Temperatursensor

Will man mit einem Mikrocontroller Temperaturen messen, dann braucht man

• einen Meßwertaufnehmer, der die Wärme z.B. in eine Spannung umwandelt
• einen AD-Wandler, der das Signal digitalisiert. Der kann durchaus auch schon auf dem Mikrocontroller integriert sein.

Dies gibt es nun in allen möglichen Varianten. Vom temperaturabhängigen Widerstand bis zum fertig abgeglichenen All-in-one-Bauteil mit digitalem Ausgang.

NTC/PTC

NTC (Heißleiter) und PTC (Kaltleiter) sind temperaturabhängige Widerstände. Um den Widerstandswert zu messen schaltet man sie mit einem normalen Widerstand in Reihe und mißt dann den Spannungsabfall. Eine Beispielschaltung findet sich hier.

Vorteil:

• billig (Reichelt 0,29 EUR)

Nachteil:

• müssen abgeglichen werden
• brauchen A/D-Wandler

LM335

Ein IC, das pro Grad Kelvin 10mV ausgibt. In verschiedenen Bauformen erhältlich. Beispielschaltungen finden sich im Datenblatt; eine Schaltung, die mit einem Komparator (statt eines "richtigen" A/D-Wandlers) auskommt findet sich hier.

Vorteile:

• auch ohne Kalibrierung Genauigkeit von einem Grad (bei 25°C)
• relativ billig (Reichelt ab 0,87 EUR)

Nachteile:

• benötigt A/D-Wandler
• bei längerer Anschlussleitung wird sehr viel Brumm induziert

LM334

Ein IC ähnlich dem LM335 mit dem Unterschied, dass der durch das IC fließende Strom proportional von der Temperatur abhängt. Mit einer "Schaltung" (zwei Widerstände) aus dem Datenblatt kann man dann den Strom in einer Weise wandeln, dass pro Grad Kelvin 10mV ausgegeben werden. Da die Strom/Spannungswandlung auf der Platine (und damit nahe am AD-Wandler) stattfindet und die Messung durch einen Strom stattfindet, ist die Störung durch Netzbrumm etc. viel geringer als beim LM335

Vorteile:

• auch ohne Kalibrierung Genauigkeit von einem Grad (bei 25°C)
• relativ billig (Reichelt 0,90 EUR)

Nachteile:

• benötigt A/D-Wandler

DS1621

Der DS1621 ist Temperatursensor und A/D-Wandler in einem. Er gibt seine Daten per I2C-Bus aus. Ein Schaltplan für einen elektronischen Thermometer mit diesem IC findet sich hier.

Vorteile:

• bereits kalibriert
• kein A/D-Wandler nötig
• da I2C ein Bus ist, kann man mehrere DS1621 und andere I2C-Bausteine zusammen anschließen und braucht dafür trotzdem nur zwei I/O-Ports.
• Genauigkeit +-0,5°

Nachteil:

• teuer (Segor 5,80 EUR)

LM75

Der LM75 ist so ähnlich wie der DS1621, allerdings nur in SMD erhältlich und nicht so genau. Er ist aber öfters mal auf PC-Mainboards zu finden, so dass man beim Schlachten eines solchen günstig an einen Temperatursensor kommen kann. Einen Schaltplan findet man hier.

Vorteile:

• bereits kalibriert
• kein A/D-Wandler nötig
• I2C-Bus Ausgang
• billiger als DS1621 (Reichelt 2,10 EUR)

Nachteile:

• nur im SMD-Gehäuse erhältlich
• sehr ungenau (+-2°)

DS18S20

Der DS18S20 (Nachfolger des DS1820) ist ebenfalls Temperatursensor und A/D-Wandler in einem. Seine Daten gibt er über ein 1-Wire-Interface aus, wodurch man am Mikrocontroller sogar nur einen einzigen I/O-Pin braucht. Außerdem beherrscht er die parasitäre Stromversorgung, d.h. man braucht für Daten und Stromversorgung zusammen nur zwei Leitungen. Einen Schaltplan findet man auf http://chaokhun.kmitl.ac.th/~kswichit/avrthermo/avrthermo.html, Code zur Ansteuerung auf http://www.mikrocontroller.net/forum/read-4-27035.html.

Vorteile:

• bereits kalibriert
• Genauigkeit +-0,5°
• 1-Wire-Ausgang

Nachteil:

• ziemlich teuer (Reichelt 5,45 EUR)

SHT11

Der SHT11 ist ein Temperatur- und Feuchtesensor von Sensirion.

Vorteile:

• einfache I2C-ähnliche Ansteuerung
• keine Kalibrierung notwendig

Nachteile:

• relativ teuer (Farnell 18,60 EUR)

Sonstiges

Es gibt noch zahlreiche andere ICs für diese Aufgabe und natürlich auch viele andere Meßmöglichkeiten.

Weblinks

• http://www.sprut.de/electronic/temeratur/temp.htm insbesondere temperaturabhängige Stromquelle und NTC/PTC inclusive Linearisierung