TUTORIAL: Sensor de temperatura com Arduino

TUTORIAL: Sensor de temperatura com Arduino

Resumo: Ler um sensor de Temperatura (LM35), utilizando o Arduino. Converter o sinal analógico lido, na temperatura correspondente, em grau Celsius, e enviar este valor para o computador via porta USB (Serial).

Componentes

Arduino

Arduino é uma plataforma de hardware e software abertos que simplifica a criação e prototipagem de projetos de eletrônica.

Uma típica placa Arduino é composta por um controlador, algumas linhas de E/S digital e analógica, além de uma interface serial ou USB, para interligar-se ao computador, que é usado para programá-la e interagi-la em tempo real.

Figura 1: Arduino

Neste exemplo, o que nos interessa são as portas analógicas do Arduino, pois iremos ler um sensor analógico.

O Arduino é dotado de seis portas analógicas, que vão de A0 à A5 (figura 01), com resolução de 10 bits, e faixa de leitura de 0 à 5V.

§ Sensor de Temperatura LM35

Existem no mercado, hoje em dia, diversos tipos de sensores de temperatura, estima-se que talvez nenhum outro tipo seja de tão simples o manuseio e exija tão poucos aparatos eletrônicos, para que funcione, quanto o modelo LM35, pois o circuito usual é bastante simples, necessitando apenas do sensor propriamente dito.

Figura 02: Sensor de temperatura LM35

O sensor LM35 apresenta uma saída de tensão linear relativa à temperatura em que ele se encontrar no momento em que for alimentado por uma tensão de 4-20Vdc e GND, tendo em sua saída um sinal de 10mV para cada Grau Celsius de temperatura.

Este sensor poderá ser alimentado com alimentação simples ou simétrica, dependendo do que se desejar como sinal de saída, mas independentemente disso, a saída continuará sendo de 10mV/ºC.

v Condicionamento do Sinal

Arduino

Porta analógica

10 bits*

0 à 5V

Sensor LM35

Sensor analógico

10mV/ºC**

-55 à 150ºC

* Resolução de 10 bits: quer dizer que os limites de conversão A/D, em valores digitais são de 0 à 1023 ( 2¹º = 1024 ), ou seja, se em uma entrada analógica for aplicado um sinal de 0V, o valor correspondente será 0 (valor analógico convertido digitalmente). Já uma entrada de 5V e 2,5V terão correspondentes em 1023 e 511, respectivamente, e assim por diante linearmente.

** Quer dizer que para cada grau Celsius, o sensor somará em sua saída analógica 10mV, por exemplo: em uma temperatura de 0ºC, o sensor terá uma saída de 0V. Já em uma temperatura de 25ºC, temos um sinal de 250mV ( 25 x 10mV = 250mV ).

Equação

Descrição: para efeito de cálculo, vamos considerar que se a temperatura medida, no sensor, for de 500ºC*, então o valor digital equivalente seria 1023, logo qual a temperatura T para um valor digital S? Aplica-se então essa relação à regra de três simples, e obteremos uma equação que relaciona o sinal convertido, do sensor, com a temperatura atual no mesmo.

* Lembrando que o sensor LM35 tem uma faixa de leitura de temperatura entre -55ºC à 150ºC. O valor de 500ºC foi usado apenas para efeito de cálculo, visando chegar a valores inteiros ao final da equação.

Firmware

//Serial-temperatura

int SENSOR = 0; //Definindo variáveis

float S = 0;

float T = 0;

void setup(){

Serial.begin(9600); //Configurando taxa de transferência porta serial

Serial.println("Lendo Temperatura...");//imprime na tela

}

void loop(){

S = analogRead(SENSOR);//Lê porta analógica e armazena em S

T = (S * 500)/1023;//Conversão do sinal lido em Temperatura

Serial.print(T);//Imprime o valor de T (temperatura)

Serial.println(" C");//imprime em seguida

delay(1000);//Intervalo de cada ciclo

}

Exemplo

Figura 1

Figura 2: Montagem Arduino + Sensor LM35

Figura 3: Firmware e Monitor Serial

Você também pode assistir a este tutorial, no link abaixo:

http://www.youtube.com/user/brecomp?blend=21&ob=5

ou no site da EngCOMPER: www.engcomper.com (Na aba Tutoriais)