温度センサー(LM61CIZ)の使い方２

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前のページでは、温度センサー(LM61CIZ)をArduinoに配線して温度を測る事を行いましたが、
すこし精度が悪かったのでこのページで改善して見たいと思います。
方法は色々有ると思いますが、ここでは簡単な回路でオペアンプと抵抗で温度センサーの信号を増幅したいと思います。

手持ちで有るオペアンプはLM358Nだけなのでこれを使用します。
オペアンプの詳しい話は他のサイトを見て下さい、私しぃあまりよく分かっていないので．．．．．(ToT)
こちらの｢マイコン回路での入力信号増幅をオペアンプで行う方法｣を参照すれば少しだけ詳しく乗っています。

また、前のページを見ていない人は、見てからこのページを見る様にした方が良いです。

Temp21

　このLM61CIZセンサーは-30℃～100℃を
　300mV～1600mV(0℃=600mV)の範囲で
　出力し、１℃あたり10mV変化します。

　この左回路でLM61CIZの信号を２倍に
　増幅します。
　３倍にしたかったのですが、
　このオペアンプLM358Nは電源電圧５Ｖで
　出力電圧が3.5V(実測3.74V)までなので、
　3.5Vまでだと３倍増幅(900mV～4800mV)
　で、56℃までしか測定できません。
　(外気温56℃は有得ないから良いかもね)
　２倍増幅で100℃＝3.2VなのでＯＫ、
　で２倍にしましたがまあぁ使えました。

　　 Temp25

LM358Nの下の青い２本のワイヤーについて
今回の様な実験程度の回路では配線の必要は無いと思いますが、
これは、LM358Nには２回路分のオペアンプが入っています、今回は１回路しか使用していません。
残りの１回路分の入力端子をそのままにしておくとノイズ等により動作して使用している回路に悪影響を与える可能性が有るそうです。
それで、実際にはんだ付け等して基板を作成する場合は図(青線)の様に配線した方が良いでしょう。
また、LM358Nの電源端子8番と4番の間にバイパスコンデンサーとして0.1uFを入れましょう。

サンプルスケッチ
使用する場合はＩＤＥに下記のスケッチプログラムをコピーペーストして貼り付けて下さい。

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void setup() {
     Serial.begin(9600) ;      // パソコン(ArduinoIDE)とシリアル通信の準備を行う
}
void loop() {
     int ans , temp , tv ;

     ans = analogRead(0) ;              // アナログ０番ピンからセンサー値を読込む
     tv  = map(ans,0,1023,0,5000) ;     // センサー値を電圧に変換する
     temp = map(tv,600,3200,-30,100) ;  // 電圧から温度に変換する
     Serial.println(temp) ;             // 値をパソコン(ＩＤＥ)に送る
     delay(1000) ;                      // １秒毎に繰り返す
}
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LM61CIZセンサーのみの出力では
　temp = map(tv,300,1600,-30,100) ;　でしたね。300mV～1600mVを-30℃～100℃へ変換
今回オペアンプLM358Nで２倍にしたので
　temp = map(tv,600,3200,-30,100) ;　です。600mV～3200mVを-30℃～100℃へ変換

３倍増幅でやって見ました
３倍にするにはＲ１の抵抗値を５ｋΩにしますが、５ｋはないので１０ｋΩを２本並列に配線します。
(PS　ってかＲ２を20KΩにした方がよくねぇ！　おお、なるほどぉ)
温度の表示を少し変えて小数点も表示させて見ました。

---------------------------------------------------------------------
void setup() {
     Serial.begin(9600) ;      // パソコン(ArduinoIDE)とシリアル通信の準備を行う
}
void loop() {
     int ans , tv ;
     float temp ;

     ans  = analogRead(0) ;              // アナログ０番ピンからセンサー値を読込む
     tv   = map(ans,0,1023,0,5000) ;     // センサー値を電圧に変換する
     temp = fmap(tv,900,4800,-30,100) ;  // 電圧から温度に変換する
     Serial.println(temp) ;              // 値をパソコン(ＩＤＥ)に送る
     delay(1000) ;                       // １秒毎に繰り返す
}
float fmap(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) {
  return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}
---------------------------------------------------------------------

ｆｍａｐ()は、ｍａｐ()関数をコピーしてｆｌｏａｔ(実数)で計算する様にしただけです。もちろん３倍にしたので
　temp = fmap(tv,900,4800,-30,100) ;　900mV～4800mVを-30℃～100℃へ変換ですね。
　オペアンプは3500mVの56℃まで正常に出力します。

結果

ArduinoIDEのシリアルモニター画面の表示です。
　 Temp22

左がセンサーのみで、中央が２倍増幅、右側が３倍増幅
３倍増幅は21℃ですが、後日追加実験を行った為に温度が変わりました。