Tesmistor: كل ما تحتاج إلى معرفته لقياس درجة الحرارة في مشاريعك

الثرمستور

تم تحليل مجسات مختلفة لدرجة الحرارة في مقالات أخرى. أحد العناصر أو الأجهزة التي يمكنك استخدامها لقياس درجة الحرارة المذكورة هو بالضبط الثرمستور، في الثرمستور الإنجليزي (مقاوم حساس حراريًا أو مقاومة حساسة لدرجة الحرارة). كما يوحي اسمها ، فهي تعتمد على مادة تغير مقاومتها الكهربائية وفقًا لدرجة الحرارة التي تتعرض لها.

بهذه الطريقة ، عن طريق صيغة بسيطة ، مع معرفة الجهد والشدة التي يتعرض لها ، يمكن تحليل المقاومة إلى تحديد درجة الحرارة حسب حجمها. ولكن لا يتم استخدامه فقط كمستشعر لدرجة الحرارة ، بل يمكن استخدامه أيضًا لتغيير بعض خصائص الدائرة بناءً على درجة حرارتها ، كعنصر حماية ضد التيار الزائد ، إلخ.

La اختيار نوع المستشعر يعتمد ما ستستخدمه لمشروعك على احتياجاتك. مقالات أخرى قد تهمك حول مجسات درجة الحرارة:

  • LM35: مستشعر درجة الحرارة والرطوبة.
  • DS18B20: مستشعر درجة حرارة السوائل.
  • DHT22: دقة استشعار درجة الحرارة والرطوبة.
  • DHT11: رخيصة استشعار درجة الحرارة والرطوبة.

مقدمة عن الثرمستور

رمز الثرمستور

في السوق يمكنك أن تجد الكثير من الثرمستورات مع تغليفات مختلفة وأنواع مختلفة. كلهم يعتمدون على نفس المبدأ ، موادهم شبه الموصلة (أكسيد النيكل ، أكسيد الكوبالت ، أكسيد الحديديك ، ...) سوف تتغير عندما تتغير درجة الحرارة ، وبالتالي تغيير مقاومتها الداخلية.

نوع

بين أنواع الثرمستور يمكننا تحديد مجموعتين:

  • NTC (معامل درجة الحرارة السلبية) الثرمستور: هذه الثرمستورات ذات معامل درجة الحرارة السالب ، مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد أيضًا تركيز حاملات الشحنة ، وبالتالي تقل مقاومتها. هذا يجعلها عملية بحيث يمكن استخدامها على النحو التالي:
    • مستشعرات درجة الحرارة الشائعة جدًا في العديد من الدوائر مثل كاشف مقاومة درجات الحرارة المنخفضة ، في قطاع السيارات للقياسات على المحركات ، في منظمات الحرارة الرقمية ، إلخ.
    • بدء المحدد الحالي ، عند استخدام مادة ذات مقاومة أولية عالية. عندما يمر التيار من خلالها عند تشغيل الدائرة ، يسخن هذا الجهاز بسبب المقاومة التي يقدمها ومع ارتفاع درجة الحرارة ، ستنخفض المقاومة تدريجياً. هذا يمنع تدفق التيار إلى الدائرة من أن يكون مرتفعًا جدًا في البداية.
  • معامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC): هم ثرمستورات أخرى ذات معامل درجة حرارة موجب ، مع تركيزات عالية جدًا من الإشباع والتي تعطيها تأثيرًا معاكسًا على NTCs. أي ، بدلاً من خفض المقاومة مع زيادة درجة الحرارة ، يحدث التأثير المعاكس فيها. لهذا السبب ، يمكن استخدامها كصمامات لحماية دوائر التيار الزائد ، وكمؤقت لإزالة مغناطيسية شاشات CRT أو أنبوب أشعة الكاثود ، لتنظيم تيار المحركات ، إلخ.
NTC الرسم البياني الثرمستور

رسم بياني لمنحنى المقاومة فيما يتعلق بدرجة حرارة NTC

لا تخلط بين الثرمستور و RTD (كاشف درجة حرارة المقاومة)نظرًا لأن الثرمستورات ، على عكسهم ، لا تغير المقاومة بشكل خطي تقريبًا. RTD هو نوع من ترمومتر المقاومة لاكتشاف درجة الحرارة بناءً على تباين مقاومة الموصل. معدن هؤلاء (النحاس ، النيكل ، البلاتين ، ...) ، عند تسخينه ، يكون له تقليب حراري أكبر من شأنه أن يبعثر الإلكترونات ويقلل من متوسط ​​سرعتها (يزيد المقاومة). لذلك ، كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت المقاومة ، كما هو الحال مع NTC.

تعد كل من RTDs و NTCs و PTCs شائعة جدًا ، وخاصة NTCs. والسبب هو أنه يمكنهم أداء دورهم باستخدام ملف حجم صغير جدا وسعر رخيص جدا. يمكنك الحصول على الثرمستورات NTC مثل MF52 الشهير بسعر زهيد في متاجر مثل Amazon ، تمامًا مثل لا توجد منتجات، وكذلك في متاجر الإلكترونيات المتخصصة الأخرى.

كما أن pinout، يحتوي على دبابيس فقط ، تمامًا مثل المقاومات العادية. طريقة توصيله هي نفس طريقة أي مقاوم ، فقط قيمة المقاومة لن تبقى مستقرة ، كما يجب أن تعرف بالفعل. لمزيد من المعلومات حول نطاقات درجة الحرارة المقبولة ، والجهد الأقصى المدعوم ، وما إلى ذلك ، يمكنك الرجوع إلى بياناتورقة داهتاش المكون الذي اشتريته.

التكامل مع اردوينو

اردوينو التخطيطي مع الثرمستور

إلى دمج الثرمستور مع لوحة Arduino الخاصة بك، لا يمكن أن يكون الاتصال أسهل. من الضروري فقط تكييف هذه النظرية والحسابات مع الكود الذي يجب عليك إنشاؤه في Arduino IDE الخاص بك. في حالتنا ، افترضت استخدام الثرمستور NTC ، وتحديداً طراز MF52. في حالة استخدام نموذج الثرمستور آخر ، يجب تغيير القيم A و B و C لتكييفها وفقًا لمعادلة Steinhart-Hart:

معادلة نموذج Steinhart-Hart

كائن تي درجة الحرارة المقاسة، T0 هي قيمة درجة الحرارة البيئية (يمكنك معايرتها كما تريد ، مثل 25 درجة مئوية) ، R0 ستكون قيمة مقاومة الثرمستور NTC (في حالتنا تلك التي توفرها ورقة البيانات MF52 ، ولا يجب عليك تخلط بينه وبين المقاومة التي أضفتها إلى الدائرة) ، ويمكن العثور على المعامل B أو Beta في الورقة الفنية للشركة المصنعة.

El رمز لذلك سيكون مثل هذا:

#include <math.h>
 
const int Rc = 10000; //Valor de la resistencia del termistor MF52
const int Vcc = 5;
const int SensorPIN = A0;

//Valores calculados para este modelo con Steinhart-Hart
float A = 1.11492089e-3;
float B = 2.372075385e-4;
float C = 6.954079529e-8;
 
float K = 2.5; //Factor de disipacion en mW/C
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() 
{
  float raw = analogRead(SensorPIN);
  float V =  raw / 1024 * Vcc;
 
  float R = (Rc * V ) / (Vcc - V);
  
 
  float logR  = log(R);
  float R_th = 1.0 / (A + B * logR + C * logR * logR * logR );
 
  float kelvin = R_th - V*V/(K * R)*1000;
  float celsius = kelvin - 273.15;
 
  Serial.print("Temperatura = ");
  Serial.print(celsius);
  Serial.print("ºC\n");
  delay(3000);
}

آمل أن يكون هذا البرنامج التعليمي قد ساعدك ...


كن أول من يعلق

اترك تعليقك

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *

*

*

  1. المسؤول عن البيانات: ميغيل أنخيل جاتون
  2. الغرض من البيانات: التحكم في الرسائل الاقتحامية ، وإدارة التعليقات.
  3. الشرعية: موافقتك
  4. توصيل البيانات: لن يتم إرسال البيانات إلى أطراف ثالثة إلا بموجب التزام قانوني.
  5. تخزين البيانات: قاعدة البيانات التي تستضيفها شركة Occentus Networks (الاتحاد الأوروبي)
  6. الحقوق: يمكنك في أي وقت تقييد معلوماتك واستعادتها وحذفها.