LM35

LM35
Descripción: El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC y un rango que abarca desde -55º a +150ºC.

El sensor se presenta en diferentes encapsulados pero el más común es el to-92 de igual forma que un típico transistor con 3 patas, dos de ellas para alimentarlo y la tercera nos entrega un valor de tensión proporcional a la temperatura medida por el dispositivo. Con el LM35 sobre la mesa las patillas hacia nosotros y las letras del encapsulado hacia arriba tenemos que de izquierda a derecha los pines son: VCC - Vout - GND.

La salida es lineal y equivale a 10mV/ºC por lo tanto:
· +1500mV = 150ºC
· +250mV = 25ºC
· -550mV = -55ºC

Funcionamiento: Para hacernos un termómetro lo único que necesitamos es un voltímetro bien calibrado y en la escala correcta para que nos muestre el voltaje equivalente a temperatura. El LM35 funciona en el rango de alimentación comprendido entre 4 y 30 voltios.

Podemos conectarlo a un conversor Analógico/Digital y tratar la medida digitalmente, almacenarla o procesarla con un µControlador o similar.

Usos: El sensor de temperatura puede usarse para compensar un dispositivo de medida sensible a la temperatura ambiente, refrigerar partes delicadas del robot o bien para loggear temperaturas en el transcurso de un trayecto de exploración.

El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC. Puede medir temperaturas en el rango que abarca desde -55º a + 150ºC. La salida es muy lineal y cada grado centígrado equivale a 10 mV en la salida.

Características
Sus características más relevantes son:
Precisión de ~1,5ºC (peor caso), 0.5ºC garantizados a 25ºC.
No linealidad de ~0,5ºC (peor caso).
Baja corriente de alimentación (60uA).
Amplio rango de funcionamiento (desde -55º a + 150ºC).
Bajo costo.
Baja impedancia de salida.

Su tensión de salida es proporcional a la temperatura, en la escala Celsius. No necesita calibración externa y es de bajo costo. Funciona en el rango de alimentación comprendido entre 4 y 30 voltios.

Como ventaja adicional, el LM35 no requiere de circuitos adicionales para su calibración externa cuando se desea obtener una precisión del orden de ±0.25 ºC a temperatura ambiente, y ±0.75 ºC en un rango de temperatura desde 55 a 150 ºC.

La baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa calibración inherente hace posible una fácil instalación en un circuito de control.

Debido a su baja corriente de alimentación (60uA), se produce un efecto de autocalentamiento reducido, menos de 0.1 ºC en situación de aire estacionario.


Encapsulado
El sensor se encuentra disponible en diferentes encapsulados pero el más común es el TO-92, una cápsula comunmente utilizada por los transistores de baja potencia, como el BC548 o el 2N2904.

Cápsulas posibles y su pinout
Tiene tres pines: alimentación (VCC), tierra (GND) y salida (OUT). Este sensor es fabricado por Fairchild y National Semiconductor.


Circuitos de aplicación
En uControl encontrarás los siguientes circuitos que emplean este componente:

Acondicionador de señal para LM35x
De Ucontrol

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 circuito
El circuito acondicionador está 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.


Actualmente el circuito queda ajustado mediante RA2 a ganancia 10, pero para poder llegar a un valor más 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.

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, es fácil que el pin RA4, que es la entrada analógica, por un despiste u olvido lo deje 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 se necesita unos pocos cientos de milivoltios, conseguimos hacernos la vida más 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.