12.温度センサープロジェクト(2)ーRaspberry Pi Pico WindowsC言語入門

13.2.アナログ温度センサーによる温度計測

プロジェクト名：TempLM35DZ

プロジェクト概要

Texas Instruments社の代表的なアナログ温度センサLM35DZ、またはLM61BIZを使用した温度計測プロジェクトです。LM35DZとLM61BIZとの違いは動作温度範囲、動作電圧、精度です。LM61BIZはマイナス温度が計測可能です。以下、基本仕様です。

LM35DZ LM61BIZ

動作温度範囲 0～100℃ -25～+85℃

動作電圧 4～30 V 2.7～10 V

出力電圧 10.0 mV/℃ 10.0 mV/℃

精度 ±0.75℃（室温±0.25℃） ±3℃（室温±2℃）

今回はLM35DZを使用しました。回路図、プログラムはLM35DZです。

LM35DZは動作電圧４V以上なので、電源は５Vに接続します。また

最大範囲は0～100℃で、出力電圧は0～1Vになり、ADCの入力範囲内になります。

LM35DZ(TO-92)は品番刻印側を正面に見て、左から1pin-5V 2pin-VOUT 3pin-GNDです。接続は以下です。

Pico LM35DZ

VSYS(5V) 1pin　 5V

ADC0(GPIO26) 　2pin VOUT

GND 3pin 　GND

温度の求め方はまず、バイナリ12bitのADデータを電圧に変換します。

const float ConversionFactor = 3.3f / (1 << 12);

float adVolt = (float)adc_read() * ConversionFactor;

1℃が10mVなので、以下で温度に変換します。

float ctemp = adVolt/0.01f;

部品リスト

LM35DZ 温度センサIC 1 アマゾン

GROVEの16 x 2 LCD １スイッチサイエンス

配線図

ソースリスト

float ReadLmTemperature()

{

adc_select_input(0);

float adVolt = (float)adc_read() * ConversionFactor;

float ctemp = adVolt/0.01f;

return ctemp;

}

int main()

{

stdio_init_all();

gpio_init(LED_PIN);

gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);

gpio_put(LED_PIN, 0);

i2c_init(I2C_PORT, 400*1000);

gpio_set_function(I2C_SDA, GPIO_FUNC_I2C);

gpio_set_function(I2C_SCL, GPIO_FUNC_I2C);

gpio_pull_up(I2C_SDA);

gpio_pull_up(I2C_SCL);

WaitTerminalStartup(30*1000);

printf("\nTerminal connected\n");

ScanI2CBus();

printf("I2C Scan completed\n");

lcd_init();

InitAdc();

InitRtc();

char buf[128];

datetime_t nowdt;

int presec = -1;

while (1) {

rtc_get_datetime(&nowdt);

if(presec != nowdt.sec)

{

sprintf(buf, "%02d/%02d %02d:%02d:%02d", nowdt.month, nowdt.day, nowdt.hour,nowdt.min, nowdt.sec);

lcd_set_cursor(0, 0);

lcd_string(buf);

float btemp = ReadOnBoardTemperature();

float ttemp = ReadLmTemperature();

sprintf(buf, "LM:%4.1f ADC:%4.1f", ttemp, btemp);

lcd_set_cursor(1, 0);

lcd_string(buf);

printf("%4d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d Lm:%4.1f onborad:%4.1f\n", nowdt.year, nowdt.month, nowdt.day,

nowdt.hour,nowdt.min, nowdt.sec, ttemp, btemp);

}

presec = nowdt.sec;

sleep_ms(200);

}

return 0;

}

ソースリストは前章13.1のサーミスタとほぼ同じです。ReadLmTemperature()関数が追加され、mainでReadThermistorTemperature関数の代わりに呼び出されています。

上記画面にみるように、オンボード温度センサーと比較すると8℃程度高く、また変動も大きいです。これは12bit フルスケール3.3Vのところ0-1Vで取り込んでおり、精度が悪くなっています。対策としてLM35DZからPicoへの間にOPアンプ等でのレンジ変換、ノイズ対策の回路が必要になります。