Lm235z подключение к ардуино

Электронный термометр на четыре канала (Arduino UNO, LM235)

Принципиальная схема самодельного четырехканального термометра на Arduino UNO, 1602А и термодатчиках LM235, описание работы и программа. В некоторых случаях необходимо измерять температуру одновременно в нескольких местах. Например, в четырех -дома, на улице, на входе котла отопления, на выходе котла отопления.

Такой прибор очень просто и недорого можно сделать используя универсальный микроконтроллерный модуль ARDUINO UNO и двухстрочный ЖК-дисплей типа 1602А (на основе контроллера HD44780), а так же, четыре недорогих аналоговых термодатчика LM235. Все это автор приобрел на сайте «Aliexpress» за сумму ниже 600 рублей с учетом доставки.

Но, прежде всего, хочу напомнить, что ARDUINO UNO это относительно недорогой готовый модуль, — небольшая печатная плата, на которой расположен микроконтроллер ATMEGA328, а так же вся его «обвязка», необходимая для его работы, включая USB-программатор и источник питания. Тем, кто незнаком с ARDUINO UNO, советую сначала ознакомиться со статьями Л.1 и Л.2.

Принципиальная схема

Схема четырехканального термометра показана на рис. 1. Он предназначен для измерения температуры от -40°С до +120°С (согласно параметрам используемых датчиков). Как видно из схемы, к цифровым портам D2-D7 платы ARDUINO UNO подключен модуль жидкокристаллического индикатора Н1 типа 1602А. Питается ЖК-индикатор от стабилизатора напряжения 5V, имеющегося на плате стабилизатора напряжения 5V.

Рис. 1. Принципиальная схема четырехканального термометра на Arduino UNO, 1602А и термодатчиках LM235.

Термодатчки LM235 представляют собой физически, термозависимые стабилитроны. Напряжение на них численно равно температуре по шкале Кельвина, при расчете 0,01 V на один градус. То есть, при 0°С (273К) на них 2,73V.

Поэтому, фактически, остальная схема представляет собой четырехканальный вольтметр постоянного напряжения, с вычислителем, переводящим данные об измеренном напряжении в данные о температуре в градусах Цельсия.

Рис. 2. Исходный код программы для четырехканального термометра на Arduino UNO.

Измеряемые напряжения от термодатчиков Т1,Т2, Т3 и Т4 поступают на четыре аналоговых входа А1, А2, А3 и А4. Всего аналоговых входов шесть, — А0-А5, можно было выбрать любые четыре из них. В данном случае, выбраны А1, А2, А3, А4.

Напряжение на аналоговых портах может быть только положительным и только в пределах от нуля до напряжения питания микроконтроллера, то есть, номинально, до 5V. Выход аналогового порта преобразуется АЦП микроконтроллера в цифровую форму.

Для получения результата в единицах вольт, нужно его умножить на 5 (на опорное напряжение, то есть, на напряжение питания микроконтроллера) и разделить на 1024. Но, нам, во-первых, нужно получить результат не в единицах вольт, а в единицах равных 0,01 V, а во-вторых, перевести его в градусы Цельсия. Поэтому результат умножается на 5 и делится на 10,24, а затем из него вычитают 273.

Программа на языке C++ приведена в таблице 1. Для управления ЖК-индикатором решено было использовать порты с D2 по D7 платы ARDUINO UNO. В принципе, можно и другие порты, но я вот так, решил использовать именно эти. Для того чтобы индикатор взаимодействовал с ARDUINO UNO нужно в программу загрузить подпрограмму для его управления.

Такие подпрограммы называются «библиотеками», и в программном комплекте для ARDUINO UNO есть много разных «библиотек». Для работы с ЖК-индикатором на основе HD44780 нужна библиотека LiquidCrystal. Поэтому программа (таблица 1) начинается с загрузки этой библиотеки:

Эта строка дает команду загрузить в ARDUINO UNO данную библиотеку. Затем, нужно назначить порты ARDUINO UNO, которые будут работать с ЖК-инди-катором. Я выбрал порты с D2 по D7. Можно выбрать другие. Эти порты назначены строкой:

LiquidCrystal led (2, 3, 4, 5, 6, 7);

После чего, программа переходит собственно к работе термометра. Для измерения температуры решено было использовать аналоговые входы А1, А2, АЗ и А4. Эти входы заданы в строках:

Для чтения данных с аналоговых портов используется функция analogRead. Чтение данных с аналоговых портов происходит в строках:

Затем, производится вычисление значения температуры, выраженной в градусах Цельсия:

В этих строках число 5.0 — это напряжение на выходе стабилизатора платы ARDUINO UNO. В идеале должно быть 5V, но для точной работы вольтметра это напряжение нужно предварительно измерить.

Подключите источник питания и измерьте достаточно точным вольтметром напряжение +5V на разъеме POWER платы. Что будет, то и вводите в эти строки вместо 5.0, например, если будет 4.85V, строки будут выглядеть так:

Таким образом, в текст программы нужно внести изменения соответственно фактическому напряжению на выходе 5-воль-тового стабилизатора платы ARDUINO UNO. После этого прибор будет работать точно, и никакого налаживания или калибровки не потребует.

Каравкин В. РК-06-17.

  1. Каравкин В. -Ёлочная мигалка на ARDUINO как средство от боязни микроконтроллеров. РК-11-16.
  2. Каравкин В. — Частотомер на ARDUINO. РК-12-16.

Источник

Термодатчик, датчик температуры, LM135, LM235, LM335, LM335Z, LM335AZ, применение, цоколевка, datasheet

Термодатчики LM135 — LM335. Данные, применение, цоколевка. (10+)

Датчики температуры LM135 — LM335. Данные, применение, цоколевка

Общее описание датчиков температуры LM135, LM235, LM335, LM135A, LM235A, LM335A, LM335Z, LM335AZ, LM335M, LM135H, LM235H, LM335H, LM135AH, LM235AH, LM335AH

Датчики LM135, LM235, LM335 с разными буквенными индексами представляют собой интегральные параллельные стабилизаторы напряжения с линейной зависимостью напряжения стабилизации от температуры. То есть, если включить такой датчик, как обыкновенный стабилитрон, то напряжение на нем будет пропорционально температуре среды, в которой он находится. При температуре 25 грЦ напряжение составляет около 3V. Изменение температуры на один градус приводит к изменению напряжения на 10 mV.

Обозначение на схемах

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Честно говоря, устоявшегося обозначения для этих термодатчиков нет. Но я люблю такой вариант:

Применение термодатчиков LM135, LM235, LM335 (A, AZ, M, H, AH). Схемы

Типовые схемы

Описанное выше свойство позволяет строить схемы, основанные на том, что напряжение пропорционально температуре. Вот примеры таких схем:

(А) — Стандартное включение. Резистор R1 — в этой и последующих схемах — 6.8 кОм.

(Б) — Определение минимальной температуры. Применяется, например, для включения отопления при угрозе замерзания в одном из мест установки датчиков (под полом, в санузле, в гараже).

(В) — Определение средневзвешенной температуры. Веса определяются резисторами R2, R3, R4. Сопротивления этих резисторов лучше выбирать более 50 кОм.

(Г) — Термодатчики допускают подстройку. Для этого у них есть специальный вывод (подстройка). Схема включения с подстройкой.

(Д) — Определение максимальной температуры. Диоды — маломощные, например, детекторные. Резистор R2 — 100 кОм.

Термодатчики LM135, LM235, LM335 к схеме можно подключать довольно длинным экранированным проводом. Я подключал 10-метровым. Все работало отлично.

Используя эти датчики, натолкнулся на такой эффект. На них наблюдается высокочастотный шум. Возможно, это внешние помехи, но датчик их не гасит. Так что ставлю параллельно датчикам конденсаторы 0.1 — 1 мкФ, можно электролитические.

Законченные устройства

Цоколевка

Цоколевка LM335Z, LM335AZ

Вид со стороны выводов. Транзисторный пластмассовый корпус, такой, как, например, у КТ502. (TO-92).

Цоколевка LM335M

Вид сверху. Корпус SO-8.

Цоколевка LM135H, LM135H-MIL, LM235H, LM335H, LM135AH, LM235AH, LM335AH

Вид со стороны выводов. Транзисторный металлический корпус TO-46. Корпус соединен анодом (на него подается минус, как у всех стабилитронов)

Параметры

Температура измерения

LM135, LM135A — от -55 грЦ до 150 грЦ

LM235, LM235A — от -40 грЦ до 125 грЦ

LM335, LM335A — от -40 грЦ до 100 грЦ

Напряжение при температуре 25 грЦ — около 3V.

Зависимость напряжения от температуры — линейная, положительная. Напряжение возрастает на 10 мВ при росте температуры на 1 грЦ.

Рабочий ток

от 400 мкА до 5 мА

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Здравствуйте! Как можно использовать датчик LМ335Z в пластмассовом корпусе для выключения силового питающего устройства (инвертора, или сварочника) при перегреве транзистора на радиаторе? Клеить (прижать) датчик к корпусу транзистора? По схеме: как можно использовать Ваш первый вариант (А) включения датчика для подачи сигнала на шим контроллер с целью прерывания выходного Читать ответ.

Про датчик LM 335 в термореле ВМ707F. При включении лампочки освещения холодильника или выключении вентилятора No Frost сбрасывается (выключается) реле. Это происходит когда температура в камере холодильника падает ниже границы верхнего порога т.е. на датчик действует коммутационные скачки тока. Также, позже заметил, реле быстро выключается и восстанавливается, когда темпер Читать ответ.

Изготовление дросселя, катушки индуктивности своими руками, самому, са.
Расчет и изготовление катушки индуктивности, дросселя. Типовые электронные схемы.

Микроконтроллеры. Управление силовыми нагрузками с выхода. ШИМ (Широтн.
Как управлять нагрузками с выхода микро-контроллеров? Встроенная ШИМ. Как обраба.

Источник

ОБОРУДОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИИ
РАЗРАБОТКИ

Блог технической поддержки моих разработок

Датчики температуры LM135, LM235, LM335. Описание на русском языке. Характеристики, применение.

В публикации приводится подробное описание термодатчиков LM135, LM235 и LM335 на русском языке. Использована информация из документации (datasheet) LMx35.pdf производителя датчиков – корпорации Texas Instruments.

Это одни из самых дешевых интегральных датчиков температуры. Цена LM335 не превышает 0,5 $. При этом они имеют параметры достаточные для большинства приложений. Точность измерения может быть повышена за счет калибровки датчика.

Особенности.

  • Откалиброваны в градусах по шкале Кельвина.
  • Первоначальная точность 1 °C.
  • Работают при токах от 0,4 до 5 мА.
  • Динамический импеданс не более 1 Ом.
  • Простой способ калибровки выходного напряжения.
  • Широкий диапазон рабочих температур.
  • Кратковременные перегрузки до 200 °C.
  • Низкая цена.

Области применения.

  • Источники питания.
  • Системы контроля аккумуляторов.
  • Системы климатического контроля.
  • Другие технические приложения.

Описание.

Серия LM135 это прецизионные интегральные датчики температуры. С точки зрения схемотехники они представляет собой двух выводные диоды Зенера (стабилитроны), напряжение стабилизации которых прямо пропорционально температуре с коэффициентом 10 мВ / °K.

Динамический импеданс термодатчиков не превышает 1 Ом, а рабочий ток может быть в диапазоне от 0,4 до 5 мА. Откалиброванный при 25 °C, LM135 имеет погрешность не более 1 °C в диапазоне до 100 °C. Подобно другим интегральным термодатчикам, у LM135 линейная зависимость выходного напряжения от температуры.

LM135 могут быть использованы в любых приложениях для измерения температуры от – 55 до + 150 °C. Линейная характеристика и низкий импеданс позволяют легко подключать термодатчики к управляющим устройствам.

Диапазон рабочих температур для датчиков:

  • LM135 — 55 … + 150 °C;
  • LM235 — 40 … + 125 °C;
  • LM335 — 40 … + 100 °C.

Датчики серии LMx35 выполнены в корпусах:

Тип датчика Корпус Размеры
LM135 TO-46 (3) 4.699 мм × 4.699 мм
LM135A
LM235 TO-92 (3) 4.30 мм × 4.30 мм
LM235A
LM335 SOIC (8) 4.90 мм × 3.91 мм
LM335A

Базовые схемы включения.

Обычно термодатчики включаются по схеме двух выводных стабилитронов с ограничительными резисторами.

Резистор R1 ограничивает ток. Может быть рассчитан как

R1 = ( V + — (t * 0,01) ) / I

R1 – сопротивление резистора в кОм,
V + — напряжение питания в В,
T – температура датчика в °K,
I – ток датчика в мА.

Ток датчика I необходимо выбирать таким, чтобы при изменении температуры он был в диапазоне 0,4 до 5 мА.

Для повышения точности, датчик может быть включен по схеме с калибровкой выходного напряжения.

Назначение выводов.

Предельно допустимые параметры.

Превышение предельно допустимых параметров может вывести устройство из строя.

Параметр Мин. Макс. Ед. изм.
Обратный ток 15 мА
Прямой ток 10 мА
Температура хранения Корпус SOIC — 65 150 °C
Корпус TO-92 — 60 150 °C

Рекомендованные условия эксплуатации.

Температура

LM135, LM135A

LM235, LM235A

LM335, LM335A

Мин. Ном. Макс. Ед. изм.
Продолжительный (TMIN ≤ TA ≤ TMAX) −55 150 °C
Прерывистый 150 200
Продолжительный (TMIN ≤ TA ≤ TMAX) −40 125 °C
Прерывистый 125 150
Продолжительный (TMIN ≤ TA ≤ TMAX) −40 100 °C
Прерывистый 100 125
Прямой ток 0.4 1,0 5 мА

Характеристики для тепловых расчетов.

LM335 / LM335A LM235 / LM235A LM135 / LM135A Ед. изм. SOIC (D) TO-92 (LP) TO-46 (NDV) 8 выводов 3 вывода 3 вывода RθJA Тепловое сопротивление кристалл-среда 165 202 400

°C/Вт RθJC Тепловое сопротивление кристалл-корпус — 170 —

Погрешность измерения температуры LM135A/LM235A, LM135/LM235.

Параметр Условия LM135/LM235 LM135A/LM235A Ед. изм.
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
Выходное напряжение TC = 25°C, IR = 1 мА 2.95 2.98 3.01 2.97 2.98 2.99 В
Некалиброванная погрешность TC = 25°C, IR = 1 мА 1 3 0.5 1 °C
Некалиброванная погрешность TMIN ≤ TC ≤ TMAX, IR = 1 мА 2 5 1.3 2.7 °C
Погрешность
при 25 °C
TMIN ≤ TC ≤ TMAX, IR = 1 мА 0.5 1.5 0.3 1.0 °C
Калиброванная погрешность Расшир-
енная
TC = TMAX
(прерывистый)
2 2 °C
Нели-
нейность
IR = 1 мА 0.3 1 0.3 0.5 °C

Погрешность измерения температуры LM335, LM335A.

Параметр Условия LM335 LM335A Ед. изм.
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
Выходное напряжение TC = 25°C, IR = 1 мА 2.92 2.98 3.04 2.95 2.98 3.01 В
Некалиброванная погрешность TC = 25°C, IR = 1 мА 2 6 1 3 °C
Некалиброванная погрешность TMIN ≤ TC ≤ TMAX, IR = 1 мА 4 9 2 5 °C
Погрешность
при 25 °C
TMIN ≤ TC ≤ TMAX, IR = 1 мА 1 2 0.5 1 °C
Калиброванная погрешность Расшир-
енная
TC = TMAX
(прерывистый)
2 2 °C
Нели-
нейность
IR = 1 мА 0.3 1.5 0.3 1.5 °C

Электрические характеристики термодатчиков LM135, LM235, LM335.

Параметр Условия LM135/LM235/LM135A/LM 235A LM335/LM335A Ед. изм.
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
Изменение
выходного
напряжения
от тока
400 мкА ≤ IR ≤ 5 мА 2.5 10 3 14 мВ
Динамический
импеданс
IR = 1 мА 0.5 0.6 Ом
Температурный
коэффициент
выходного
напряжения
10 10 мВ/°C
Время
температурной
константы
Не
движущийся
воздух
80 80 сек
воздух
100 фут/мин
10 10 сек
Масло 1 1 сек
Временная
стабильность
TC = 125°C 200 200 °C/ч

Типовые характеристики.

Подробное описание.

LM135 могут быть использованы в любых приложениях для измерения температуры от – 55 до + 150 °C. Линейная характеристика и низкий импеданс позволяют легко подключать термодатчики к управляющим устройствам.

Диапазон рабочих температур для датчиков:

  • LM135 — 55 … + 150 °C;
  • LM235 — 40 … + 125 °C;
  • LM335 — 40 … + 100 °C.

С точки зрения схемотехники термодатчик представляет собой двух выводной диод Зенера (стабилитрон), напряжение стабилизации которого прямо пропорционально температуре с коэффициентом 10 мВ / °K.

Динамический импеданс термодатчиков не превышает 1 Ом, а рабочий ток может быть в диапазоне от 0,4 до 5 мА. Откалиброванный при 25 °C, LM135 имеет погрешность не более 1 °C в диапазоне до 100 °C. Подобно другим интегральным термодатчикам, у LM135 линейная зависимость выходного напряжения от температуры.

Схема датчика.

Калибровка датчика с использованием вывода ADJ.

В термодатчике реализован простой способ калибровки для повышения точности измерения. С помощью потенциометра на вывод ADJ подается напряжение смещения. Это позволяет корректировать погрешность устройства во всем диапазоне температур.

Калибровка в одной точке устраняет погрешность во всем диапазоне температур, потому что выходное напряжение датчика пропорционально абсолютному значению температуры с отсчетом от 0. Т.е. на выходе устройства 0 В при температуре -273,15 °C. Ошибка выходного напряжения пропорциональна во всем диапазоне. Поэтому корректировка погрешности в одной точке повышает точность измерения термодатчика во всем рабочем диапазоне.

Напряжение на выходе датчика:

VOUTT – напряжение на выходе;
VOUTTo – напряжение на выходе при образцовой температуре;
T и To – измеряемая и образцовая температуры.

Для термодатчика с откалиброванной температурой в одной точкой, коэффициент будет одинаков во всем диапазоне. Номинально он составляет 10 мВ / °K.

Применение.

Для обеспечения хорошей точности измерения необходимо выполнить определенные требования.

Как и в других термодатчиках, точность измерения может снизить само разогрев корпуса устройства. Для этого необходимо эксплуатировать датчик при возможно меньшем токе. Конечно, величина тока должна быть достаточной для калибровочной и измерительной цепей во всем диапазоне температур. Если термодатчик используется в условиях, когда тепловое сопротивление окружающей среды постоянно, ошибка само разогрева может быть скомпенсирована калибровкой. Это возможно только при питании устройства стабильным током. Само нагрев будет пропорционален напряжению на датчике, а значит температуре. Это делает ошибку само разогрева пропорциональной температуре, так же как масштабного коэффициента датчика.

Пример разработки измерителя температуры.

Типовая схема включения.

Точность при 25°C ±1° C точность в диапазоне –55 °C . 150 °C ±2.7° C Прямой ток 1 mA Массштаб преобразования 10 мВ/°K

Для достижения оптимальной точности измерения, сопротивление R1 необходимо рассчитать так, чтобы ток термодатчика был равен 1 мА. Ток через устройство может меняться при изменении тока нагрузки и напряжения питания. Но он должен оставаться в диапазоне 0,4 … 5 мА. При уменьшении тока, точность датчика будет выше. Для расчетов влияния тока на погрешность выходного напряжения может быть использована типовая характеристика зависимости напряжения датчика от тока.

Примеры практических схем использования термодатчика серии LMx35.

Схема включения датчика при широком диапазоне питающего напряжения.

Схема для измерения минимального значения температуры в трех точках. На выходе будет напряжение датчика с минимальной температурой.

Схема измерения средней температуры в трех точках. Масштаб преобразования температуры для этой схемы 30 мВ/°K.

Схема простого релейного контроллера температуры.

Требования к монтажу.

Требования к монтажу датчиков LM135 ничем не отличаются от требований для других интегральных термодатчиков. Необходимо применять клеи или компаунды при установке датчиков, что позволит снизить разность температур между термодатчиком и измеряемой поверхностью до 0,01 °C.

В случае значительной разницы между температурой окружающей среды и поверхностью измерения, температуры датчика и поверхности могут значительно отличаться. Например, в корпусе TO-92 медные выводы отводят значительное количество тепла в окружающий воздух, что влияет на температуру датчика. Чтобы устранить этот эффект необходимо стремиться к тому, чтобы температуры выводов и поверхности были как можно ближе к друг другу. Один из вариантов — приклеить выводы к поверхности компаундом.

Подключение термодатчика длинным кабелем.

При подключении датчика через линию большой длины, падение напряжения на проводах может вызвать дополнительную погрешность измерения.

Таблица показывает зависимость длины линии от сечения провода при погрешности в 1 °C.

Источник

Adblock
detector