温度センサーの使い方 [Arduino]
-8mV/℃の温度係数を持つ温度センサーの使い方です。
Voutから出力される電圧の値をADコンバーターで取得して温度に変換するタイプです。基準となる0℃の出力電圧は1.748Vです。(計算方法は後述)
・温度が1℃温度が上がると-8mV電圧が小さくなる
・温度が1℃温度が下がると+8mV電圧が大きくなる
使用部品・材料
総額で約370円です。(Arduino本体の値段を除く)
| 部品/材料 | 値段 | 備考 |
|---|---|---|
| ブレッドボード | ¥270 | 秋月電子の通販コード(P-00315) |
| 高精度3端子CMOS温度センサ S8100B | ¥100 | 秋月電子の通販コード(I-00113) |
| カーボン抵抗器 | 数円 | 1MΩ(1個)を使用 |
配線図
次の写真は公式データシート(S8100B.pdf)より引用
| 1 | Vdd(入力電圧) |
|---|---|
| 2 | Vss(グラウンド) |
| 3 | Vout(出力電圧) |
スケッチ(プログラム)
シリアルモニターに「温度」を表示します。
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
const float coefficient = 0.008; // ±1℃変化した際の温度係数(8mV)
const float temperature0 = 1.748; // 0℃の出力電圧
// ADコンバーターから読み取った値を電圧に変換する
int val = analogRead(A0);
float voltage = (val / 1024.0) * 5.0;
Serial.print("電圧:");
Serial.print(voltage);
Serial.print(" ");
// 温度
Serial.print("温度:");
// 0℃より高い
if(voltage < temperature0){
Serial.print((temperature0 - voltage) / coefficient);
// 0℃
}else if(voltage == temperature0){
Serial.print("温度:0");
// 0℃より低い
}else if(voltage > temperature0){
Serial.print("-");
Serial.print((voltage - temperature0) / coefficient);
}
Serial.println("℃");
delay(1000);
}
[実行例]
抵抗値の計算
データシートに「CMOS出力バッファの出力インピーダンスが高い為、出力電圧が低下する事があります。その場合は、プルアップ抵抗(1MΩ以上)を付加してください。」と記載されています。
0℃の出力電圧の求め方
次表はデータシートにある入力電圧が5Vの場合の出力電圧です。
| 条件 | type. |
|---|---|
| Ta = -20℃ | 1.908V |
| Ta = +30℃ | 1.508V |
| Ta = +80℃ | 1.095V |
冒頭の「0℃の出力電圧は1.748V」という値はデータシートの何処にも記載されていません。計算方法は次の通りです。
今回は「Ta = +30℃」の電圧を基準とします。(3種類どれでも可)
そして、温度係数8mVを使って30℃の電圧を求めます。
「Ta = +30℃」の標準電圧に温度を-30℃にした場合の電圧を加算します。
高精度にするには...
現状のままですと、実際の温度と「±5℃」ぐらい差があると思います。
実際の温度に近づけるには、デジタルテスターでArduinoの5V電源の電圧を計測します。その結果が4.93Vならばスケッチの11行目の「5.0」を4.93に変更します。
恐らく、これで「±2℃」ぐらいになるはずです。
・・・
更に高精度を求める場合は、スケッチの7行目を次のように変更します。
xxxには先ほど計測したArduinoの5V電源の電圧を入力します。
これで、実用的な「±1℃」の誤差になります。
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