9 RE1/A N6/CK
3.3. Cảm biến nhiệt độ LM
IC đo nhiệt độ là một mạch tích hợp nhận tín hiệu nhiệt độ chuyển thành tín hiệu điện dưới dạng dòng điện hay điện áp. Dựa vào đặc tính rất nhạy của các bán dẫn với nhiệt độ, tạo ra điện áp hoặc dòng điện tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Đo tín hiệu điện ta biết được giá trị của nhiệt độ cần đo. Sự tác động tạo ra điện tích tự do và lỗ trống trong chất bán dẫn. Bằng sự phá vỡ các phần tử, bứt các electron thành dạng tự dô di chuyển qua cùng cấu trúc
mạng tinh thể tọa sự xuất hiện các lỗ trống. Làm cho tỷ lệ điện tử tự do và lỗ trống tăng lên theo quy luật hàm mũ với nhiệt độ.
Các đặc trưng của LM35:
- Ngõ ra là điện áp.
- Đơn vị nhiệ độ : oC.
- Các hiệu năng cao,công suất tiêu thụ là 60uA.
- Sản phẩm không cần phải canh chỉnh nhiệt độ khi sử dụng.
- Độ nhạy 10mV/1oC.
- Sai số cực đạu 1,5oC khi nhiệt độ lớn hơn 100oC.
- Phạm vi sử dụng: 0oC => 100oC.
- Chân +Vs là chân cung cấp điện áp cho LM35 hoạt động (4->20V)
- Chân Vout là chân điện áp ngõ ra của LM35, được đưa vào chân Analog của các bộ ADC.
- Chân GND là chân nỗi mas, lưu ý cần nỗi mass chân này để tránh làm hỏng cảm biến cũng như làm giảm sai số trong quá trình đo.
- Cứ 10mV tương ứng với 1oC, ở 0oC điện áp ra là 0V, tương ứng với giá trị ADC là 0. Ta dùng ADC 10bit với điện áp lấy mẫu là 5V , giá trị của ADC từ 0 đến 1023. Vậy mỗi giá trị ADC ứng với 5V/1024 = 4.883mV. Vậy 1 giá trị của A/D tương ứng với 0.4883oC. Muốn tăng độ phân giải A/D ta giảm giá trị điện áp lấy mẫu đi.
Hình 3. 3: Sơ đồ chân của LM35
Tính toán để chuyển đổ mức logic chân ADC của vi điều khiển thành nhiệt độ hiện thị:
Ta có ADC 10bit, vậy có 1024 mức lượng tử. Điện áp lấy mẫu trong bài ta sử dụng là 5V.Như vậy mỗi mức lượng tử tương ứng với giá trị điện áp là:
)
LM35 thay đổi 10mV/1oC do đó ứng với thay đổi 1oC sẽ thay đổi 2.048 mức lượng tử (10mV/4.883mV = 2.048). Như vậy ta sẽ có công thức tính nhiệt độ để hiển thị là:
Nhiệt độ = (oC)
(Adc_value :là giá trị chân ADC của PIC đọc từ LM35)