Использование термистора: пошаговое руководство для Arduino

Компоненты и материалы

Компонент	Количество
Термистор NTC 10K	1
Резистор 10 кОм	1
Arduino UNO	1
Перемычки	1
Макетная плата	1

Программное обеспечение

• Arduino IDE
• Arduino Web Editor

О проекте

Насколько просто использовать термистор?

В этой статье я объясню, как работать с термистором. Во-первых, что это такое? Термистор — это резистор, сопротивление которого зависит от температуры. Существует два противоположных типа:

• PTC (Positive Temperature Coefficient) — сопротивление растёт при нагреве
• NTC (Negative Temperature Coefficient) — сопротивление падает при нагреве

В данном примере используется NTC.

Немного математики

Для расчёта сопротивления термистора используется уравнение с параметром B (только для NTC):

Где:

• e — основание натурального логарифма
• R0 — сопротивление термистора при температуре T0
• B — постоянный коэффициент, зависящий от материала, в Кельвинах (указан в даташите)

Чтобы найти температуру, нужно узнать сопротивление RT по закону Ома.

Это схематичное представление цепи (делитель напряжения).

RT = VRT / (VR / R)

Теперь у нас есть все данные для расчёта температуры.

Важно: переводите все параметры (например T0) в Кельвины перед расчётами, результат тоже будет в Кельвинах.

Результат

Код (Arduino)

// Термометр с термистором
/* Параметры термистора (из даташита):
 * RT0: 10 000 Ω
 * B: 3977 K ± 0.75%
 * T0: 25 °C
 * ± 5%
 */
#define RT0 10000   // Ω
#define B 3977      // K

//--------------------------------------
#define VCC 5       // Напряжение питания
#define R 10000     // R = 10 кОм

// Переменные
float RT, VR, ln, TX, T0, VRT;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  T0 = 25 + 273.15; // T0 из даташита, перевод °C → Кельвины
}

void loop() {
  VRT = analogRead(A0);                    // Чтение аналогового значения
  VRT = (5.00 / 1023.00) * VRT;            // Перевод в вольты
  VR = VCC - VRT;                          // Напряжение на резисторе
  RT = VRT / (VR / R);                     // Сопротивление термистора
  ln = log(RT / RT0);                      // Натуральный логарифм
  TX = (1 / ((ln / B) + (1 / T0)));        // Температура в Кельвинах
  TX = TX - 273.15;                        // Перевод в Цельсии
  
  Serial.print("Temperature:");
  Serial.print("\t");
  Serial.print(TX);
  Serial.print("C\t\t");
  Serial.print(TX + 273.15);               // Кельвины
  Serial.print("K\t\t");
  Serial.print((TX * 1.8) + 32);           // Фаренгейты
  Serial.println("F");
  
  delay(500);
}

Схемы