Come realizzare una sonda di temperatura semplice, affidabile, veloce ed economica…

L’idea di questa esposizione è quella di presentare un componente attivo che in maniera semplice ed economica consente di realizzare una sonda per la misura di temperatura in gradi centigradi, ottenendo una misura affidabile.
In genere nei vari schemi che si possono trovare per realizzare circuiti di misura della temperatura o dispositivi tali, si utilizzano come trasduttori di temperatura gli NTC, o termocoppie di vario genere con relativi circuiti di adattamento-misura, con il componente che andremo a vedere si riesce a semplificare la realizzazione oltre ad avere affidabilità ad un bassissimo costo … stiamo parlando del LM35.

LM35

Una vera e propria sonda di temperatura completa che può lavorare da -2°C a + 150°C , e questo fornendo sul proprio terminale di uscita una tensione in mV proporzionale alla temperatura a cui è sottoposto.

LM35 SPECIFICHE

L’ampiezza di uscita è del valore di 10 mV per ogni °C rilevato, ad esempio la misura della temperatura di 21°C fornisce in uscita dell’LM35 una tensione con ampiezza pari a 210 mV, vien da se che se applichiamo (senza altri componenti) all’uscita dell ‘ LM35 un ingresso di un multimetro digitale settato in mV, si leggerà un valore di tensione che diviso per 10 ci offre direttamente il valore di temperatura in °C.
Ovviamente il componente essendo di tipo attivo per funzionare avrà bisogno di una tensione di alimentazione, ed anche in questo caso si comporta egregiamente offrendo la possibilità di alimentarlo in tensione continua con un range 4 / 20 V, pertanto si presta bene ad una alimentazione da comuni batterie considerando anche il suo piccolo assorbimento.
La misura così ottenuta risulta affidabile, in quanto il dispositivo LM35 risulta tarato in fase di fabbricazione, ed al suo interno sono presenti circuiti di compensazione che fanno si che l’uscita sia lineare e direttamente proporzionale alla temperatura.
L’aspetto interessante di questo componente è la sua semplicità di utilizzo ed il bassissimo costo, solo poco più di un euro … pertanto utilissimo nel caso in cui si voglia realizzare una sonda di temperatura in cui si richieda una risposta rapida e proporzionale alle variazioni di temperatura ed a costi , prestandosi bene anche ad eventuali realizzazioni strumentali… come nel caso di utilizzi con sistemi a processore del tipo Arduino …
Ovviamente nel datasheet dell’LM35 reperibile nel web, si trovano oltre le info necessarie al suo utilizzo anche eventuali schemi applicativi, quindi perché non dare un’occhiata

La realizzazione, e prova …
Per la realizzazione, come si è già letto non presta grosse difficoltà, il materiale necessario è appunto un LM35, un multimetro digitale, ed una batteria di alimentazione, oltre dei morsetti di coccodrillo per realizzare i collegamenti di prova, a meno di non voler utilizzare una bread board.
Nel mio caso mi sono aiutato con dei collegamenti volanti con dei morsetti di coccodrillo, e per l’LM35 ho utilizzato uno zoccolo realizzato con un connettorino per pin su PCB, in modo da poter riutilizzare l’LM35 ed evitando di saldare sui sui reofori con il rischio di danneggiarlo …

particolare connettore

A questo punto, seguendo le indicazioni del datasheet, quindi dei relativi reofori del semiconduttore ho collegato al +Vs il positivo di alimentazione, prelevando tensione da un pacco batterie di tipo AA 1,5 V x 3, quindi alimentandolo con 9 V, ed al reoforo GND il negativo di alimentazione ed il GND del multimetro, settato in scala mV; mentre sul reoforo di uscita Vout ho collegato il positivo del multimetro.
Non appena si fornisce tensione alla sonda, si vede raggiungere il valore della temperatura ambiente (espressa in mV), che si ottiene dividendo per 10 il valore in mV letto sul display del multimetro.

LM35 misura temp.ambiente.

Certamente la lettura eseguita sarà comunque, affetta da errori di natura strumentale, di approssimazione ed errore caratteristico del dispositivo, pertanto nella verifica nulla vieta di raffrontare la misura con uno strumento disponibile di riferimento, in questo caso un semplice termometro” utilizzando come campione di riferimento la propria temperatura corporea.
Così facendo si possono raffrontare le due misure , impegnando sia l’LM35 che la sonda del termometro, ottenendo un raffronto della misura eseguita …

raffronto misura LM35 vs Termometro

…e si ha modo di apprezzare la precisione dell’ LM35 un semplice, preciso ed economico trasduttore di temperatura …
L’idea è quella di presentare per chi non lo conoscesse già, questo componente che consente di realizzare interessanti applicazioni, ed utilizzi anche in altre attività di laboratorio e non, ovviamente l’esposizione sintetica non ha esposto altre possibili applicazioni sicuramente migliorabili con l’ausilio di piattaforme come Arduino o il Rasphberry … questo però lo lascio ai volenterosi o ai Prof.
Buon Lavoro.

Riferimenti: datasheet LM35 =   http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf

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8 commenti su “Come realizzare una sonda di temperatura semplice, affidabile, veloce ed economica…

  1. KirkadminKirkadmin il said:

    Bellissimo articolo Electrician, volevo chiederti se potresti indicarci come si potrebbe interfacciare all’LM35 un piccolo display per visualizzare la temperatura in modo da realizzare un piccolo ed economico strumento di misura ben assemblato. Grazie per la tua disponibilità.

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    • Grazie Kirkadmin, ciò che chiedi so per certo che sia realizzabile, ma al momento non ho le giuste “risorse di tempo” per approcciare questo proggetto,e non dimenticare che io sono un umile elettricista … Terrò senz’altro presente per una possibile futura pubblicazione, ovviamente occorre considerare che questa realizzazione che chiede non risulta economicamente conveniente se nasce dalla necessità di avere un termometro con indicazione su display. Pertanto fatto salvo l’aspetto didattico, sarei dell’avviso che risulti più conveniente e rapido l’acquisto di un termometro del tipo che ci interessa, a meno di non voler utilizzare il sensore LM35 con Arduino e relativo display in una realizzazione più complessa in cui l’LM35 ne è parte. 😉
      Un saluto.
      electrician

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      • KirkadminKirkadmin il said:

        Sicuramente dover realizzare un dispositivo completo di display non è conveniente, ma dal punto di vista didattico è molto interessante. Saper utilizzare dei dati dell’LM35 e tradurli nella visualizzazione della temperatura in un display non è da poco. Il tempo purtroppo è tiranno per poter realizzare il tutto, ma noi abbiamo molta pazienza e un po alla volta si arriverà al risultato finale. Ciao

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        • Come non darti ragione, con delle buone basi teoriche ed una buona applicazione pratica si ha modo di apprendere bene ciò che si studia o si vuole imparare, pertanto considerando l’aspetto didattico l’applicazione dell’LM35 con Arduino è senz’altro un’interessante realizzazione … bisogna solo trovare il tempo. 😉

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          • KirkadminKirkadmin il said:

            Non attendere di andare in pensione però!!! 😉 ciao

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            • Pensione?Termine o condizione eliminata dallo status sociale e nei migliori dizionari economici, chissà cosa mi aspetterà e se mi aspetterà; diciamo che per il momento preferisco non pensarci … tornando alla richiesta credo che dovrai attendere un pochino admin, anche se ti prometto che ci provo.
              OT.
              ma non c’è nessun volontario che si propone per questa realizzazione così anch’io possa vedere ed imparare ?

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              • AvatarAlek il said:

                Rispondo dopo 4 anni: una soluzione molto semplice è usare un MAX7219 per interfacciare un microcontrollore con dei display a sette segmenti (il MAX permette di usarne fino a 8). Il datasheet è di facile comprensione e ci sono pochi registri da programmare, quel che frega è la trasmissione seriale sincrona (ma anche questa è facile da comprendere e i registri del micro sono pochi). Inoltre è possibile collegare più MAX in cascata per ottenere più di 8 display, ma è un terreno su cui non mi sono avventurato. Ovviamente microcontrollore leggerà anche il livello di tensione fornito dal LM35 (opportunamente condizionato) e quindi è possibile accorpare tutto in un’unica board. Abbiamo realizzato questo progetto in quinta ITIS elettronica e ho ancora tutti gli schemi e gli sbrogli, nonché vari file di spiegazione o esempio sull’utilizzo di Arduino (ATM328) per programmare il MAX. Scrivete ad [email protected] e sarò lieto di passarvi tutto.

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                • Salve Alek, interessante la soluzione del MAX7219 & Arduino, potresti postare un articolo qui nel sito con la descrizione dettagliata per la realizzazione del circuito e della parte di interfaccia/schetch di Arduino.

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