Στα ηλεκτρονικά υπάρχει πάντα κάτι για μέτρηση ή αξιολόγηση. Για παράδειγμα, θερμοκρασία. Τα θερμίστορ - ηλεκτρονικά εξαρτήματα που βασίζονται σε ημιαγωγούς, η αντίσταση των οποίων ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία - αντιμετωπίζουν με επιτυχία αυτό το έργο.
Εδώ δεν θα περιγράψω τη θεωρία των φυσικών διεργασιών που συμβαίνουν στα θερμίστορ, αλλά θα πλησιάσω πιο κοντά στην πράξη - θα εισαγάγω τον αναγνώστη στον προσδιορισμό του θερμίστορ στο διάγραμμα, την εμφάνισή του, ορισμένες ποικιλίες και τα χαρακτηριστικά τους.
Στα διαγράμματα κυκλώματος, το θερμίστορ χαρακτηρίζεται έτσι.
Ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής και τον τύπο του θερμίστορ, η ονομασία του στο διάγραμμα μπορεί να έχει μικρές διαφορές. Αλλά μπορείς πάντα να το αναγνωρίσεις από τη χαρακτηριστική του επιγραφή t ή t° .
Το κύριο χαρακτηριστικό ενός θερμίστορ είναι το TKS του. TKS είναι συντελεστής αντίστασης θερμοκρασίας. Δείχνει κατά πόσο αλλάζει η αντίσταση του θερμίστορ όταν η θερμοκρασία αλλάζει κατά 1°C (1 βαθμό Κελσίου) ή 1 βαθμό Κέλβιν.
Τα θερμίστορ έχουν πολλές σημαντικές παραμέτρους. Δεν θα τα αναφέρω, αυτή είναι μια ξεχωριστή ιστορία.
Η φωτογραφία δείχνει το θερμίστορ MMT-4V (4,7 kOhm). Εάν το συνδέσετε σε ένα πολύμετρο και το θερμάνετε, για παράδειγμα, με πιστόλι θερμού αέρα ή μύτη συγκολλητικού σιδήρου, μπορείτε να βεβαιωθείτε ότι η αντίστασή του πέφτει με την αύξηση της θερμοκρασίας.
Τα θερμίστορ βρίσκονται σχεδόν παντού. Μερικές φορές εκπλήσσεστε που δεν τους προσέξατε πριν, δεν τους δώσατε προσοχή. Ας ρίξουμε μια ματιά στην πλακέτα από τον φορτιστή IKAR-506 και ας προσπαθήσουμε να τα βρούμε.
Εδώ είναι το πρώτο θερμίστορ. Δεδομένου ότι είναι σε θήκη SMD και έχει μικρό μέγεθος, συγκολλάται σε μια μικρή πλακέτα και τοποθετείται σε ψυγείο αλουμινίου - ελέγχει τη θερμοκρασία των βασικών τρανζίστορ.
Δεύτερος. Αυτό είναι το λεγόμενο θερμίστορ NTC ( JNR10S080L). Θα σας πω περισσότερα για αυτά. Χρησιμεύει για τον περιορισμό του ρεύματος εκκίνησης. Είναι αστείο. Μοιάζει με θερμίστορ, αλλά χρησιμεύει ως προστατευτικό στοιχείο.
Για κάποιο λόγο, όταν μιλάμε για θερμίστορ, συνήθως πιστεύουν ότι χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση και τον έλεγχο της θερμοκρασίας. Αποδεικνύεται ότι έχουν βρει εφαρμογή ως συσκευές ασφαλείας.
Θερμίστορ τοποθετούνται επίσης σε ενισχυτές αυτοκινήτων. Εδώ είναι το θερμίστορ στον ενισχυτή Supra SBD-A4240. Εδώ εμπλέκεται στο κύκλωμα προστασίας υπερθέρμανσης του ενισχυτή.
Εδώ είναι ένα άλλο παράδειγμα. Αυτή είναι μια μπαταρία ιόντων λιθίου DCB-145 από ένα κατσαβίδι DeWalt. Ή μάλλον, τα «εντόσθια» του. Ένα θερμίστορ μέτρησης χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της θερμοκρασίας των στοιχείων της μπαταρίας.
Είναι σχεδόν αόρατος. Γεμίζεται με σφραγιστικό σιλικόνης. Όταν συναρμολογηθεί η μπαταρία, αυτό το θερμίστορ εφαρμόζει σφιχτά σε μία από τις κυψέλες της μπαταρίας Li-ion.
Άμεση και έμμεση θέρμανση.
Σύμφωνα με τη μέθοδο θέρμανσης, τα θερμίστορ χωρίζονται σε δύο ομάδες:
Άμεση θέρμανση. Αυτό συμβαίνει όταν το θερμίστορ θερμαίνεται από εξωτερικό αέρα περιβάλλοντος ή ρεύμα που ρέει απευθείας μέσω του ίδιου του θερμίστορ. Τα άμεσα θερμαινόμενα θερμίστορ χρησιμοποιούνται συνήθως είτε για μέτρηση θερμοκρασίας είτε για αντιστάθμιση θερμοκρασίας. Τέτοια θερμίστορ μπορούν να βρεθούν σε θερμόμετρα, θερμοστάτες, φορτιστές (για παράδειγμα, για μπαταρίες Li-ion σε κατσαβίδια).
Έμμεση θέρμανση. Αυτό συμβαίνει όταν το θερμίστορ θερμαίνεται από ένα κοντινό στοιχείο θέρμανσης. Ταυτόχρονα, το ίδιο και το στοιχείο θέρμανσης δεν συνδέονται ηλεκτρικά μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίσταση του θερμίστορ καθορίζεται από μια συνάρτηση του ρεύματος που ρέει μέσω του θερμαντικού στοιχείου και όχι μέσω του θερμίστορ. Τα θερμίστορ με έμμεση θέρμανση είναι συνδυασμένες συσκευές.
NTC θερμίστορ και ποζίστορ.
Με βάση την εξάρτηση της αλλαγής της αντίστασης από τη θερμοκρασία, τα θερμίστορ χωρίζονται σε δύο τύπους:
θερμίστορ PTC (γνωστός και ως posistors).
Ας καταλάβουμε ποια είναι η διαφορά μεταξύ τους.
Τα θερμίστορ NTC παίρνουν το όνομά τους από τη συντομογραφία NTC - Αρνητικός συντελεστής θερμοκρασίας , ή "Αρνητικός Συντελεστής Αντίστασης". Η ιδιαιτερότητα αυτών των θερμίστορ είναι ότι Όταν θερμαίνονται, η αντίστασή τους μειώνεται. Παρεμπιπτόντως, έτσι υποδεικνύεται το θερμίστορ NTC στο διάγραμμα.
Ονομασία θερμίστορ στο διάγραμμα
Όπως μπορείτε να δείτε, τα βέλη στην ονομασία είναι πολλαπλών κατευθύνσεων, γεγονός που υποδεικνύει την κύρια ιδιότητα του θερμίστορ NTC: η θερμοκρασία αυξάνεται (πάνω βέλος), η αντίσταση πέφτει (κάτω βέλος). Και αντίστροφα.
Στην πράξη, μπορείτε να βρείτε ένα θερμίστορ NTC σε οποιοδήποτε τροφοδοτικό μεταγωγής. Για παράδειγμα, ένα τέτοιο θερμίστορ μπορεί να βρεθεί σε ένα τροφοδοτικό υπολογιστή. Το θερμίστορ NTC το έχουμε ήδη δει στην πλακέτα του IKAR, μόνο που εκεί ήταν γκριζοπράσινο.
Αυτή η φωτογραφία δείχνει ένα θερμίστορ NTC από την EPCOS. Χρησιμοποιείται για τον περιορισμό του ρεύματος εκκίνησης.
Για τα θερμίστορ NTC, κατά κανόνα, υποδεικνύεται η αντίστασή του στους 25°C (για αυτό το θερμίστορ είναι 8 Ohm) και το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας. Αυτό είναι συνήθως μερικοί αμπέρ.
Αυτό το θερμίστορ NTC εγκαθίσταται σε σειρά στην είσοδο τάσης δικτύου 220V. Ρίξτε μια ματιά στο διάγραμμα.
Δεδομένου ότι είναι συνδεδεμένο σε σειρά με το φορτίο, όλο το ρεύμα που καταναλώνεται ρέει μέσα από αυτό. Το θερμίστορ NTC περιορίζει το ρεύμα εισόδου, το οποίο συμβαίνει λόγω της φόρτισης των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών (στο διάγραμμα C1). Μια εισροή ρεύματος φόρτισης μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφή των διόδων στον ανορθωτή (γέφυρα διόδου στο VD1 - VD4).
Κάθε φορά που ενεργοποιείται η παροχή ρεύματος, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζεται και το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω του θερμίστορ NTC. Η αντίσταση του θερμίστορ NTC είναι υψηλή, καθώς δεν έχει προλάβει να θερμανθεί. Ρέοντας μέσα από το θερμίστορ NTC, το ρεύμα το θερμαίνει. Μετά από αυτό, η αντίσταση του θερμίστορ μειώνεται και πρακτικά δεν παρεμβαίνει στη ροή του ρεύματος που καταναλώνεται από τη συσκευή. Έτσι, χάρη στο θερμίστορ NTC, είναι δυνατό να διασφαλιστεί η «ομαλή εκκίνηση» της ηλεκτρικής συσκευής και να προστατευθούν οι διόδους ανορθωτή από βλάβη.
Είναι σαφές ότι ενώ η τροφοδοσία διακόπτη είναι ενεργοποιημένη, το θερμίστορ NTC βρίσκεται σε «θερμασμένη» κατάσταση.
Εάν κάποια στοιχεία στο κύκλωμα αποτύχουν, τότε η κατανάλωση ρεύματος συνήθως αυξάνεται απότομα. Ταυτόχρονα, υπάρχουν συχνά περιπτώσεις όπου ένα θερμίστορ NTC χρησιμεύει ως ένα είδος πρόσθετης ασφάλειας και επίσης αποτυγχάνει λόγω υπέρβασης του μέγιστου ρεύματος λειτουργίας.
Η βλάβη των βασικών τρανζίστορ στο τροφοδοτικό του φορτιστή οδήγησε σε υπέρβαση του μέγιστου ρεύματος λειτουργίας αυτού του θερμίστορ (max 4A) και κάηκε.
Αντιστάσεις PTC. PTC θερμίστορ.
θερμίστορ, του οποίου η αντίσταση αυξάνεται όταν θερμαίνεται, ονομάζονται posistors. Είναι επίσης θερμίστορ PTC (PTC - Θετικός Συντελεστής Θερμοκρασίας , "Συντελεστής θετικής αντίστασης").
Αξίζει να σημειωθεί ότι τα posistors είναι λιγότερο διαδεδομένα από τα θερμίστορ NTC.
Οι αντιστάσεις PTC μπορούν να βρεθούν εύκολα στην πλακέτα οποιασδήποτε έγχρωμης τηλεόρασης CRT (με σωλήνα εικόνας). Εκεί εγκαθίσταται στο κύκλωμα απομαγνήτισης. Στη φύση, υπάρχουν και δύο τερματικοί θέσεις και τρεις τερματικοί.
Η φωτογραφία δείχνει έναν εκπρόσωπο ενός posistor δύο ακροδεκτών, το οποίο χρησιμοποιείται στο κύκλωμα απομαγνήτισης ενός kinescope.
Το ρευστό εργασίας του posistor είναι εγκατεστημένο μέσα στο περίβλημα μεταξύ των ακροδεκτών ελατηρίου. Στην πραγματικότητα, αυτός είναι ο ίδιος ο posistor. Εξωτερικά μοιάζει με ένα δισκίο με ένα στρώμα επαφής ψεκασμένο στα πλάγια.
Όπως είπα ήδη, τα posistors χρησιμοποιούνται για να απομαγνητίσουν τον σωλήνα εικόνας, ή μάλλον τη μάσκα του. Λόγω του μαγνητικού πεδίου της Γης ή της επίδρασης εξωτερικών μαγνητών, η μάσκα μαγνητίζεται και η έγχρωμη εικόνα στην οθόνη του κινεσκόπιου παραμορφώνεται και εμφανίζονται κηλίδες.
Πιθανώς όλοι θυμούνται τον χαρακτηριστικό ήχο "κλανγκ" όταν ανοίγει η τηλεόραση - αυτή είναι η στιγμή που λειτουργεί ο βρόχος απομαγνήτισης.
Εκτός από τα πόζιστορ δύο ακροδεκτών, χρησιμοποιούνται ευρέως τα πόζιστορ τριών ακροδεκτών. Σαν αυτά.
Η διαφορά τους από τα δύο τερματικά είναι ότι αποτελούνται από δύο posistors "χάπι", τα οποία είναι εγκατεστημένα σε ένα περίβλημα. Αυτά τα "ταμπλέτα" φαίνονται ακριβώς τα ίδια. Αλλά αυτό δεν είναι αλήθεια. Εκτός από το γεγονός ότι το ένα δισκίο είναι ελαφρώς μικρότερο από το άλλο, η αντίστασή τους στο κρύο (σε θερμοκρασία δωματίου) είναι διαφορετική. Το ένα tablet έχει αντίσταση περίπου 1,3 ~ 3,6 kOhm, ενώ το άλλο έχει μόνο 18 ~ 24 Ohm.
Στο κύκλωμα απομαγνήτισης του κινοσκόπιου χρησιμοποιούνται επίσης πόζιστορ τριών ακροδεκτών, όπως οι δύο τερματικοί, αλλά το κύκλωμα σύνδεσής τους είναι ελαφρώς διαφορετικό. Εάν το posistor αποτύχει ξαφνικά και αυτό συμβαίνει αρκετά συχνά, τότε στην οθόνη της τηλεόρασης εμφανίζονται σημεία με αφύσικη έγχρωμη οθόνη.
Και πυκνωτές. Δεν φέρουν σήμανση, γεγονός που καθιστά δύσκολη την αναγνώρισή τους. Στην εμφάνιση, τα θερμίστορ SMD μοιάζουν πολύ με τους κεραμικούς πυκνωτές SMD.
Ενσωματωμένα θερμίστορ.
Τα ενσωματωμένα θερμίστορ χρησιμοποιούνται επίσης ενεργά στα ηλεκτρονικά. Εάν έχετε σταθμό συγκόλλησης με έλεγχο θερμοκρασίας άκρης, τότε ένα θερμίστορ λεπτής μεμβράνης είναι ενσωματωμένο στο στοιχείο θέρμανσης. Τα θερμίστορ είναι επίσης ενσωματωμένα στο πιστολάκι μαλλιών των σταθμών συγκόλλησης θερμού αέρα, αλλά εκεί είναι ένα ξεχωριστό στοιχείο.
Αξίζει να σημειωθεί ότι στα ηλεκτρονικά, μαζί με τα θερμίστορ, χρησιμοποιούνται ενεργά θερμικές ασφάλειες και θερμικά ρελέ (για παράδειγμα, τύπου KSD), τα οποία είναι επίσης εύκολο να βρεθούν σε ηλεκτρονικές συσκευές.
Τώρα που εξοικειωθήκαμε με τα θερμίστορ, ήρθε η ώρα.
Γεια σου, Habracommunity. Αφού διάβασα μερικά άρθρα σχετικά με το κέντρο του Arduino, είχα κολλήσει να πάρω στα χέρια μου αυτό το παιχνίδι. Και πρόσφατα έλαβα ένα δέμα με πληρωμή. Μετά ασχολήθηκα με τα LED και ήθελα κάτι πιο σοβαρό. Αποφάσισα να φτιάξω ένα απλό θερμόμετρο χρησιμοποιώντας μόνο ένα θερμίστορ, μια αντίσταση 10 kOhm και μια οθόνη LCD. Αν κάποιος ενδιαφέρεται για το τι συνέβη, παρακαλώ δείτε τη γάτα.
Αρχή
Το θερμίστορ είναι μια μεταβλητή αντίσταση που αλλάζει την αντίστασή του ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Θα χρειαστούμε τις ακόλουθες λεπτομέρειες:
Arduino Uno - 1 τεμάχιο
Θερμίστορ - 1 τεμ.
Αντίσταση με αντίσταση 10 kOhm - 1 τεμ.
Οθόνη LCD HJ1602A - 1 τεμάχιο
Σύνδεση βραχυκυκλωτικών - πολλά κομμάτια
Τα είχα όλα αυτά, οπότε άρχισα αμέσως να σχεδιάζω στο breadboard.
Επίσης κόλλησα τα πόδια στην οθόνη την ημέρα της αγοράς. 
Στη συνέχεια συνδέουμε την οθόνη στις εξόδους Arduino. Η οθόνη μου έχει αυτό το pinout.
1 (GND) GND - Γείωση
2 (VDD) 5v - Ισχύς (+)
3 (VO/Contrast) - Έλεγχος αντίθεσης (εδώ συνέδεσα μια μεταβλητή αντίσταση)
4 (RS) - 12 - Κανάλι δεδομένων
5 (RW) - 11 - Κανάλι δεδομένων
6 (Ε) - 10 - Κανάλι δεδομένων
11 (DB4) - 5 - Κανάλι δεδομένων
12 (DB5) - 4 - Κανάλι δεδομένων
13 (DB6) - 3 - Κανάλι δεδομένων
14 (DB7) - 2 - Κανάλι δεδομένων
15 (BL1/Οπίσθιος φωτισμός1) - 13 - Ισχύς οπίσθιου φωτισμού (+)
16 (BL2/Backlight2) - GND - Ground(-)
Αυτή είναι η εικόνα που έχουμε. 
Στη συνέχεια, συνδέστε το ένα σκέλος του θερμίστορ στην αναλογική είσοδο A4 και μια αντίσταση 10 kOhm στη γείωση και το δεύτερο σκέλος του θερμίστορ στα 5 V. 
Γενικά, αυτό είναι όλο. Το υλικό είναι έτοιμο. Εδώ είναι το διάγραμμα. 
Προγραμματισμός
Όλα είναι ξεκάθαρα με τον προγραμματισμό. Σκίτσο πηγαίου κώδικα:
// συνδέστε δύο βιβλιοθήκες για εργασία με LCD και μαθηματικούς υπολογισμούς #include
Το αποτέλεσμα του προγράμματος. 
Ένα θερμίστορ (θερμίστορ) είναι ένα ηλεκτρονικό στοιχείο στερεάς κατάστασης που μοιάζει με σταθερή αντίσταση, αλλά έχει έντονο χαρακτηριστικό θερμοκρασίας. Αυτός ο τύπος ηλεκτρονικής συσκευής χρησιμοποιείται συνήθως για την αλλαγή της αναλογικής τάσης εξόδου με βάση τις αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Με άλλα λόγια, οι ηλεκτρικές ιδιότητες του θερμίστορ και η αρχή της λειτουργίας σχετίζονται άμεσα με το φυσικό φαινόμενο - θερμοκρασία.
Το θερμίστορ είναι ένα ευαίσθητο στη θερμοκρασία στοιχείο ημιαγωγού κατασκευασμένο από οξείδια μετάλλων ημιαγωγών. Συνήθως έχει το σχήμα δίσκου ή μπάλας με επιμεταλλωμένα ή συνδετικά καλώδια.
Τέτοια σχήματα επιτρέπουν στην τιμή αντίστασης να ποικίλλει ανάλογα με μικρές αλλαγές στη θερμοκρασία. Για τις τυπικές αντιστάσεις, μια αλλαγή στην αντίσταση λόγω θέρμανσης φαίνεται να είναι ανεπιθύμητο φαινόμενο.
Αλλά αυτό το ίδιο αποτέλεσμα φαίνεται να είναι επιτυχές στην κατασκευή πολλών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που απαιτούν προσδιορισμό θερμοκρασίας.
Έτσι, επειδή είναι μια μη γραμμική ηλεκτρονική συσκευή με μεταβλητή αντίσταση, το θερμίστορ είναι κατάλληλο για να λειτουργήσει ως αισθητήρας θερμίστορ. Αυτοί οι τύποι αισθητήρων χρησιμοποιούνται ευρέως για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας υγρών και αερίων.
Ως συσκευή στερεάς κατάστασης κατασκευασμένη από πολύ ευαίσθητα οξείδια μετάλλων, το θερμίστορ λειτουργεί σε μοριακό επίπεδο.
Τα ηλεκτρόνια σθένους γίνονται ενεργά και αναπαράγουν ένα αρνητικό TCR ή παθητικό και στη συνέχεια αναπαράγουν ένα θετικό TCR.
Ως αποτέλεσμα, οι ηλεκτρονικές συσκευές - θερμίστορ - επιδεικνύουν πολύ καλή αναπαραγώγιμη ειδική αντίσταση, διατηρώντας παράλληλα χαρακτηριστικά απόδοσης που επιτρέπουν παραγωγική λειτουργία στο εύρος θερμοκρασίας έως και 200ºC.
Εφαρμογή θερμίστορ στην πράξη
Η βασική εφαρμογή σε αυτή την περίπτωση είναι οι αισθητήρες θερμοκρασίας με αντίσταση. Ωστόσο, αυτά τα ίδια ηλεκτρονικά στοιχεία, που ανήκουν στην οικογένεια των αντιστάσεων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν με επιτυχία σε σειρά με άλλα εξαρτήματα ή συσκευές.
Απλά κυκλώματα για τη σύνδεση θερμίστορ, που δείχνουν τη λειτουργία των συσκευών ως αισθητήρες θερμοκρασίας - ένα είδος μετατροπέων τάσης αλλάζοντας την αντίσταση
Αυτό το κύκλωμα σύνδεσης σάς επιτρέπει να ελέγχετε το ρεύμα που διαρρέει το εξάρτημα. Έτσι, τα θερμίστορ, στην πραγματικότητα, λειτουργούν και ως περιοριστές ρεύματος.
Τα θερμίστορ παράγονται σε διαφορετικούς τύπους, με βάση διαφορετικά υλικά και διαφέρουν σε μέγεθος ανάλογα με τον χρόνο απόκρισης και τη θερμοκρασία λειτουργίας.
Υπάρχουν σφραγισμένες εκδόσεις των συσκευών που προστατεύονται από τη διείσδυση υγρασίας. Υπάρχουν σχέδια για υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας και συμπαγές σε μέγεθος.
Υπάρχουν τρεις πιο συνηθισμένοι τύποι θερμίστορ:
- μπάλα,
- δίσκος,
- ενθυλακωμένος.
Οι συσκευές λειτουργούν ανάλογα με τις αλλαγές θερμοκρασίας:
- Για να μειώσετε την τιμή αντίστασης.
- Για να αυξήσετε την τιμή αντίστασης.
Δηλαδή, υπάρχουν δύο τύποι συσκευών:
- Έχοντας αρνητικό TCS (NTC).
- Θετικό TCS (PTC).
Αρνητικός συντελεστής TCS
Τα αρνητικά TCR NTC θερμίστορ μειώνουν την τιμή αντίστασης τους καθώς αυξάνεται η εξωτερική θερμοκρασία. Κατά κανόνα, αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται συχνά ως αισθητήρες θερμοκρασίας, καθώς είναι ιδανικοί για σχεδόν κάθε τύπο ηλεκτρονικών που απαιτεί έλεγχο θερμοκρασίας.
Η σχετικά μεγάλη αρνητική απόκριση ενός θερμίστορ NTC σημαίνει ότι ακόμη και μικρές αλλαγές στη θερμοκρασία μπορούν να αλλάξουν σημαντικά την ηλεκτρική αντίσταση της συσκευής. Αυτός ο παράγοντας καθιστά τα μοντέλα NTC ιδανικά για ακριβή μέτρηση θερμοκρασίας.
Κύκλωμα βαθμονόμησης θερμίστορ (έλεγχος): 1 - τροφοδοτικό. 2 - κατεύθυνση ρεύματος. 3 — ηλεκτρονικό στοιχείο υπό δοκιμή, θερμίστορ. 4 - μικροαμπερόμετρο βαθμονόμησης Τα θερμίστορ NTC, τα οποία μειώνουν την αντίσταση καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, διατίθενται με διαφορετικές βασικές αντιστάσεις. Συνήθως, οι αντιστάσεις βάσης σε θερμοκρασία δωματίου.
Για παράδειγμα: 25ºC λαμβάνεται ως σημείο ελέγχου (βάσης) θερμοκρασίας. Από εδώ δημιουργούνται οι τιμές των συσκευών, για παράδειγμα, των ακόλουθων ονομασιών:
- 2,7 kOhm (25ºC),
- 10 kOhm (25ºC)
- 47 kOhm (25ºC)….
Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η τιμή "B". Η τιμή του "B" είναι μια σταθερά που καθορίζεται από το κεραμικό υλικό από το οποίο κατασκευάζεται το θερμίστορ.
Η ίδια σταθερά καθορίζει την κλίση της καμπύλης του λόγου αντίστασης (R/T) σε ένα ορισμένο εύρος θερμοκρασίας μεταξύ δύο σημείων θερμοκρασίας.
Κάθε υλικό θερμίστορ έχει μια διαφορετική σταθερά υλικού και επομένως μια μεμονωμένη καμπύλη αντίστασης-θερμοκρασίας.
Έτσι, η σταθερά «Β» καθορίζει μια τιμή αντίστασης στη βάση T1 (25ºC) και μια άλλη τιμή στο T2 (για παράδειγμα, στους 100ºC).
Επομένως, η τιμή του B θα καθορίσει τη σταθερά του υλικού θερμίστορ που περιορίζεται από το εύρος των T1 και T2:
B * T1 / T2 (B * 25 / 100)
ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Οι τιμές θερμοκρασίας στους υπολογισμούς λαμβάνονται με βαθμονόμηση Kelvin.
Επομένως, έχοντας την τιμή «Β» (από τα χαρακτηριστικά του κατασκευαστή) μιας συγκεκριμένης συσκευής, ο ηλεκτρονικός μηχανικός θα πρέπει μόνο να δημιουργήσει έναν πίνακα θερμοκρασιών και αντιστάσεων για να κατασκευάσει ένα κατάλληλο γράφημα χρησιμοποιώντας την ακόλουθη κανονικοποιημένη εξίσωση:
B (T1/T2) = (T 2 * T 1 / T 2 – T 1) * ln(R1/R2)
όπου: T 1, T 2 – θερμοκρασίες σε βαθμούς Kelvin. R 1, R 2 – αντιστάσεις σε αντίστοιχες θερμοκρασίες σε Ohms.
Για παράδειγμα, ένα θερμίστορ NTK με αντίσταση 10 kOhm έχει τιμή "V" 3455 εντός του εύρους θερμοκρασίας 25 - 100ºC.
Το προφανές σημείο είναι ότι τα θερμίστορ αλλάζουν την αντίσταση εκθετικά με τις αλλαγές της θερμοκρασίας, άρα το χαρακτηριστικό είναι μη γραμμικό. Όσο περισσότερα σημεία ελέγχου ορίζονται, τόσο πιο ακριβής είναι η καμπύλη.
Χρησιμοποιώντας ένα θερμίστορ ως ενεργό αισθητήρα
Δεδομένου ότι η συσκευή είναι ένας ενεργός τύπος αισθητήρα, απαιτεί ένα σήμα διέγερσης για να λειτουργήσει. Οποιαδήποτε αλλαγή στην αντίσταση που προκύπτει από αλλαγή της θερμοκρασίας μετατρέπεται σε αλλαγή τάσης.
Η βιομηχανία παράγει θερμίστορ διαφόρων σχεδίων, συμπεριλαμβανομένων υψηλής ακρίβειας, αξιόπιστα προστατευμένα για χρήση σε συστήματα υψηλού επιπέδου Ο ευκολότερος τρόπος για να επιτευχθεί αυτό το αποτέλεσμα είναι να χρησιμοποιήσετε ένα θερμίστορ ως μέρος ενός κυκλώματος διαιρέτη δυναμικού, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Μια σταθερή τάση παρέχεται στο κύκλωμα αντίστασης και θερμίστορ.
Για παράδειγμα, χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα όπου ένα θερμίστορ 10 kOhm είναι συνδεδεμένο σε σειρά με μια αντίσταση 10 kOhm. Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση εξόδου στη βάση T = 25ºC θα είναι η μισή της τάσης τροφοδοσίας.
Έτσι, ένα κύκλωμα διαιρέτη δυναμικού είναι ένα παράδειγμα ενός απλού μετατροπέα αντίστασης στην τάση. Εδώ, η αντίσταση του θερμίστορ ρυθμίζεται από τη θερμοκρασία, ακολουθούμενη από το σχηματισμό μιας τιμής τάσης εξόδου ανάλογη με τη θερμοκρασία.
Με απλά λόγια: όσο θερμότερο είναι το σώμα του θερμίστορ, τόσο χαμηλότερη είναι η τάση εξόδου.
Εν τω μεταξύ, εάν αλλάξει η θέση της αντίστασης σειράς, του RS και του θερμίστορ R TH, τότε το επίπεδο τάσης εξόδου θα αλλάξει στο αντίθετο διάνυσμα. Δηλαδή, τώρα όσο περισσότερο θερμαίνεται το θερμίστορ, τόσο υψηλότερο θα είναι το επίπεδο τάσης εξόδου.
Τα θερμίστορ μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως μέρος μιας βασικής διαμόρφωσης χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα γέφυρας. Η σύνδεση μεταξύ των αντιστάσεων R1 και R2 ρυθμίζει την τάση αναφοράς στην απαιτούμενη τιμή. Για παράδειγμα, εάν τα R1 και R2 έχουν τις ίδιες τιμές αντίστασης, η τάση αναφοράς είναι η μισή της τάσης τροφοδοσίας (V/2).
Ένα κύκλωμα ενισχυτή που έχει κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας αυτό το κύκλωμα γέφυρας θερμικού καθετήρα μπορεί να λειτουργήσει ως ένας εξαιρετικά ευαίσθητος διαφορικός ενισχυτής ή ως ένα απλό κύκλωμα σκανδάλης Schmitt με λειτουργία μεταγωγής.
Σύνδεση ενός θερμίστορ σε ένα κύκλωμα γέφυρας: Οι R1, R2, R3 είναι συνηθισμένες σταθερές αντιστάσεις. Rt - θερμίστορ; A - συσκευή μέτρησης μικροαμπερόμετρου Υπάρχει πρόβλημα με το θερμίστορ (αυτοθερμαινόμενο αποτέλεσμα). Σε τέτοιες περιπτώσεις, η διαλυόμενη ισχύς I 2 R είναι αρκετά υψηλή και δημιουργεί περισσότερη θερμότητα από όση μπορεί να διαχέει το σώμα της συσκευής. Αντίστοιχα, αυτή η «επιπλέον» θερμότητα επηρεάζει την τιμή αντίστασης, με αποτέλεσμα ψευδείς ενδείξεις.
Ένας από τους τρόπους για να απαλλαγείτε από το φαινόμενο «αυτοθερμάνσεως» και να επιτύχετε μια πιο ακριβή αλλαγή στην αντίσταση από την επίδραση της θερμοκρασίας (R/T) είναι να τροφοδοτήσετε το θερμίστορ από μια πηγή σταθερού ρεύματος.
Θερμίστορ ως ρυθμιστής ρεύματος εκκίνησης
Οι συσκευές χρησιμοποιούνται παραδοσιακά ως θερμοευαίσθητοι μετατροπείς με αντίσταση. Ωστόσο, η αντίσταση του θερμίστορ αλλάζει όχι μόνο υπό την επίδραση του περιβάλλοντος, αλλά παρατηρούνται και αλλαγές από το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει μέσω της συσκευής. Το αποτέλεσμα της ίδιας «αυτοθέρμανσης».
Διάφορος ηλεκτρικός εξοπλισμός με επαγωγικό εξάρτημα:
- μηχανές,
- μετασχηματιστές,
- ηλεκτρικοί λαμπτήρες,
- άλλα,
υπόκεινται σε υπερβολικά ρεύματα εισόδου κατά την πρώτη ενεργοποίηση. Αλλά εάν ένα θερμίστορ είναι συνδεδεμένο σε σειρά στο κύκλωμα, το υψηλό αρχικό ρεύμα μπορεί να περιοριστεί αποτελεσματικά. Αυτή η λύση συμβάλλει στην αύξηση της διάρκειας ζωής του ηλεκτρικού εξοπλισμού.
Τα θερμίστορ χαμηλού TCR (στους 25°C) χρησιμοποιούνται συνήθως για τη ρύθμιση του ρεύματος εισροής. Οι λεγόμενοι περιοριστές ρεύματος (περιοριστές υπέρτασης) αλλάζουν την αντίσταση σε πολύ χαμηλή τιμή όταν περνάει ρεύμα φορτίου.
Όταν ο εξοπλισμός είναι αρχικά ενεργοποιημένος, το ρεύμα εκκίνησης διέρχεται από ένα ψυχρό θερμίστορ, η τιμή αντίστασης του οποίου είναι αρκετά υψηλή. Υπό την επίδραση του ρεύματος φορτίου, το θερμίστορ θερμαίνεται και η αντίσταση μειώνεται αργά. Αυτό επιτρέπει την ομαλή ρύθμιση του ρεύματος στο φορτίο.
Τα θερμίστορ NTC είναι αρκετά αποτελεσματικά στην παροχή προστασίας από ανεπιθύμητα υψηλά ρεύματα εισροής. Το πλεονέκτημα εδώ είναι ότι αυτός ο τύπος συσκευής είναι σε θέση να χειρίζεται αποτελεσματικά υψηλότερα ρεύματα εισόδου σε σύγκριση με τις τυπικές αντιστάσεις.
Ας συνδέσουμε έναν από τους διαθέσιμους αισθητήρες στο Arduino - έναν αισθητήρα θερμοκρασίας ή ένα θερμίστορ.
Ονομασία θερμίστορ στα διαγράμματα
Θερμίστορ- ημιαγωγός αντίσταση, η ηλεκτρική αντίσταση του οποίου εξαρτάται σημαντικά από τη θερμοκρασία. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η αντίσταση μειώνεται.
Τι θέλουμε
Κατασκευάζουμε ένα κύκλωμα με ένα θερμίστορ και αλλάζουμε τον αριθμό των διόδων καύσης ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Τι θα χρειαστείτε
Εκτός από όλα τα συνηθισμένα - ένα θερμίστορ. Χρησιμοποιούμε B57164-K0103.
Στάδια εργασίας
- Σχέδιο συναρμολόγησης Νο. 1
- Προσδιορισμός του εύρους μεταβολών θερμοκρασίας
- Βελτίωση του σχήματος και του προγράμματος
- Είμαστε ευχαριστημένοι με το αποτέλεσμα
- Δημιουργούμε ιδέες.
Σχέδιο συναρμολόγησης Νο. 1
Χρησιμοποιούμε αντίσταση 10 KOm
Το κύκλωμα μοιάζει πολύ με το κύκλωμα με ένα κουμπί, αλλά τώρα αντί για το κουμπί βάζουμε ένα θερμίστορ και το συνδέουμε στην αναλογική είσοδο Α2.
Η αναλογική είσοδος μπορεί να διαφοροποιήσει την ισχύ του σήματος κατάντη. 0 είναι το ελάχιστο επίπεδο, 1023 είναι το μέγιστο. Λένε διαβάθμιση 10-bit (2 10 = 1024).
Εάν αφαιρέσετε εντελώς το θερμίστορ, η στάθμη του σήματος θα είναι μηδέν, αλλά εάν εγκαταστήσετε το θερμίστορ, το ρεύμα θα αρχίσει να ρέει μέσα από αυτό και θα εισέλθει στην είσοδο Α2. Το καθήκον μας είναι να προσδιορίσουμε την υπό όρους τάση στην είσοδο, να ορίσουμε τα ελάχιστα και μέγιστα όρια ανάλογα με τη θερμοκρασία του θερμίστορ.
Πρόγραμμα:
void setup() (
pinMode(A2,INPUT); //A2 pin - είσοδος σήματος
Serial.begin(9600); //επικοινωνία με υπολογιστή 9600 bps
}
void loop() (
int t = analogRead(A2); //διαβάστε την τιμή από το A2
Serial.println(t); //γράψτε αυτήν την τιμή στη //σειριακή θύρα (για εμάς αυτό είναι USB)
καθυστέρηση(10); // περίμενε λίγο
}
Φλας το πρόγραμμα. Στην οθόνη βρίσκουμε το κουμπί "Serial Monitor", κάντε κλικ.
Κουμπί σειριακής παρακολούθησης
Οι αριθμοί εκτελούνται στο παράθυρο που ανοίγει - αυτή είναι μια τιμή υπό όρους ανάλογα με τη θερμοκρασία. Σημειώστε τον ελάχιστο αριθμό που καταφέρατε να παρατηρήσετε. Τώρα πιάστε προσεκτικά την αντίσταση - από τη ζεστασιά των χεριών σας η θερμοκρασία της θα αυξηθεί και οι αριθμοί στην οθόνη θα αυξηθούν. Ας είναι αυτή η μέγιστη θερμοκρασία.
Βελτιώνουμε το σχέδιο.
Ας συνδέσουμε 3 διόδους στο κύκλωμα, «κρεμώντας» τις στη θύρα 10-12 της πλακέτας.
Προσοχή με τις διόδους.
Αφήστε τη μία δίοδο να ανάψει στην ελάχιστη θερμοκρασία, 2 όταν αυξάνεται η θερμοκρασία και και τις 3 στη μέγιστη θερμοκρασία.
Για να γίνει αυτό, θα βαθμονομήσουμε τις εισερχόμενες μετρήσεις στο πρόγραμμα. Έστω η ελάχιστη τιμή 540, η μέγιστη (όταν θέλουμε να ανάψουμε και τις τρεις διόδους) - 600.
Ας ορίσουμε την τιμή της μεταβλητής led ως εξής:
int led = χάρτης(t,540,600,0,3);
Έτσι, όταν οι ενδείξεις της μεταβλητής t αλλάξουν από 540 σε 600 μονάδες, η τιμή της μεταβλητής led θα αλλάξει από 0 σε 3.
Συγγραφή προγράμματος
Κενό setup() (
pinMode(A2,INPUT); //A2 pin - είσοδος σήματος
Serial.begin(9600); //επικοινωνία με υπολογιστή 9600 bps
για (int i=10; i<=12; i++) {
pinMode(i,OUTPUT);
void loop() (
int t = analogRead(A2); //διαβάστε την τιμή από το A2
int led = χάρτης(t,540,600,0,3);
if (led>=1) (digitalWrite(10,HIGH);)
other (digitalWrite(10,LOW);)
if (led>=2) (digitalWrite(11,HIGH);)
other (digitalWrite(11,LOW);)
if (led>=3) (digitalWrite(12,HIGH);)
other (digitalWrite(12,LOW);)
Serial.println(t); //γράψτε αυτήν την τιμή στη //σειριακή θύρα (για εμάς αυτό είναι USB)
καθυστέρηση(10); // περίμενε λίγο
Λοιπόν, όλα φαίνεται να λειτουργούν.
Σκεφτείτε πού μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το συναρμολογημένο κύκλωμα.
Τι γίνεται αν οι δίοδοι αντικατασταθούν με κάτι άλλο;
Δοκιμάστε να συνδέσετε μερικές ακόμη διόδους για να εμφανίσετε τη θερμοκρασία με μεγαλύτερη ακρίβεια.
