Подключение датчика температуры LM35DZ (LM35DZ) к Arduino

LM35 является аналоговым температурным сенсором, в отличие от того же DS18B20. Это сильно упрощает работу с датчиком, так как не нужно эмулировать протокол OneWire и можно вручную легко корректировать показания датчика, изменяя коэффициенты в коде.

Однако, подключение такого датчика менее помехозащищённое, чем у DS18B20, поэтому необходимо иметь точные источники опорного напряжения (ИОН) и правильно разводить печатную плату для датчика, иначе показания могут быть неточными. Но для «домашних» применений типа метеостанции, где не так важна ошибка в плюс-минус градус, датчик идеален.

Он ещё и дешевле DS18B20. Дешевле него, наверное, только термисторы, но это уже совсем другой разговор 🙂

Для реализации проекта из этой статьи нам потребуются следующие компоненты:

• Arduino Uno R3
• Датчик температуры LM35
• Макетная плата на 400 точек
• Набор макетных проводов “папа-папа”

Пример подключения LM35 к Arduino Uno

Рассмотрим код, использующийся для преобразования показаний датчика в человекочитаемые значения температуры:

Вас может заинтересовать функция analogReference(INTERNAL). Эта функция позволяет сменять источник опорного напряжения, которое используется для измерений с помощью аналогово-цифрового преобразователя. По умолчанию в качестве ИОН используется питание контроллера, т.е. 5В.

Верхняя граница напряжения ИОН равна максимальному значению АЦП, т.е 10 бит = 2 в 10 степени = 1024. Но из-за нестабильности входного напряжения (оно может быть как 4.5В, так и 5.1В) часто применяется внутренний ИОН, который содержится практически в каждом контроллере AVR, который поддерживает АЦП.

При использовании ИОН = 5В, точность измерений равна 5.000 / 1024 = 4.9мВ. Если учесть низкую точность АЦП, то погрешность примерно равна 20мВ. Много, не правда ли? Так как разрядность АЦП мы поднять не можем, для увеличения точности показаний мы можем сузить диапазон измеряемого напряжения.

В микроконтроллерах ATMega328 и ATMega168 применяются ИОН, выдающие 1.1В. В микроконтроллере ATMega8, на котором была построена первая плата Arduino, ИОН выдает 2.56В.

То есть расчётная точность измерения будет составлять:

• 2.56В – 2.5мВ
• 1.1В – 1мВ

Но кроме внутреннего ИОН, можно подцепить также внешний ИОН ко входу AREF микроконтроллера, что позволить поднять точность измерений. Включение внешнего ИОН выполняется так: analogReference(EXTERNAL).

У нашего термометра максимальное выходное напряжение составляет что-то около 1В, то есть для достижения максимальной точности нам надо иметь ИОН с Uвых = 1В. Мы применим внутренний ИОН на 1.1В, так как сверхвысокая точность нам не нужна. Однако, точность всё равно выше относительно стандартного ИОН на 5В – при его использовании точность в диапазоне 1В составляла бы 24.5мВ.

Подводя итоги, скажем, что простота использования такого датчика и его цена – главные его преимущества, пусть точность и оставляет желать лучшего. Опять же, каждой задаче – свой инструмент, так что выбирайте датчик температуры, исходя из требований проекта. Удачи вам в ваших проектах!