BÁO cáo nội DUNG môn học PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG IOT đề tài NGHIÊN cứu cảm BIẾN NHIỆT độ LM35

BAN CƠ YẾU CHÍNH PHỦ HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG - - BÁO CÁO NỘI DUNG MÔN HỌC PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG IOT ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LM35 Sinh viên thực hiện: Lê Hoàng Long Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2022 DT020128 MỤC LỤC Thông tin Chức Sơ đồ chân Thông số kĩ thuật Nguyên lý hoạt động cảm biến nhiệt độ LM35 Các dạng mạch đo nhiệt độ .3 Các bước tính tốn nhiệt độ cảm biến nhiệt độ LM35 Công thức chuyển đổi điện áp thành nhiệt độ Ứng dụng cảm biến nhiệt độ LM35 10 So sánh dòng cảm biến LM35 Thông tin - LM35 cảm biến nhiệt độ tương tự, điện áp đầu cảm biến tỷ lệ với nhiệt độ tức thời dễ dàng xử lý để có giá trị nhiệt độ oC - Ưu điểm LM35 so với cặp nhiệt điện khơng u cầu hiệu chuẩn bên ngồi Lớp vỏ bảo vệ khỏi bị nhiệt Chi phí thấp độ xác cao khiến cho loại cảm biến trở thành lựa chọn người yêu thích chế tạo mạch điện tử, người làm mạch tự chế sinh viên - Vì có nhiều ưu điểm nêu nên cảm biến nhiệt độ LM35 sử dụng nhiều sản phẩm đơn giản, giá thành thấp Đã 15 năm kể từ lần mắt cảm biến tồn sử dụng nhiều sản phẩm ứng dụng cho thấy giá trị loại cảm biến Giá thành LM35 tương đối rẻ, dao động từ 20.000 VNĐ – 50.000 VNĐ Chức - Dòng cảm biến LM35 cảm biến nhiệt độ mạch tích hợp xác, có điện áp đầu tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ độ C LM35 IC cảm biến nhiệt độ có điện áp đầu thay đổi, dựa nhiệt độ xung quanh Nó vi mạch nhỏ rẻ, sử dụng để đo nhiệt độ đâu khoảng từ -55 ° C đến 150 ° C Nó dễ dàng giao tiếp với vi điều khiển có chức ADC tảng phát triển Arduino - LM35 không yêu cầu hiệu chỉnh để cung cấp nhiệt độ xác điển hình ( ± 1⁄4˚C nhiệt độ phòng ± 3⁄4˚C phạm vi nhiệt độ đầy đủ -55 đến + 150˚C) Việc chuyển đổi điện áp đầu sang oC dễ dàng trực tiếp Trở kháng đầu nhỏ, đầu tuyến tính hiệu chuẩn xác đặc tính vốn có LM35, giúp tạo giao tiếp để đọc điều khiển mạch dễ dàng Sơ đồ chân Hình sau hình dạng sơ đồ chân cảm biến LM35 Chân Tên chân Chức VCC hay +VS Chân cấp nguồn điện áp từ tới 30V Vout Chân lấy điện áp ra, điện áp chân thay đổi GND 10mV/oC Chân nối đất Thông số kĩ thuật Hiệu chuẩn trực oC Điện áp hoạt động: 4-30VDC Dòng điện tiêu thụ: khoảng 60uA Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mV/°C Khoảng nhiệt độ đo được: -55°C đến 150°C Điện áp thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ: 10mV/°C Độ tự gia nhiệt thấp, 0,08oC khơng khí tĩnh Sai số: 0,25°C, Trở kháng ngõ nhỏ, 0,2Ω với dòng tải 1mA Kiểu chân: TO92 ( phổ biến nhât) Kích thước: 4.3 × 4.3mm Phù hợp để ứng dụng cho dự án từ xa Độ xác thực tế: ± ¼oC (ở nhiệt độ phịng) ±3/4°C phạm vi nhiệt độ từ -55°C- 150°C Đầu trở kháng thấp: 0.1 cho tải 1mA Nguyên lý hoạt động cảm biến nhiệt độ LM35 Cảm biến LM35 hoạt động cách cho giá trị điện áp định chân VOUT ứng với mức nhiệt độ Như vậy, cách đưa vào chân bên trái cảm biến LM35 điện áp 5V, chân phải nối đất, đo hiệu điện chân giữa, bạn có nhiệt độ (0-100ºC) tương ứng với điện áp đo Vì điện áp ngõ cảm biến tương đối nhỏ nên thông thường mạch ứng dụng thực tế, ta thường dùng mạch khuếch đại thuật toán để khuếch đại điện áp ngõ Các dạng mạch đo nhiệt độ LM35 sử dụng hai cấu hình mạch hình bên Cả hai mang lại kết khác Trong cấu hình mạch phía bên trái, cảm biến đo nhiệt độ dương từ oC đến 150 oC Theo cấu hình mạch này, ta cần cấp nguồn cho LM35 kết nối đầu trực tiếp với chuyển đổi tương tự sang số Trong cấu hình mạch thứ hai, ta đo nhiệt độ toàn dải từ -55 oC đến 150 oC Cấu hình mạch phức tạp mang lại kết cao Trong trường hợp này, ta phải kết nối điện trở bên (R1) để chuyển mức điện áp âm lên dương Giá trị điện trở bên ngồi tính tốn theo cơng thức ghi bên cấu hình mạch Các bước tính toán nhiệt độ cảm biến nhiệt độ LM35 Thiết kế mạch Cấp nguồn cho cảm biến với điện áp từ 4V đến 30V Chân GND nối đất Kết nối chân VOUT với đầu vào chuyển đổi tương tự sang số ADC hay vi điều khiển Lấy mẫu đọc ADC để xác định điện áp đầu VOUT Chuyển đổi điện áp thành nhiệt độ Công thức chuyển đổi điện áp thành nhiệt độ Điện áp đầu chân Vout tính sau: Nhiệt độ đo (oC) = Điện áp đọc ADC/10 mV Chia cho 10 mV độ nhạy cảm biến LM35 10mV Code mẫu: int sensorPin = A0; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { int giaTriDoDuoc = analogRead(sensorPin); float dienAp = giaTriDoDuoc * 5.0 / 1024.0; float nhietDo = dienAp * 100.0; Serial.println(nhietDo); delay(1000); } Hàm analogRead() có nhiệm vụ đọc giá trị điện áp từ chân Analog (ADC), hàm trả số nguyên nằm khoảng từ đến 1023 ( 10 mức – chân ADC Arduino Uno R3 có độ phân giải 10 bit ) tương ứng với thang điện áp (mặc định) từ đến 5V Cơng thức tính giá trị hiệu điện từ giá trị cảm biến (đơn vị Volt) dienAp = giá trị điện áp từ cảm biến chia cho mức analog cao (1024) nhân với mức điện áp 5V Và với độ nhạy 10mV / oC nên ta nhân giá trị điễn áp với 100 Ứng dụng cảm biến nhiệt độ LM35 Cảm biến nhiệt độ LM35 phù hợp cho ứng dụng: Học tập nghiên cứu Đo nhiệt độ môi trường cụ thể Giám sát nhiệt độ hệ thống HVAC Kiểm tra nhiệt độ pin Cung cấp thông tin nhiệt độ linh kiện điện tử khác 10 So sánh dòng cảm biến LM35 LM35 có nhiều họ LM35A, LM35CA, LM35D, LM135, LM35CA, LM235, LM335 Tất thành viên họ LM35 hoạt động theo nguyên tắc giống khả đo nhiệt độ khác chúng có nhiều kiểu chân khác nhau(gói TO-92 phổ biến nhất) Dưới bảng dải nhiệt độ vài loại LM35 phổ biến: Mã sản phẩm LM35A LM35 LM35CA LM35C LM35D LM135 LM235 LM335 Dải nhiệt độ -55oC , +150oC -40oC , +110oC -40oC , +110oC 0oC , +100oC -55oC , +150oC -40oC , +125oC -40oC , +100oC -55oC , +150oC ... với độ nhạy 10mV / oC nên ta nhân giá trị điễn áp với 100 Ứng dụng cảm biến nhiệt độ LM35 Cảm biến nhiệt độ LM35 phù hợp cho ứng dụng: Học tập nghiên cứu Đo nhiệt độ môi trường cụ thể Giám sát nhiệt. .. Ứng dụng cảm biến nhiệt độ LM35 10 So sánh dòng cảm biến LM35 Thông tin - LM35 cảm biến nhiệt độ tương tự, điện áp đầu cảm biến tỷ lệ với nhiệt độ tức thời... hoạt động cảm biến nhiệt độ LM35 Các dạng mạch đo nhiệt độ .3 Các bước tính tốn nhiệt độ cảm biến nhiệt độ LM35 Công thức chuyển đổi điện áp thành nhiệt độ