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Tutorial: Como utilizar Termistor NTC com Arduino

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Olá Garagistas!!!

Neste tutorial vamos utilizar o Termistor NTC de 10K junto com o Arduino e a biblioteca Thermistor para obtermos os valores em graus Celsius. Esta biblioteca utiliza a equação de Steinhart-Hart para converter o valor da resistência em valores de temperatura e em uma segunda monstagem, mostramos como fazer o mesmo só que agora utilizando o método do Fator Beta (exemplo baseado em um exemplo da Adafruit).

Lista de Materiais

1 x Arduino Uno Rev 3 ou Garagino Rev 1*

1 x Termistor NTC de 10KΩ

1 x Resistor de 10KΩ

1 x Protoboard Mini

Alguns jumpers

* Se for utilizar o Garagino você necessitará do conversor USB-Serial, pois vamos imprimir o valor convertido do sensor em ºCelsius no Serial Monitor.

O Termistor

Para fazer a leitura da temperatura, vamos utilizar um Termistor. Este é um tipo de resistência especial que altera seu valor razão da temperatura onde o componente é colocado.

Existem dois tipos de Termistores os NTC e os PTC.

Termistor PTC (Positive Temperature Coefficient): Este tipo de Termistor tem o coeficiente de temperatura positivo, ou seja, a resistência aumenta com o aumento da temperatura.

Termistor NTC (Negative Temperature Coefficient): Já este é o inverso do anterior e seu coeficiente de temperatura é negativo. Com isto sua resistência diminui com o aumento da temperatura.

O valor nominal do termistor é dado normalmente a 25 ºCelsius e neste caso utilizaremos um termisitor de 10K. Ele atua na faixa de -40 a +125.

Determinação da temperatura

Para determinar a temperatura do existe dois métodos um utilizando a interpolação pela fórmula de Steinhart-Hart ou ainda podemos utilizar a equação do fator Beta.

Abaixo você vê dois métodos para aquisição da temperatura:

Método Steinhart-Hart

Equação Steinhart-Hart

O método de Steinnhart- Hart é implementado por uma biblioteca que fizemos algumas modificações para mantermos a compatibilidade da mesma com a IDE do Arduino.

A biblioteca pode ser baixada neste link: Thermistor.zip

Realizamos alguns testes aqui com este sensor junto aos valores desta biblioteca e o termistor respondeu a valores muito próximos desejados(mesmo sem ter feito alterações nos valores dos coeficientes de temperatura).

Para este Circuito podemos utilizar e o Sketch exemplo com este circuito:

Circuito para Método Steinhart-Hart

Sketch

#include <Thermistor.h>

Thermistor temp(0);

void setup() {
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int temperature = temp.getTemp();
  Serial.print("Temperatura no Sensor eh: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.println("*C");
  delay(1000);
}

Método do Fator Beta

Equação do fator Beta

O método do fator beta pode ser implementado utilizando um código de exemplo usado pela adafruit (fizemos uma pequena modificação pois o Termistor que utilizamos é um NTC).

O circuito deve ser montado segundo a função abaixo:

Circuito para Método do Fator Beta

Segundo o manual do nosso termistor, o fator beta do mesmo é 3977 e utilizamos ele no Sketch abaixo:

// Pino onde o Termistor esta conectado
#define PINOTERMISTOR A0
// Valor do termistor na temperatura nominal
#define TERMISTORNOMINAL 10000
// Temp. nominal descrita no Manual
#define TEMPERATURENOMINAL 25
// Número de amostragens para
#define NUMAMOSTRAS 5
// Beta do nosso Termistor
#define BCOEFFICIENT 3977
// valor do resistor em série
#define SERIESRESISTOR 10000

int amostra[NUMAMOSTRAS];
int i;
void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  analogReference(EXTERNAL);
}

void loop(void) {
  float media;

  for (i=0; i< NUMAMOSTRAS; i++) {
   amostra[i] = analogRead(PINOTERMISTOR);
   delay(10);
  }

  media = 0;
  for (i=0; i< NUMAMOSTRAS; i++) {
     media += amostra[i];
  }
  media /= NUMAMOSTRAS;

  // Converte o valor da tensão em resistência
  media = 1023 / media - 1;
  media = SERIESRESISTOR / media;

  //Faz o cálculo pela fórmula do Fator Beta
  float temperatura;
  temperatura = media / TERMISTORNOMINAL;     // (R/Ro)
  temperatura = log(temperatura); // ln(R/Ro)
  temperatura /= BCOEFFICIENT;                   // 1/B * ln(R/Ro)
  temperatura += 1.0 / (TEMPERATURENOMINAL + 273.15); // + (1/To)
  temperatura = 1.0 / temperatura;                 // Inverte o valor
  temperatura -= 273.15;                         // Converte para Celsius

  Serial.print("Temperatura no Sensor eh: ");
  Serial.print(temperatura);
  Serial.println(" *C");

  delay(1000);
}

É isto pessoal espero que vocês gostem do Tutorial e que usem estes sensores, eles são uma alternativa barata e simples de conseguir uma amostra da temperatura ambiente. Se gostarem do tutorial ou tiverem dúvidas, por favor, deixem seus comentários abaixo.

\o/

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Comentário de Edwaldo Queiroz Dias em 3 agosto 2020 às 11:59: Becker, no fim desse post o colega encontrou uma solução para um caso semelhante ao seu:

https://www.vivaolinux.com.br/topico/Arduino/Como-estabilizar-a-lei...

Veja se te ajuda.

Comentário de Lauro Becker em 3 agosto 2020 às 10:53: Montei um NTC no circuito com Método Steinhart-Hart. Funcionou razoavelmente.
MAS, se fizer leituras frequentes a temperatura lida oscila bastante, tanto para cima quanto para baixo em valores que podem variar até 0,6ºC+-.
Mesmo fazendo uma média com cinco leituras UMA leitura a cada meio segundo (delay(500)) varia muito, mesmo num ambiente de leitura com temperatura bem estável.

Alguém tem alguma sugestão ou explicação para esse erro?

Comentário de Roberto S em 18 abril 2017 às 0:04: ola pessoal,

implentei o metodo SH com NTC 1k e leitura no LCD. Deu tudo certo, inclusive coloquei um termometro junto para ver se batiam as leituras. Na mosca!

Detalhe importante: o resistor fixo deve ter o menso valor do termistor, então no meu caso usei um de 1k.

Comentário de BRUNO FAGUNDES SPERB em 23 maio 2016 às 11:00: Olá, Pessoal!

A exemplo do Henrique G de Castro, estou usando um resistor de 1K para medir a temperatura. Usando o método Steinhart-Hart, com sketch do tutorial, obtenho temperaturas ao redor de 75ºC (imagens abaixo).

Não conheço o código o suficiente para tentar alterar, por isso pergunto: alguém já fez esta experiência para um resistor NTC de 1K (imagem abaixo)?

Abraços!

Comentário de Alan Santos em 12 fevereiro 2016 às 17:29: Pessoal, vocês que estão com leitura fixa em 273.15, lembre-se: o código está pegando o analogReference(EXTERNAL), Logo, ou você retira essa linha do código, ou conecta os 5V no AREF como na imagem. Abraços!

Comentário de Fábio de Souza Guedes em 20 setembro 2015 às 12:17: Pessoal, estou com uma mesma dúvida que já perguntaram aqui neste fórum. É possível utilizar mais Termistor NTC nesse programa e como devo fazer isso?

Comentário de Edwaldo Queiroz Dias em 12 setembro 2015 às 19:48: Galera,

Boa tarde.

É bem possível que esses valores incorretos (negativos) estejam sendo gerados por resistor incorreto.

Vejam os valores deste programa e observem, à direita e em baixo, "Model Calculator".

Se precisarem, vejam o coeficiente do seu termistor neste arquivo. Na segunda página há uma tabela. Na primeira coluna, o valor do termistor e na segunda coluna, o coeficiente correspondente.

Preencham os dados do programa acima, com base nos dados do arquivo de informações do termistor e alterem o "Model Calculator", que verão valores PRÓXIMOS aos negativos que estão encontrando.

Espero ter ajudado.

Um grande abraço e bons projetos.

Comentário de Marcia Guimaraes em 9 agosto 2015 às 21:45: Pois ée.... Fiz os 2 projetos e também só retorna -273,15 C.

Comentário de Vinícius Barbosa Varoto em 7 agosto 2015 às 10:31: Galera, eu queria fazer um programa sem usar biblioteca. Fiz todas as contas da equação de Steinhart-Hart, mas o arduino apresentava uma temperatura de 10 graus quando a temperatura era de 20. Eu verifiquei com um multímetro que a tensão e a resistência apresentadas pelo programa estavam corretas. Então eu encontrei um cara que não usou nada disso, ele apenas multiplicou o valor lido por uma constante e deu certo. https://www.youtube.com/watch?v=uMysa8YlodA. Vejam nos comentários. Mas mesmo assim é importante que eu faça da maneira como vocês mostram no artigo acima. Abaixo deixo meu programa pra quem puder me ajudar. Obrigado.

#include <math.h>
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(A0,INPUT);
}
void loop() {
double n=0; //numero que o pino A0 le
double Rt=0; //resistencia calculada
float t=0; //temperatura
float v=5;//tensao no termistor
n=analogRead(A0);
v=5-(analogRead(A0)/1023.0)*5.0;//calculo da tensao no ntc
Rt=(5*(10000/(5-v)))-10000; //calculo da resistencia do ntc no momento da leitura
t=(1/(0.001229148+(0.000234125*log(Rt))+(0.0000000876741*pow(log(Rt),3))))-273.15;//equação de Steinhart-Hart
Serial.print("n= ");
Serial.print(n);
Serial.print("Tensao: ");
Serial.print(v);
Serial.print("\tResistencia: ");
Serial.print(Rt);
Serial.print("\tTemperatura: ");
Serial.println(t);
delay(1000);
}

Comentário de Christiano Reis em 2 março 2015 às 13:14: Ai juliano wiesniewski!! Fique atento ao fator beta. É ele que define o valor da temperatura. Se você tiver errando esse cara, vai vim temperaturas zuadas mesmo.