La serie de dispositivos LM35 son prácticos sensores de temperatura con un circuito integrado de precisión cuyo voltaje de salida guarda una relación linealmente proporcional a la temperatura (en grados centígrados) que registra en el ambiente.
¿Qué es un LM35?
El LM35 es un sensor de temperatura lineal de tres terminales de National semiconductors que puede medir temperaturas desde los -55 hasta los +150 grados centígrados, por lo que cuenta con aplicabilidad para distintos ambientes, y gracias a sus dimensiones puede ser instalado en casi cualquier lugar. El ajuste de salida de voltaje del LM35 es proporcional al de su entrada, y por cada valor de temperatura este aumenta o disminuye 10 mV. El LM35 puede funcionar con una fuente de alimentación continua de 5 V hasta 20 V, y la corriente de reserva es inferior a 60 uA.
Dependiendo del tipo de encapsulado y presentación puede variar en su escala de temperatura, como se aprecia a continuación:
- LM35-LM35A: Lectura de temperatura entre -55 a +150ºC.
- LM35C-LM35CA: Lectura de temperatura entre -40 a +110ºC.
- LM35D: Lectura de temperatura entre 0 a 100ºC.
Este componente posee grades ventajas frente a los circuitos integrados calibrados en grados kelvin, y la más destacable es que no se necesita sustraer una tensión constante elevada de su salida para ajustarla a una escala en grados centígrados. Por otra parte, no requieren de circuitos adicionales para calibrarlo externamente, y su baja impedancia de salida, salida lineal y precisa calibración hace posible que pueda ser instalado fácilmente en cualquier circuito de control.
¿Cómo funciona un LM35?
Por si solo el LM35 no tiene mucho que ofrecer, no obstante, este circuito integrado es de los que requiere de menor cantidad de conexiones externas para medir la temperatura de un lugar. Una de las formas más eficientes de aprovechar su funcionamientos es a través de un Arduino, estos dispositivos (aparte de ser compatibles con cualquiera de los sensores de temperatura comerciales disponibles en el mercado), son fáciles de configurar, tienen bajo costo y admiten salidas analógicas en circuitos integrados.
Es difícil describir el comportamiento del circuito integrado de este componente, especialmente porque su salida es analógica, pero por medio de simples ajustes en un Arduino es posible interpretar las variaciones de voltaje de salida en una pantalla digital con mucha precisión y poca cantidad de dinero. Algunos encapsulados admiten la instalación de accesorios metálicos que permiten determinar la temperatura con mayor facilidad y aseguran que el componente responderá a la prontitud.
¿Cuáles son las características de un LM35?
Estos circuitos integrados son simples en construcción, presentación y propósito, entre sus principales características se encuentran:
- Resolución de 10mV por cada grado centígrado.
- Se puede alimentar con 4 Vdc hasta 20 Vdc.
- Salida analógica.
- 3 pines, GND, VCC y Vout.
- No requiere calibración.
- Precisión de ±¼°C.
- Calibrado para medir °C (grados celcius).
- Corriente en funcionamiento: 60 μA.
- Empaquetados comunes: TO-CAN, TO-220, TO-92, SOIC8.
Vistos de frente, el PIN Vcc es el de la izquierda, mientras que el GND y el Vout pueden variar. Las pruebas de funcionamiento pueden realizarse con la ayuda de un multímetro digital en escala automática, y la instalación apropiada (como señal discreta) se realiza con Arduino. Gracias a la calibración de fábrica es posible prescindir de un offset o de algún microcontrolador o microprocesador para obtener la medida de una temperatura, y solamente con esto cualquier proyecto embebido será muy sencillo, y es lo que hace a estos componentes muy atractivos para proyectos novatos y profesionales.
Consideraciones respecto a la selección de los LM35
Ante la gran variedad de parámetros, precios y dimensiones que hay para los diferentes sensores de temperatura del mercado, lo mejor es siempre considerar los siguientes parámetros para escoger el que mejor se adecúe a las necesidades, y en el caso del LM35 es posible encontrar un buen equilibrio en estos aspectos:
- Sensibilidad: Se refiere al valor mínimo de temperatura que el sensor podrá percibir.
- Rango de valores: Margen de medidas de temperatura que un sensor puede abarcar.
- Precisión: Nivel de error respecto al valor real, este tiene a cero ante mayor precisión.
- Resolución: Cambio mínimo en la salida, es determinado por la unidad mínima magnitud registrable.
- Tiempo de respuesta: Cantidad de tiempo que le toma al sensor arrojar un valor de salida diferente.
- Offset: Valor nulo de referencia para considerar correcciones de medida y cálculos teóricosg.
Algunas ideas de proyectos con este circuito integrado
Los sensores de temperatura se utilizan frecuentemente en equipos y ambientes domésticos e industriales como:
- Control ambiental de la calefacción.
- Ventilación y aire acondicionado.
- Industria automovilística (para supervisar la entrada de aire y refrigerante).
- Televisores (para apagarla si la temperatura interna se eleva por encima de un cierto límite).
- Etc…
El objetivo de estos sensores es medir la temperatura y asegurar que determinado proceso se mantenga al margen de un rango establecido como seguro tanto para el operador como para los equipos, o simplemente una condición obligatoria cuando se trate de calor o frio extremo, peligros o puntos de medición inaccesibles.
El LM35 destaca al utilizarse en:
- Fuentes de alimentación: Como elemento de control de temperatura de los componentes, eso ante la presencia del efecto joule producto de sobre corrientes o desperfectos en algún componente.
- Control de baterías: con el propósito de garantizar una correcta temperatura de funcionamiento.
- Protección contra alto voltaje AC: Las tensiones alternas suelen producir todo tipo de fenómenos indeseables en dispositivos y equipos, entre ellos gran calor en cortos periodos de tiempo.
- Usos múltiples: adaptabilidad a equipos y condiciones, uso a conveniencia.
A modo de practicidad es posible crear un sensor lineal de temperatura con un LM35CZ, una pila de 9 V y un voltímetro, o inclusive llegar a una escala mayor utilizando varios LM35 dispuestos en lugares estratégicos para crear una centralita de control térmico, y con ello se podría incursionar en el mundo de la domótica y electrónica aplicada. Algunos proyectos ambiciosos pueden realizar la activación o desconexión de diferentes equipos por medio de configuraciones aplicadas a un Arduino que incorpore un LM35, esto abre muchas posibilidades para que puedan ser instalados en partes móviles (como en motores) o en lugares moderadamente húmedos (como cielo rasos) y no presentar deficiencias en su nivel de susceptibilidad.