Eletrônica -- Medição de Temperatura

Em andamento -- Work In Progress

Sujeito a alterações -- Subject to changes

A minha idéia é monitorar temperaturas próximas a temperatura ambiente, digamos entre 15°C e 40°C com precisão de 0,1°C, e boa resolução (0,1°C ou melhor).

Há diversas técnicas para obter a temperatura usando uma placa tipo Arduino mas todas implicam em compromissos de simplicidade e precisão. Pretendo abordar diversas alternativas para resolver o meu problema.

A placa utilizada nos diversos circuitos é o Teensy 3.1/3.2. O processador dessa placa é diferente, mais rápido e com muito mais recursos que o processador do Arduino apesar do ambiente de programação ser basicamente o mesmo.

Definição de termos

Antes de começar vamos definir alguns termos que serão usados mais tarde:

Exatidão (Accuracy)
Quão próximo do valor real está o valor medido.
Precisão (Precision)
Quão próximos estão os valores medidos. Isso não implica que os valores estão próximos do valor real.
Resolução (Resolution)
Qual a menor diferença na variável medida que o instrumento de medida consegue perceber.
Sensibilidade (Sensibility)
Qual o menor valor que pode ser medido pelo instrumento.

Métodos de leitura da temperatura

Dois métodos de medição de temperatura serão tratados aqui: analógico e digital. Há outros métidos.

No caso do método analógico a temperatura precisa ser convertida para uma variável (no caso tensão) que é convertida para valores digitais para serem tratados pelo processador.

Dos diversos tipos de sensores analógicos tratarei apenas de três:

Cada um deles tem seus pontos fortes e fracos que serão citados mais tarde.

Um quarto tipo de sensor analógico para temperatura é o termopar (thermocouple) que pode trabalhar em ampla faixa de temperatura mas cuja interface com um microprocessador é mais complicada. Por isso ele não será tratado.

Dos sensores digitais apenas o chip DS18B20 da Maxim Integrated, originalmente Dallas Semiconductor.

Tratando dados analógicos

Antes de examinar os circuitos analógicos de medição de temperatura convém verificar a viabilidade deles. Vejamos:

A resolução mínima necessária para obter a resolução de 0,1°C na faixa de 15°C a 40°C é: 25°C / 0,1°C == 250 valores o que cabe em 8 bits. Ou seja: um conversor analógico para digital (ADC) de 8 bits é suficiente contanto que o valor do sensor a 15°C seja o 0 da escala e que 40°C seja o fundo da escala (maior valor).

Em princípio há uma chance de solução para o problema.