Arduino Sensores

Sensor temperatura

Tradicionalmente se ha usado el termómetro de mercurio. Ahora bien, con la aparición de la electrónica se ha dirigido hacia la digitalización de la temperatura, usando tanto sensor temperatura analógicos como digitales.

La temperatura puede ser adquirida por un sensor

Los sensores de temperatura hace siglos que están en nuestras ciudades (siglo XVI), con la invención del termometro. Galileo Galilei, en 1592 hizo experimentos con un tubo de vidrio y líquido en el interior que al calentarse subía por el tubo.

 

Sensor temperatura analógico


Los sensores de temperatura analógicos transforman la variable física (temperatura) en voltaje. Esta transformación normalmente es una curva lineal. El voltaje que proporciona el sensor normalmente es de alrededor de 10mV por grado centígrado, con lo cual es conveniente amplificar la señal para poder procesarla con mayor rango.

Existen diferentes tipos de materiales y componentes que conforman a los sensores de temperatura:

  • Termopar: hay varios tipos. La sensibilidad es lineal del orden de 41uV/ºC. Está enfocado a uso industrial debido a su resistencia a extremas temperaturas. No necesitan compensación.
  • Termistor: es una resistencia que varia en función de la temperatura. El tipo NTC al aumentar la temperatura disminuye la resistencia, y el tipo PTC se comporta de manera inversa. La sensibilidad no es lineal, con lo cual es necesario acondicionar el termistor.

Sensor de temperatura PTC

  • RTD: son similares a los termistores, la resistencia varía en función de la temperatura. Se diferencian en que la sensibilidad es mucha más elevada y el rango de funcionamiento es mucho inferior. Presentan buena linealidad.
  • Sensor ICs: sensores de temperatura proporcionados en un chip. Suelen usar el material de silicona. Su linealidad es muy fiable. Pueden representar a la salida la temperatura de forma analógica o digital.

Los sensores  ICs son los más usados. Pueden ser de salida analógica o de salida digital. Los digitales incluyen en su interior un conversor analógico digital que finalmente representa la temperatura en cadenas de bits.

El sensor ICs analógico más extendido es el LM35. El rango de funcionamiento es de -55ºC a +150ºC. Su sensibilidad es lineal y de 10mV/ºC.

 

Sensor temperatura digital


Los sensores de temperatura digitales suelen ir encapsulados en circuitos integrados que incorporan el conversor analógico digital. Se realiza la transformación de la magnitud física en voltios, y posteriormente se convierte a digital, emitiendo  una cadena de bits para cada adquisición. La cadena de bits suele ser de entre 8 y 12 bits.

El sensor digital más común es el DS18B20. Tiene una resolución muy alta, del orden de 0,050ºC.

 Sensor temperatura ds18b20

 

Como utilizar el sensor


Es necesario acoplar el sensor en un microcontrolador con el fin de procesar los datos, almacenarlos y/o mostrarlos en una pantalla.

La placa Arduino facilita a los desarrolladores y aficionados de la electrónica. Para los sensores analógicos es necesario eliminar el offset y amplificar la señal. Es recomendable que el sensor no esté muy lejos del microcontrolador, sino durante el camino puede coger ruido y distorsionar la señal. La entrada de Arduino a usar será una analógica. Para los sensores digitales no hace falta acondicionar la señal, y se empleará una entrada digital.

El código para adquirir la temperatura y mostrarla en una pantalla no es muy complicado. Existen muchas aportaciones en internet con ejemplos y proyectos realizados, y el código es libre.

Conexionado del Arduino para mostrar la temperatura en una LCD