemperatur.*
• Stromversorgung erforderlich von 4 V bis 25 V.
• Stromaufnahme: 60 µA.

(*) Der Grad der Präzision kann abhängig von anderen Faktoren wie der Versorgungsspannung oder den Umgebungsbedingungen variieren. Andererseits beeinflusst die Eigenerwärmung den Messvorgang kaum.

Pinbelegung des LM35-Temperatursensors

 

Dies ist die PINOUT-Konfiguration des LM35, die aus drei Pins besteht (wie im Bild oben gezeigt):

1. Vcc. Eingangspin bzw Stromanschluss, angeschlossen an +5 V.
2. Vout. Ausgangspin, auch „Ausgangspin“ genannt Ausgangspin. Es muss mit einem analogen Pin des Mikrocontrollers verbunden werden.
3. Boden. „Ground“-Pin (verbunden mit 0 V oder GND).

So funktioniert es

Der LM35-Sensorkern enthält a temperaturempfindliches Element, das im Allgemeinen aus besteht Silizium oder ein anderes festes Material mit ähnlichen Eigenschaften. Dieses Element zeigt eine lineare Änderung seiner elektrischen Eigenschaften als Reaktion auf Temperaturschwankungen.

Der lineare analoge Spannungsausgang, der direkt proportional zur gemessenen Temperatur ist, wie wir bereits im Abschnitt „Spezifikationen“ erläutert haben. Danach gibt es Kalibrierungsprozess, wodurch der Zusammenhang zwischen der Temperatur und der entsprechenden Ausgangsspannung hergestellt wird. Die Stabilität der Versorgungsspannung garantiert die Genauigkeit der Messwerte.

Der analoge Spannungsausgang des LM35-Sensors können problemlos an Mikrocontroller, Analog-Digital-Wandler und andere Arten elektronischer Schaltungen angeschlossen werdenS. Es kann direkt mit der Idee verbunden werden, analoge Spannung in einen digitalen Temperaturmesswert umzuwandeln. Daten, die für die spätere Analyse und Verarbeitung eine große Hilfe sind.

Vor- und Nachteile der Verwendung des LM35-Sensors

Es gibt viele Vorteile des Einsatzes des LM35-Sensors, weshalb dieser zu einem weit verbreiteten Bauteil mit zahlreichen Anwendungen geworden ist. Zusammenfassend sind dies die bemerkenswertesten:

• Hohe Präzision.
• Linearer Ausgang.
• Großer Temperaturbereich.
• Geringer Energieverbrauch.
• Einfache Benutzeroberfläche.

Allerdings gibt es auch welche Schwachstellen Das muss bei der Verwendung dieses Sensors auf den Tisch gelegt werden. Im Wesentlichen gibt es zwei Gründe: die übermäßige Empfindlichkeit gegenüber Rauschen, die die Präzision der Messungen beeinträchtigen kann, und die Tatsache, dass es keinen Standardausgang bietet.

Beispiel für die Verwendung von LM35 mit Arduino

Abschließend fügen wir ein einfaches Projekt hinzu, das uns helfen wird, die Funktionsweise des LM35-Sensors besser zu verstehen. Das Projekt besteht aus Überwachen Sie die Temperatur im virtuellen Arduino-Terminal. Die Komponenten dieser Schaltung sind die folgenden:

1. Arduino als Hauptkomponente, die alle Funktionen steuert.
2. LM35-Sensor zur Temperaturerfassung und deren Umwandlung in ein analoges Signal.
3. Analog-Digital-Wandler (ADC).

Der vom Sensor erfasste Temperaturwert wird auf dem seriellen Terminal angezeigt (oder auf dem virtuellen Terminal, falls wir damit arbeiten). Proteus, eine der besten Optionen für die Simulation elektrischer Schaltkreise). Alles, was in diesen Zeilen erklärt wird, ist im Bild oben gut zusammengefasst und grafisch erklärt.