Esempio di base di termistore NTC e Arduino: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Como hemos visto en un tutorial anterior, aunque con un microcontrolador no podemos medir directamente una resistencia, podemos hacer use de un divisore de tensión para transformar el valor de una resistencia en un equivalente de voltaje.

Aunque con ello podríamos construir un ohmímetro (medidor de resistencia) básico, no es que sea el uso más práctico que le podemos dar.

Esistono vari componenti di base nell'elettronica che rilevano le variazioni di un parametro nell'ambiente e si trasformano in una variazione di resistenza. Esta es una caratteristica que podemos explotarmente positiva (también tiene su contraparte negativa, cuando esperamos estabilidad de los componentis) per sensori di base emplear con nuestro microcontrolador.

Podemos emplear diferentes sensors para diferentes parámetro que busquemos medir, pero en este ejemplo emplearemos el más común: un termistor.

Passaggio 1: Termistore: NTC e PTC

En la maioría de casos, il tipo di termistores que se usan son NTC (sigla in inglese di coefficiente di temperatura negativa). Pero esistono dei tipi di termistore: NTC e PTC.

Su diferencia es muy simple, la forma en la que varía su resistencia es inversa. En un NTC si aumenta la temperatura diminuisce la resistenza; en un PTC al aumenta la temperatura aumenta la resistenza.

Un uso abituale di PTC, per caratteristiche, es en sistema de protección de circuitos, en forma de fusibili rigenerabili. Si hacemos pasar mayor corriente por un fusible de la que permite su denominación, se fundirá y deberemos cambiarlo (con lo que ello implica si se trata de un aparato de consumo que no debería abrir quien no tenga un mínimo de conocimiento en electricidad y electrónica).

Con los fusibles regenerables (hay varias denominaciones: fusible reseteable, polyfuse, polyswitch, PPTC…) si se hace pasar más corriente de la permitida, el elemento se calentará y al aumentar su resistencia en varios órdenes de magnitud dejará de alimentarse el circuito. Cuando el elemento se enfríe de nuevo, volverá a su funcionamiento normal.

Es abituale encontrarlo en placas de desarrollo come las Arduino, aunque en el case de Arduino simplemente actúan come protección del puerto USB y no del conjunto de la alimentación. Sea como sea, ¡lo mejor es no tener que probar que el fusible funcione!

Respecto a nuestro NTC no hay mucho más que decir, su funcionamiento es simple: mayor temperatura -> menor resistencia y con ello, mayor flujo de corriente eléctrica que podemos medir come una diferencia de voltaje gracias a nuestro divisor de tensión.

Passaggio 2: montaggio

En nuestra configuración hemos elegido que el termistor sea R1 mientras que R2 será una resistencia de valor fijo. El montaje se puede ver claramente en los esquemas sin que ofrezca demasiada duda. Empleamos la entrada analógica A0 para obtener el voltaje resultado del divisore de tensión.

Seleccionar la resistencia apropiada es algo que debemos valorar en base al rango de temperaturas que pensamos medir. En un termistor NTC de 10K, su value de 10K se alcanzará entorno a los 25ºC.

Per quanto generale non è necessario cambiar il valore della resistenza, 25ºC entra dentro la scala abituale della medicina di questo tipo di NTC, pero si manera abituale speramos medir temperaturas en un horno o en un congelador, podemos escoger una resistencia distinta.

Lo que debemos es tomar una resistencia del valor igual (más incontrano) al valor del NTC en el centro de la escala que va a trabajar el NTC. Si por ejemplo esperamos medir temperatures entre -20ºC e -10ºC, es mejor que usemos una resistencia fija de 70KΩ que de 10KΩ.

Para obtener el valor que mejor se ajuste a nuestras necesidades debemos medir directamente la resistencia del NTC en unas condiciones determinadas (con un polímetro, por ejemplo) o bien consultar alguna de las tablas precalculadas. Le caratteristiche delle NTC di 10K non consentono di ottenere grandi margini di caratteristiche tra i produttori.

Passaggio 3: materiale

Para este montaje vamos a emplear los siguientes materials y herramientas

1x Placa Nano

1x tagliere da 400 punti

1x Termistore NTC da 10K

1x Resistenza da 10K

Passaggio 4: trasformare la resistenza in temperatura

Hasta el momento, nuestro montaje nos podría devolver simplemente el voltaje resultado del divisore de tensión, que podemos transformar en resistencia como ya vimos en otro tutorial. Pero a nosotros la resistencia no nos dice nada, ¡queremos la temperatura!

Podríamos felizmente pensar que la resistencia se puede transformar en temperatura con un simple cambio entre unidades equivalentes. Igual que quien transforma centímetros en pulgadas. Hay en la red muchos ejemplos que hacen poco más que eso, pero su precisión es muy muy dudosa.

Los termistores NTC non tiene un comportamento lineare, una variazione della resistenza può significare un cambio di temperatura mayor o menor, dependiendo de la temperatura. Es por ello que no nos llega con emplear un factor de conversión. Si lo queremos hacer davvero bien, debemos emplear o bien el modelo beta o bien el modelo Steinhart-Hart. El segundo es más preciso que el primero, aunque existen otras limitazioneciones de Exactitud que se van a hacer evidentes antes.

En ambos cases debemos conocer varis parámetros específicos del termistor que estamos empleando, en ocasiones los fabricantes ofrecen un dato genérico, pero siempre es mejor calcularlo haciendo medicineones del propio termistor. Debemos cuanto menos tener 3 medicines de temperatura y resistencia, estando en el medio y ambos extremos de la escala.

Las ecuaciones para ambos modelos se pueden encontrar en la red de manera sencilla, aunque para mucha gente es posible que sea algo engorroso el solucionarlas para obtener los parámetros deseados. Per ello podemos hacer uso de una calculadora específica:

En ella introduciremos los pares de datos que hemos medido y nos dará los parámetros para ambos modelos. Si no es posible que hagamos una lectura precisa de los valores de nuestra NTC, podemos consultar una tabla genérica y tomar de ahí los pares de valores para introducir en la calculadora. Pero perderemos precision y ajuste.

Passaggio 5: codice

Todo lo que hemos explicado antes, lo hemos transformado en código. Simplemente debemos introducir los parámetros A, B y C (que hemos obtenido de la calculadora) y además la R2 que estemos usando.

Los cálculos los hará la función que hemos definedo y nos devolverá el resultado. Per configurare la tensione e la risoluzione della lettura che si può fare con Arduino, la precisione dell'oscillazione è a 0.1ºC.