Il Kit di ESPertino: gestire la temperatura con NTCM-HP-10K

NTCM-HP-10K è un termistore di tipo NTC (Negative Temperature Coefficient) che fa parte del Kit di ESPertino. I suoi utilizzi possono essere i più disparati ma fanno sempre capo alla misura della temperatura. Esso si comporta come una resistenza variabile il cui valore diminuisce con l'aumentare della temperatura.

Introduzione

Per chi ancora non lo sapesse, ESPertino è una scheda basata su ESP32, progettata e prodotta in Italia da Elettronica Open Source. Permette di realizzare facilmente qualsiasi tipologia di applicazione e di sistema. Per agevolare ancora di più i progettisti è a disposizione il Kit ESPertino, una fantastica raccolta di componenti elettronici tra i quali sono presenti sensori, componentistica attiva e passiva e altre grandi utilità per l'elettronica.

L'NTCM-HP-10K

Il componente in questione è corredato, ovviamente, dal suo datasheet, che consigliamo sempre di consultare. Come si evince dalla figura 1, le sue misure sono estremamente ridotte. Il sensore, infatti, misura solo 3mm. x 4.5mm. e può essere montato, praticamente, su qualsiasi circuito.

Figura 1: misure dell'NTCM-HP-10K

Figura 1: misure dell'NTCM-HP-10K

Il rivestimento del semiconduttore è di colore nero di resina elaborata.

Caratteristiche elettriche

Le caratteristiche elettriche sono di tutto rispetto, soprattutto per quanto riguarda la precisione e l'affidabilità. La sua resistenza elettrica, alla temperatura di 25°C (R25), è di 10KΩ, con una tolleranza del +/-1%. Tale taratura è stata effettuata dal produttore utilizzando una potenza minore di 0.1mW con il sensore immerso in un fluido liquido. La sua resistenza di isolamento è maggiore di 100MΩ. Un dato interessante, specialmente per fini pratici, è l'intervallo di temperature di funzionamento, che è compreso tra -55°C e +125°C. La sua solidità è uno dei punti di forza ed è, praticamente, indistruttibile. Il produttore ha effettuato un test di compressione sottoponendo il componente a una forza di schiacciamento di 5N per 10 secondi, senza alcun danneggiamento. I test alle temperature estreme non lo hanno minimamente scalfito (16 ore a 125°C e 2 ore a -55°C). Anche l'alto tasso di umidità (93% per tantissime ore) non sembra fargli paura. E', inoltre, insensibile alle alte vibrazioni, accelerazioni estreme e urti. In pratica, si tratta di un componente a prova di bomba.

Conversione da resistenza a temperatura

Il datasheet del componente riporta una corposa tabella di conversione e di corrispondenza tra la sua resistenza, espressa in kΩ, e la relativa temperatura espressa, ovviamente, in gradi centigradi. Essa risulta utile per comprendere la relazione tra le due grandezze, come si può evincere dallo stralcio di cui in figura 2.

Figura 2: uno stralcio della tabella contenuta nel datasheet, con la corrispondenza tra temperatura e resistenza

Figura 2: uno stralcio della tabella contenuta nel datasheet, con la corrispondenza tra temperatura e resistenza

Prendendo la colonna della resistenza media dell'NTC, alle varie temperature, è possibile tracciare una curva di risposta, come quella visibile in figura 3.

Figura 3: grafico della temperatura vs. la resistenza dell'NTC

Figura 3: grafico della temperatura vs. la resistenza dell'NTC

Non si tratta proprio di una misura lineare ma una buona formula per ricavare la temperatura, avendo a disposizione la resistenza elettrica dell'NTC, espressa in KΩ, è mostrata in figura 4.

Figura 4: una delle tante formule per la conversione della resistenza in temperatura

Figura 4: una delle tante formule per la conversione della resistenza in temperatura

In realtà quella di sopra è leggermente approssimata, per ragioni di comodità. Quella estesa e completa è la seguente: t = 0.00104298759375466*r + 249.501962410597/(r^2)^0.0669119125967743 + (11.790845044766*sqrt(r) - 0.283188069561648)/r - 161.543712657669 - 0.159619781059492*sqrt(r).

Soluzione per il collegamento elettrico

Essendo un sensore non digitale, l'NTC può essere collegato all'ingresso analogico di ESPertino. Solitamente si preferisce una soluzione a partitore resistivo, come quello mostrato in figura 5.

Figura 5: un possibile utilizzo dell'NTC con ESPertino

Figura 5: un possibile utilizzo dell'NTC con ESPertino

Per "linearizzare" un po' la risposta dell'NTC è possibile collegarlo in parallelo con una resistenza di valore pari a quella del componente stesso, a temperatura ambientale.

Certificazioni

Seppur piccolissimo e dal funzionamento estremamente semplice, l'NTCM-HP-10K possiede le certificazioni ISO9001, ISO14001, RoHS, CQC e molte altre che ne decretano un componente davvero affidabile e degno di nota.

Conclusioni

I progettisti possono utilizzare l'NTCM-HP-10K in una miriade di progetti legati alla temperatura, quali termostati ambientali, controlle di carica di batterie, termostati a finestre e molti altre ancora.

 

 

3 Commenti

  1. Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 6 dicembre 2017
  2. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 6 dicembre 2017
  3. Antonio 6 dicembre 2017

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