El viejo sensor de temperatura LM35 es un clásico en los circuitos comerciales y de aficionados.
Este pequeño sensor (y varios de sus "parientes") entrega diez milivoltios por cada grado centígrado.
Permite una precisión importante, pudiendo leerse fracciones de
grado. Pero para ello es necesario hacer un adecuado tratamiento de la
señal, ya que al trabajar con tensiones tan pequeñas, cualquier ruido o
interferencia puede hacernos tomar una lectura errónea, o a veces,
errática.
El autor
El amigo Carlos (dogflu), de Granada (España), integrante del Foro Todopic y autor de la PIC EBASIC
ha desarrollado este circuito acondicionador, que permite leer con
facilidad la salida del LM35x mediante un pin ADC del microcontrolador.
El circuito
El circuito acondicionador esta pensado para poder elegir el rango de trabajo del LM35,
siempre teniendo en cuenta como temperatura mínima 0º, ya que se podría
fácilmente, con las modificaciones adecuadas según el datasheet del LM35,
trabajar con todo el rango de temperaturas del sensor, pero el actual
acondicionador no nos indicaría si la temperatura es positiva o
negativa. Este es el circuito propuesto por Carlos:
Actualmente el circuito queda ajustado mediante RA2 a ganancia 10, pero para poder llegar a un valor mas próximo al rango dinámico de trabajo del ADC, se podría sustituir este (RA2) por uno de 20K con lo que la ganancia máxima llegaría a 21 = (R5 + RA2) / R5, este cambio permitiría llegar a los 3 voltios.
No conviene llevar la tensión de salida (pin 7) del IC2B muy
próxima a la de alimentación ya que este dejara de trabajar linealmente.
El valor de R5 parece redundante en la formulita, pero en
realidad no lo es, no hay mas que cambiar el valor de R5 por 2K y veréis
que todo cambia... Hay que tener en cuenta que "el que reparte se lleva
la mejor parte", en este caso el que diseña se reserva colocar los
valores de los componentes, y en este caso ganancia de IC2B es igual a 1
+ 10 = 11.
La ganancia del circuito restador, se calcula de la siguiente
manera: teniendo en cuenta que siempre se cumpla lo siguiente R1 = R2 y
R3 = R4, ganancia = R4/R2.
De esta forma podríamos simplificar el circuito realizando todo con un
único amplificador operacional,
por ejemplo con el CA3140, en este caso para que el circuito funcionara
igual que el otro, tendríamos que darle ganancia 10, y esto se haría
cambiando el valor de R3 y R4 por 100K (100K = R3 = R4).
R7, como trabajamos sobre una placa para desarrollos, es fácil
que el pin RA4, que es nuestra entrada analógica, por un despiste u
olvido lo dejemos como salida creando una lucha de niveles entre la
salida del IC2B y el pin del PIC, así que R7 evita este problema.
R8, cierra el entorno de voltaje de ajuste del RA1, solo
necesitamos unos pocos cientos de milivoltios, conseguimos hacernos la
vida mas fácil ya que el RA1 de esta forma, nos dará un grado de
precisión muy elevado.
Teniendo esto en cuenta procedemos a ajustar el circuito para trabajar con un rango de temperatura de 15º a 30º centígrados.