Em Componentes eletrônicos por Pedro Alves
São muitos os tipos de sensores de temperatura, cada um com as suas devidas características e aplicações! Os mais conhecidos sem dúvidas são os termopares e as resistências térmicas, porém este artigo aborda outro tipo de sensor de temperatura, que é o sensor LM35. O Manual da Eletrônica mostra as principais características do LM35 e as suas aplicações!
O que é LM35
Como foi dito anteriormente, o LM35 é um sensor de temperatura que pode ser encontrado em diversos tipos de encapsulamentos e são construídos por fabricantes diferentes, mas apesar de toda essa diversificação, o funcionamento destes sensores é o mesmo.
O sensor LM35 também pode ser encontrado como um circuito integrado (CI), que é considerado um dispositivo de temperatura com precisão e tem uma tensão de saída linearmente proporcional à temperatura em graus Celsius.
Sensor LM35, características e aplicações!
Características do LM35
De acordo com as informações contidas no datasheet do LM35, podemos tirar todas as informações úteis do componente. Este sensor de temperatura produz um sinal de tensão que varia 10mV para cada ºC, sendo que ele é capaz de operar em uma escala de temperatura que pode variar entre -55ºC até 150ºC.
A proximidade entre o resultado medido e o verdadeiro valor do sinal produzido pode variar de + -0,4ºC até + -1,5ºC. Vale a pena destacar que a precisão do LM35 varia conforme as condições de tensão, corrente e temperatura. Essas informações podem ser encontradas no datasheet do dispositivo.
Outra característica bem interessante do sensor LM35 é que ele extrai uma corrente da fonte de apenas 60μA, que em determinadas condições resulta em um auto-aquecimento extremamente baixo, menos de 0.1ºC. Em aplicações que a precisão é importante, essa variação de temperatura do LM35 deve ser levada em consideração..
Mais um detalhe importante sobre este sensor, que ele geralmente é um componente muito pequeno, embora o LM35 tenha diversos encapsulamentos. Na imagem, siga SEGUE alguns detalhes sobre os tipos de encapsulamentos do LM35.
Encapsulamentos do sensor LM35!
Além destes encapsulamentos apresentados anteriormente, existe um outro tipo que é o mais comum de ser encontrado, o encapsulamento TO-92. Como são muitos os tipos de encapsulamentos, as ligações dos pinos do sensor LM35 podem variar! Na imagem abaixo tem a representação da pinagem do LM 35 para o encapsulamento TO-92.
Encapsulamento TO-92 do sensor LM35.
Vs: é o pino de alimentação positivo, capaz de usar de 4 a 20V.
Vout: é o pino com tensão de saída, que é proporcional à temperatura de saída.
GND: é o pino terra
O sensor LM35 possui outras versões com parâmetros diferentes como por exemplo, temperatura e tensão de alimentação. Por isso, é importante consultar sempre a planilha de dados para saber os parâmetros corretos. As versões do LM35 que podem ser encontradas são:
Aplicações do LM35
O sensor LM35 é indicado para realizar medições de temperaturas na superfície de objetos. Para garantir que essa temperatura medida seja próxima à temperatura da superfície, o mais indicado é recobrir os pinos de conexão, pois dessa forma a troca de temperatura entre o ambiente e os pinos do componente é menor.
Normalmente o LM35 pode ser usado em qualquer dispositivo para realizar medição de temperatura, seja ele microprocessado ou um circuito simples. É muito comum encontrar este sensor de temperatura sendo usado em aplicações com o Arduino.
LM35 – Ligação básica
Na imagem abaixo é possível ver o tipo de ligação mais comum para o LM35, pois não necessita de componentes adicionais. Para essa configuração, a escala de medição deste sensor vai de 2ºC até 150ºC, ou seja, não é possível fazer as medições de temperaturas abaixo de zero graus celsius (0°C).
Ligação básica do sensor LM35!
LM35 – Ligação de faixa completa
Caso tenha a necessidade de fazer as medições de temperaturas negativas, será necessário utilizar outros componentes eletrônicos. Na imagem a seguir tem o esquema de ligação do LM35, configurado para realizar medições de -55°C até 150°C.
Sensor LM35 com ligação de faixa completa.
Nesta configuração o resistor é ligado no pino de saída do sensor, pois dessa forma é possível informar temperaturas negativas. Porém o problema ainda não foi completamente solucionado, porque a tensão de saída também possui valores negativos.
O maior problema de a tensão ser negativa é que existem dispositivos que não são capazes de trabalhar com tensões negativas como por exemplo, os conversores AD de um microcontrolador, ou seja, este valor de tensão precisa ser convertido em valores positivos de tensão.
LM35 – Alimentação única
Existem várias maneiras de resolver o problema anterior como por exemplo, utilizando diodos ou amplificadores operacionais! Para solucionar o problema é necessário elevar a tensão do terminal GND do sensor de temperatura.
Para elevar a tensão do terminal é conectado dois diodos em série, ligados entre o terminal GND do sensor e o barramento de terra. Ao fazer essa ligação, a tensão entre o terminal GND do LM35 e o terra será a queda de tensão entre os diodos. Veja os esquemas de ligação na imagem a seguir:
Sensor LM35 com alimentação única.
Se for considerado que os dois diodos são de silício, a tensão no terminal GND será de 1,4V maior que a tensão do barramento terra (0v). Dessa forma, a tensão que surge em função das temperaturas negativas é elevada e se tornam positivas, ou seja, o conversor do microcontrolador pode ler os valores normalmente.
Para facilitar o entendimento, considere que o sensor está medindo a temperatura de -10°C, logo, o valor da sua tensão de saída é de -0,1V. Como a tensão está sendo elevada em 1,4V, o valor final lido pelo pino de saída será de 1,3V.
É importante destacar que as leituras de tensão que foram informadas são todas referente ao terra. Isso significa que 1,3V será a tensão entre o terminal de saída e o terra. A tensão em Vout continuará sendo -0,1V para temperaturas negativa.
Existem outras várias maneiras de fazer a ligação de um LM35, portanto se tiver interesse em outros exemplos, basta consultar o datasheet do LM35.
Caso tenha interesse em aprender mais sobre outros tipos de sensores, abaixo tem um vídeo do canal Mundo da Elétrica. Ele aborda os tipos de sensores e suas respectivas características, vale a pena conferir!
Mais um artigo finalizado! Caso tenha ficado com alguma dúvida ou curiosidade, deixe nos comentários que responderemos. Se você gostou do conteúdo, compartilhe para mais pessoas que podem aprender sobre eletrônica.