LM35: Analiza celui mai popular senzor de temperatură

Este senzor de temperatură cel mai folosit și cel mai popular. În acest articol vom analiza punctele importante ale LM35, un dispozitiv de măsurare a temperaturii de înaltă precizie (și, de asemenea, foarte ieftin), care este utilizat pe scară largă în aplicații de electronică și automatizare.

Acest senzor analog, care măsoară temperatura în grade centigrade sau Celsius, funcționează într-un interval de tensiune de funcționare cuprins între 4 V și 25 V. În acest post vom oferi o descriere detaliată a LM35, inclusiv pinout, funcționarea acestuia, protocolul pe care îl folosește și alte detalii.

Circuitul integrat LM35 a fost dezvoltat de compania americană Semiconductori Naționali în 1976. The mare avantaj Ceea ce s-a prevăzut la acea vreme a fost că, din cauza puterii reduse de intrare a convertorului, nu există aproape nicio autoîncălzire a componentei, ceea ce este important din punct de vedere al preciziei măsurătorii. În prezent, este utilizat pe scară largă în proiectele dezvoltate pe populara platformă de creare electronică open source Arduino.

Acest dispozitiv de măsurare a temperaturii trei terminale Ofera o tensiune de iesire analogica proportionala cu temperatura, fara a fi nevoie de vreun circuit de calibrare extern. Acestea sunt unele dintre cele mai frecvente aplicații ale sale:

• Măsurători de temperatură într-un anumit mediu.
• Funcție de oprire termică pentru un circuit sau componentă dintr-un anumit proiect.
• Măsurarea temperaturii bateriei (ca o modalitate de a proteja împotriva supraîncălzirii).

Specificații LM35

Acestea sunt aspecte tehnice de bază a senzorului de temperatură LM35:

• Interval de temperatură de la -55 °C la 150 °C.
• Tensiune de ieșire cu factor de scară de 10 mV/°C. Aceasta înseamnă că tensiunea crește cu 10 mV pentru fiecare grad de creștere a temperaturii. De exemplu, 280 mV înseamnă 28°C.
• Precizia calibrării ±0,5°C la temperatura camerei.*
• Necesită alimentare de la 4V la 25V.
• Consum de curent: 60 µA.

(*) Gradul de precizie poate varia în funcție de alți factori, cum ar fi tensiunea de alimentare sau condițiile de mediu. Pe de altă parte, autoîncălzirea influențează cu greu procesul de măsurare.

Pinout senzor de temperatură LM35

 

Aceasta este configurația PINOUT a LM35, care este alcătuită din trei pini (așa cum se arată în imaginea de mai sus):

1. Vcc. pin de intrare sau Pin de alimentare, conectat la +5 V.
2. Vout. Pin de ieșire, numit și Pin de ieșire. Trebuie să fie conectat cu un pin analog al microcontrolerului.
3. Sol. Pin „Ground” (conectat la 0 V sau GND).

Cum funcționează

Miezul senzorului LM35 conține a element sensibil la temperatură, care este în general alcătuită din siliciu sau alt material solid cu caracteristici similare. Acest element prezintă o schimbare liniară a proprietăților sale electrice ca răspuns la variațiile de temperatură.

Tensiunea de ieșire analogică liniară care este direct proporțională cu temperatura măsurată, așa cum am explicat deja în secțiunea specificații. Pe urmă, există procesul de calibrare, prin care se stabilește relația dintre temperatură și tensiunea de ieșire corespunzătoare. Stabilitatea tensiunii de alimentare este cea care garantează acuratețea citirilor.

Ieșirea de tensiune analogică a senzorului LM35 poate fi conectat fără probleme la microcontrolere, convertoare analog-digitale și alte tipuri de circuite electronices. Poate fi conectat direct la ideea de a converti tensiunea analogică într-o citire digitală a temperaturii. Date care sunt de mare ajutor pentru analiza și prelucrarea ulterioară.

Avantajele și dezavantajele utilizării senzorului LM35

Există multe avantaje de utilizarea senzorului LM35, motiv pentru care a devenit o componentă utilizată pe scară largă cu numeroase aplicații. Acestea sunt, pe scurt, cele mai notabile:

• Precizie ridicată.
• Ieșire liniară.
• Gamă largă de temperatură.
• Consum redus de energie.
• Interfață simplă.

Cu toate acestea, există și unele puncte slabe care trebuie pus pe masă atunci când utilizați acest senzor. Practic, sunt două: sensibilitatea sa excesivă la zgomot, care poate afecta precizia măsurătorilor, și faptul că nu oferă o ieșire standard.

Exemplu de utilizare a LM35 cu Arduino

În sfârșit, includem un proiect simplu care ne va ajuta să înțelegem mai bine funcționarea senzorului LM35. Proiectul consta in monitorizați temperatura în terminalul virtual Arduino. Componentele acestui circuit sunt următoarele:

1. Arduino ca componentă principală care controlează toate funcțiile.
2. Senzor LM35 pentru detectarea temperaturii și conversia acesteia într-un semnal analogic.
3. Convertor analog-digital (ADC).

Valoarea temperaturii detectate de senzor este afișată pe terminalul serial (sau în terminalul virtual în cazul în care lucrăm cu Proteus, una dintre cele mai bune opțiuni în ceea ce privește simularea circuitelor electrice). Tot ce este explicat în aceste rânduri este bine rezumat și explicat grafic în imaginea de mai sus.