KY-013 Temperatur-Sensor Modul

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Bild

ky-013.jpg

Technische Daten / Kurzbeschreibung

Temperaturmessbereich: -55°C / +125°C


Dieses Modul beinhaltet einen NTC Thermistor—dieser hat bei höherer Temperatur einen immer weniger werdenden Widerstandswert.

KY-013 NTC-Kurve.png

Diese Änderung des Widerstands lässt sich mathematisch annähern und in einen linearen Verlauf umrechnen und den Temperaturkoeffizienten (Abhängigkeit von Widerstandsänderung zur Temperaturänderung) bestimmen. Mittels diesen lässt sich somit dann immer die aktuelle Temperatur errechnen, wenn man den aktuellen Widerstand kennt.


Dieser Widerstand lässt sich mit Hilfe eines Spannungsteilers bestimmen, wo sich eine bekannte Spannung über einen bekannten und einen unbekannten (veränderlichen) Widerstand aufteilt. Mittels dieser gemessenen Spannung lässt sich dann der Widerstand berechnen - die genaue Berechnung ist in den unten stehenden Codebeispielen enthalten.

KY-013 VoltDivide.jpg


Pin-Belegung

3 V G S.png

Codebeispiel Arduino

Das Programm misst den aktuellen Spannungswert am NTC, berechnet die Temperatur und übersetzt das Ergebnis in °C für die serielle Ausgabe

#include <math.h>

int sensorPin = A5; // Hier wird der Eingangs-Pin deklariert

// Diese Funktion übersetzt den aufgenommenen analogen Messwert
// in die entsprechende Temperatur in °C und gibt diesen aus
double Thermistor(int RawADC)
{
	double Temp;
	Temp = log(10000.0 * ((1024.0 / RawADC - 1)));
	Temp = 1 / (0.001129148 + (0.000234125 + (0.0000000876741 * Temp * Temp )) * Temp );
	Temp = Temp - 273.15;            // Konvertierung von Kelvin in Celsius
	return Temp;
}

// Serielle Ausgabe in 9600 Baud
void setup()
{
	Serial.begin(9600);
}

// Das Programm misst den aktuellen Spannungswert am NTC
// und übersetzt das Ergebnis in °C für die serielle Ausgabe
void loop()
{
	int readVal = analogRead(sensorPin);
	double temp =  Thermistor(readVal);

	// Ausgabe auf die serielle Schnittstelle
	Serial.print("Aktuelle Temperatur ist:");
	Serial.print(temp); 
        Serial.print(char(186)); //Ausgabe <°> Symbol
	Serial.println("C");
	Serial.println("---------------------------------------");

	delay(500);
}

Anschlussbelegung Arduino:

Sensor +V = [Pin 5V]
Sensor GND = [Pin GND]
Sensor Signal = [Pin A5]

Beispielprogramm Download

KY-013_TemperaturSensor.zip

Codebeispiel Raspberry Pi

!! Achtung !! Analoger Sensor  !! Achtung !!

Der Raspberry Pi besitzt im Gegensatz zum Arduino keine analogen Eingänge bzw. es ist kein ADC (analog digital Converter) im Chip des Raspberry Pi's integriert. Dies schränkt den Raspberry Pi ein, wenn man Sensoren einsetzen möchte, wo nicht digital Werte ausgegeben werden [Spannungswert überschritten -> digital EIN | Spannungswert unterschritten -> digital AUS | Beispiel: Knopf gedrückt [EIN] Knopf losgelassen [AUS]], sondern es sich hier um einen kontinuierlichen veränderlichen Wert handeln sollte (Beispiel: Potentiometer -> Andere Position = Anderer Spannungswert)

Um diese Problematik zu umgehen, besitzt unser Sensorkit X40 mit dem KY-053 ein Modul mit 16 Bit genauen ADC, welches Sie am Raspberry nutzen können, um diesen um 4 analoge Eingänge erweitern zu können. Dieses wird per I2C an den Raspberry Pi angeschlossen, übernimmt die analoge Messung und gibt den Wert digital an den Raspberry Pi weiter.

Somit empfehlen wir, bei analogen Sensoren dieses Sets das KY-053 Modul mit dem besagten ADC dazwischenzuschalten. Nähere Informationen finden Sie auf der Informationsseite zum KY-053   Analog Digital Converter

!! Achtung !! Analoger Sensor  !! Achtung !!

Das Programm nutzt zur Ansteuerung des ADS1115 ADC die entsprechenden ADS1x15 und I2C Python-Libraries der Firma Adafruit. Diese wurden unter dem folgenden Link [https://github.com/adafruit/Adafruit-Raspberry-Pi-Python-Code] unter der BSD-Lizenz [Link] veröffentlicht. Die benötigten Libraries sind im unteren Download-Paket enthalten.

Das Programm misst mit Hilfe des ADS1115 ADC den aktuellen Spannungswert am ADC, berechnet daraus den aktuellen Widerstand des NTC, berechnet mit Hilfe vorab für diesen Sensor bestimmter Werte die Temperatur und gibt diese in die Konsole aus.

# coding=utf-8
#!/usr/bin/python


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### Copyright by Joy-IT
### Published under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License
### Commercial use only after permission is requested and granted
###
### KY-013 Temperatur Sensor - Raspberry Pi Python Code Example
###
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# Dieser Code nutzt die ADS1115 und die I2C Python Library fuer den Raspberry Pi
# Diese ist unter folgendem Link unter der BSD Lizenz veroeffentlicht
# [https://github.com/adafruit/Adafruit-Raspberry-Pi-Python-Code]
from Adafruit_ADS1x15 import ADS1x15
from time import sleep

# Weitere benoetigte Module werden importiert und eingerichtet
import time, signal, sys, os, math
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setwarnings(False)

# Benutzte Variablen werden initialisiert
delayTime = 0.2

# Adresszuweisung ADS1x15 ADC

ADS1015 = 0x00  # 12-bit ADC
ADS1115 = 0x01  # 16-bit

# Verstaerkung (Gain) wird ausgewaehlt
gain = 4096  # +/- 4.096V
# gain = 2048  # +/- 2.048V
# gain = 1024  # +/- 1.024V
# gain = 512   # +/- 0.512V
# gain = 256   # +/- 0.256V

# Abtasterate des ADC (SampleRate) wird ausgewaehlt
# sps = 8    # 8 Samples pro Sekunde
# sps = 16   # 16 Samples pro Sekunde
# sps = 32   # 32 Samples pro Sekunde
# sps = 64   # 64 Samples pro Sekunde
# sps = 128  # 128 Samples pro Sekunde
# sps = 250  # 250 Samples pro Sekunde
# sps = 475  # 475 Samples pro Sekunde
sps = 860  # 860 Samples pro Sekunde

# ADC-Channel (1-4) wird ausgewaehlt
adc_channel = 0    # Channel 0
# adc_channel = 1    # Channel 1
# adc_channel = 2    # Channel 2
# adc_channel = 3    # Channel 3

# Hier wird der ADC initialisiert - beim KY-053 verwendeten ADC handelt es sich um einen ADS1115 Chipsatz
adc = ADS1x15(ic=ADS1115)

#############################################################################################################

# ########
# Hauptprogrammschleife
# ########
# Das Programm misst mit Hilfe des ADS1115 ADC den aktuellen Spannungswert am ADC,
# berechnet daraus den aktuellen Widerstand des NTC, berechnet mit Hilfe vorab für diesen Sensor bestimmter Werte
# die Temperatur und gibt diese in die Konsole aus

try:
        while True:
                #Aktuelle Werte werden aufgenommen...
                voltage = adc.readADCSingleEnded(adc_channel, gain, sps)
                # ... umgerechnet ...
                temperatur = math.log((10000/voltage)*(3300-voltage))
                temperatur = 1 / (0.001129148 + (0.000234125 + (0.0000000876741 * temperatur * temperatur)) * temperatur);
                temperatur = temperatur - 273.15;
                # ... und ausgegeben
                print "Temperatur:", temperatur,"°C"
                print "---------------------------------------"

                # Delay
                time.sleep(delayTime)



except KeyboardInterrupt:
        GPIO.cleanup()

Anschlussbelegung Raspberry Pi:

Sensor

+V = 3,3V [Pin 1 (RPi)]
GND = Masse [Pin 06 (RPi)]
analoges Signal = Analog 0 [Pin A0 (ADS1115 - KY-053)]

ADS1115 - KY-053:

VDD = 3,3V [Pin 17]
GND = Masse [Pin 09]
SCL = GPIO03 / SCL [Pin 05]
SDA = GPIO02 / SDA [Pin 03]
A0 = s.o. [Sensor: analoges Signal]

Beispielprogramm Download

KY-013_RPi_TemperaturSensor.zip

Zu starten mit dem Befehl:

sudo python KY-013_RPi_TemperaturSensor.py