TMP36 Temperatursensor: Unterschied zwischen den Versionen
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Die Pinbelegung des Sensors ist sehr wichtig, da die Elektroniken im Inneren bei falscher Polung beschädigt werden können. Aus eigener Erfahrung ist zu sagen, dass es sich auch derart bemerkbar macht, dass man sich sofort den Finger verbrennt, wenn man den Sensor bei falscher Polung berührt. | |||
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===Funktionsprinzip des TMP36 Temperatursensors=== | |||
Viele Temperatursensoren messen die Temperatur durch die Änderung ihrer elektrischen Eigenschaften. Ein Pt100-Thermoelement beispielsweise ändert seinen ohmschen Widerstand. Ein NiCr-Ni Thermoelelement induziert eine Thermospannung. Der TMP36 grenzt sich von diesen Messprinzipien ab, indem er die Bandlücke von Halbleitern nutzt und diese als Maß für die Temperatur heranzieht. | |||
==Grundlagen zu Halbleitern und Bandlücken== | |||
==Temperaturverhalten von Halbleitern== | |||
==Vereinfachte Sensorschaltung== | |||
===Durchführung der Sensorauswertung=== | |||
Die Versuchsauswertung umfasst das Einstellen einer Temperaturreferenz und dem Abgleich mit den Sensorwerten, die über den Arduino ausgelesen werden. Laut Datenblatt kann der Sensor zwar über einen Temperaturbereich von -55°C bis +150°C arbeiten. Da mit herkömmlichen Mitteln insbesondere die tiefen Temperaturen nicht erreichbar sind, wird der Temperaturbereich zur Auswertung sich nur von 0°C auf 80°C beschränken. Bei höheren Temperaturen besteht die Gefahr, dass elektrische Leitungen und der Arduino Schaden nehmen könnten. | |||
==Versuchsaufbau== | |||
Die Sensorschaltung benötigt außer dem Arduino und dem Sensor selbst nur noch Verbindungsleitungen. Er kann ohne weitere Zwischenschaltungen an den Arduino angeschlossen werden und ausgelesen werden. Zur besseren Handhabung mit dem | |||
== Bewertung des Sensors == | == Bewertung des Sensors == | ||
Version vom 30. Dezember 2020, 17:59 Uhr
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Autor: Timo Malchus
Betreuer: Prof. Schneider
Aufgabe
Im fünften Semester des Studiengangs Mechatronik im Schwerpunkt Systems Design Engineering ist die Aufgabe, einen Sensor in Betrieb zu nehmen und auszuwerten. In diesem Artikel soll der Sensor TMP 36 aus dem klassischen Arduino Starterset analysiert und ausgewertet werden.
Einleitung
Der TMP36 ist ein sehr kostengünstiger Sensor zur Temperaturmessung. Der Sensor ist bei Lieferanten wie Reichelt bereits ab unter zwei Euro erhältlich. Er wird in verschiedenen Ausführungen zur THT und SMT Montage angeboten. Der Sensor selbst ist sehr kompakt. Die Abmaße in der THT-Variante betragen 4,83mm in der Breite, ebenso in der Höhe und 3,68mm in der Tiefe.
Technische Daten
Das Datenblatt zum Sensor ist frei im Internet einsehbar. Die für die Versuchsauswertung relevanten Daten sind in folgender Tabelle gelistet:
| Technische Daten | Wert |
|---|---|
| Versorgungsspannung |
2,7 - 5,5 V DC |
| Messbarer Temperaturbereich |
-55°C - +150°C |
| Genauigkeit | i.d.R. 1°C, max. 3°C |
| Ausgangssignal | 0,1V - 2V |
Pinbelegung
Die Pinbelegung des Sensors ist sehr wichtig, da die Elektroniken im Inneren bei falscher Polung beschädigt werden können. Aus eigener Erfahrung ist zu sagen, dass es sich auch derart bemerkbar macht, dass man sich sofort den Finger verbrennt, wenn man den Sensor bei falscher Polung berührt.
| Pinbelegung | |
|---|---|
| Pin 1 | Vcc |
| Pin 2 | Signal |
| Pin 3 | GND |
Funktionsprinzip des TMP36 Temperatursensors
Viele Temperatursensoren messen die Temperatur durch die Änderung ihrer elektrischen Eigenschaften. Ein Pt100-Thermoelement beispielsweise ändert seinen ohmschen Widerstand. Ein NiCr-Ni Thermoelelement induziert eine Thermospannung. Der TMP36 grenzt sich von diesen Messprinzipien ab, indem er die Bandlücke von Halbleitern nutzt und diese als Maß für die Temperatur heranzieht.
Grundlagen zu Halbleitern und Bandlücken
Temperaturverhalten von Halbleitern
Vereinfachte Sensorschaltung
Durchführung der Sensorauswertung
Die Versuchsauswertung umfasst das Einstellen einer Temperaturreferenz und dem Abgleich mit den Sensorwerten, die über den Arduino ausgelesen werden. Laut Datenblatt kann der Sensor zwar über einen Temperaturbereich von -55°C bis +150°C arbeiten. Da mit herkömmlichen Mitteln insbesondere die tiefen Temperaturen nicht erreichbar sind, wird der Temperaturbereich zur Auswertung sich nur von 0°C auf 80°C beschränken. Bei höheren Temperaturen besteht die Gefahr, dass elektrische Leitungen und der Arduino Schaden nehmen könnten.
Versuchsaufbau
Die Sensorschaltung benötigt außer dem Arduino und dem Sensor selbst nur noch Verbindungsleitungen. Er kann ohne weitere Zwischenschaltungen an den Arduino angeschlossen werden und ausgelesen werden. Zur besseren Handhabung mit dem
Bewertung des Sensors
Alternative
Zusammenfassung
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Quellenverzeichnis
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