아두이노 써미스터센서로 온도 측정하기

 

써미스터 센서(Themistor Sensor)란 온도에 따라 내부 저항값이 반도체소자로써, 아두이노에서 100원미만의 CDS센서로 빛의 세기 측정하는 것과 비슷하게 역시 몇십원짜리 써미스터센서를 이용하여 온도를 측정할 수도 있다.  

 

써미스터 센서는 온도가 올라감에 따라 저항값이 작아지는 특성을 가진 것과 거꾸로 온도 상승에 따라 저항 값도 상승하는 특성을 가진 것이 있는데, 전자를 NTC( Negative temperature coefficient) 타입이라고 하고 후자를 TPC (Positive temperature coefficient)이라고 한다. 아두이노 환경에서 온도 측정용으로는 주로 NTC타입이 사용되고 PTC타입은 온도스위치 등의 개발에 사용된다.

 

 

NTC 써미스터는 다양한 모양으로 제작되어 판매되고 있으며, 스텐레스 케이스에 방수처리되어 물속에서도 사용할 수 있는 제품도 있다.

 

 

 

 

 

 

센서의 사양

 

-NTS 써미스터는 저항값의 범위에 따라 1K옴 부터 1000K옴 짜리 까지 다양한데, 이는 25도일 때 써미스터가 가지는 저항값을 기준으로 표시한다. 즉 100K옴 써미스터란 온도가 25도 일때 100K옴이고 온도가 변화됨에 따라 이값이 변한다는 의미이다.

 

-그리고 정밀도에 따라 1% 오차율 센서부터 5% 오차율 센서까지 있다.

 

 

아두이노와의 연결  

  

 

위와 같이 가지고 있는 써미스터의 표준 저항값과 동일한 용량의 저항을 이용하여 5V 전압을 분배하고 아날로그 단자를 통해 전압을 측정함으로써 현재 온도에서의 써미스터의 저항값을 계산해 낼 수 있다. 현재 저항값을 알아내면 거꾸로 현재 온도가 몇도 인지를 알아 낼 수 있는 것이다.

 

 

샘플프로그램 

 

int ThermistorPin = 0; int Vo; float R1 = 10000; float logR2, R2, T, Tc, Tf; float c1 = 1.009249522e-03, c2 = 2.378405444e-04, c3 = 2.019202697e-07; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { Vo = analogRead(ThermistorPin); R2 = R1 * (1023.0 / (float)Vo - 1.0); logR2 = log(R2); T = (1.0 / (c1 + c2*logR2 + c3*logR2*logR2*logR2)); Tc = T - 273.15; Tf = (Tc * 9.0)/ 5.0 + 32.0; Serial.print("Temperature: "); Serial.print(Tf); Serial.print(" F; "); Serial.print(Tc); Serial.println(" C"); delay(500); }

 

저항값을 가지고 현재 온도를 계산하는 공식으로 Steinhart–Hart equation을 사용하는데 그 내용은 다음 Wikipedia 링크에서 참조할 수 있다.

 

          https://en.wikipedia.org/wiki/Steinhart%E2%80%93Hart_equation