Mesurer une température avec une thermistance

La thermistance

La thermistance est un capteur résistif dont la résistance dépend de la température.

On distingue les thermistances à coefficient de température négatif (CTN) : la résistance diminue lorsque la température augmente, et celles à coefficient de température positif (CTP). Nous utiliserons une CTN.

Courbe d'étalonnage

Avant toute utilisation, il faut donc tracer la courbe d’étalonnage de la thermistance, c’est-à-dire la courbe montrant l’évolution de la valeur Rt de sa résistance en fonction de la température T, soit : Rt = f(T).

Nous utiliserons un pont diviseur de tension constitué d'une résistance de R = 1000 Ω et de la thermistance de résistance Rt.

Avec l'Arduino, nous mesurons sur l'entrée analogique A0, la tension Ut aux bornes de la thermistance.

On peut démontrer que Rt = (Ut/(5 - Ut)) x 1000

Le capteur de température est branché sur la broche numérique 7 de l'Arduino. (non représenté sur le schéma ci-dessus).

Le code suivant permet de mesurer la température à l'aide d'un capteur DS18B20 et la résistance Rt de la thermistance. Les mesures sont envoyées par la liaison série au tableur Regressi.

La courbe d'étalonnage Rt = f(T) se trace automatique dans le tableur Regressi.

Le code Arduino :

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/**
 * Trace la courbe d'étalonnage d'une thermistance
 */
 
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
 
/* Broche du bus 1-Wire */
 
#define ONE_WIRE_BUS 7  // Broche numérique 7, à modifier si nécessaire
 
/* Création de l'objet OneWire et sensors */
 
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
 
/* Adresses des capteurs de température */
 
DeviceAddress thermometre_1 = {0x28, 0x44, 0x62, 0x79, 0x97, 0x05, 0x03, 0x51}; // courbe bleue
 
/* résolution */
 
int resolution = 12;  // nombre de bits
/*
9 bits   0.5 °C     93.75 ms
10 bits  0.25 °C    187.5 ms
11 bits  0.125 °C   375 ms
12 bits  0.0625 °C  750 ms */
 
/* Ecran LCD */
 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>   // inclure la bibliothèque I2C
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);   // adresse i2c , nombre de colonnes, nombre de lignes de l'écran
 
float mesure;   // initialisation de la variable mesure
float tension;  // initialisation de la variable tension
float resistance;   // initialisation de la variable résistance
 
 
/* Pour faire des mesures à intervalle régulier */
 
unsigned long tempsPrecedent = 0;
float intervalle = 1000;   // durée entre deux mesures en ms (à modifier si nécessaire)
 
void setup() {
 
  Serial.begin(115200);  // choix de la vitesse
 
  sensors.begin();
  sensors.setResolution(thermometre_1, resolution);
 
   /* Ecran LCD  */
 
  lcd.init();   // initialisation du LCD
  lcd.backlight();   // active le rétroéclairage 
}
 
void loop(){
  unsigned long tempsCourant = millis();  // cette variable contient le nombre de millisecondes depuis que le programme courant a démarré. 
 
  if (tempsCourant - tempsPrecedent >= intervalle) {
      tempsPrecedent = tempsCourant;
 
      /* Demande la température aux capteurs */
 
      sensors.requestTemperatures(); 
      float temperature_1 = sensors.getTempC(thermometre_1);  // obtenir la température 1 en degré
 
      mesure = analogRead(A0);   // lecture de la valeur brute du signal analogique sur la broche A0 (0 à 1023)
      tension = mesure * 5/1023;   // conversion de la valeur brute en tension (0 à 5V)
      resistance = (tension/(5.0-tension))*1000;  // Pour une résistance de 1000 ohms dans le pont diviseur de tension
 
      /* envoie les températures sur la liaison série  */
 
      Serial.print(temperature_1, 1);
      Serial.print(",");   // les données sont séparées par des virgules.
      Serial.print(resistance, 1);
      Serial.println();
 
      /* Affiche la température et la tension sur l'écran lcd */
 
      lcd.setCursor(0,0);   // mettre le curseur à la première colonne, première ligne
      lcd.print("T = ");  
      lcd.print(temperature_1, 1);
      lcd.print((char)223);   // symbole °
      lcd.print("C  "); 
 
      lcd.setCursor(0,1);   // mettre le curseur à la première colonne, deuxième ligne
      lcd.print("R = ");  
      lcd.print(resistance, 1);
      lcd.print(" "); // un espace
      lcd.print((char)244);   // symbole omega  
      lcd.print("     "); // des espaces    
  }
}

La courbe d'étalonnage obtenue :

Rappels : Acquisition des mesures avec Regressi

Il est possible d'acquérir les mesures directement dans Regressi avec une version récente (4.5.7).

Dans le menu Fichier → Nouveau → Arduino / micro:bit :

Avec le bouton Options, régler les paramètres de la liaison série pour que Regressi communique avec la carte Arduino.

Cliquer sur le bouton Acquisition pour obtenir les mesures. Le graphique s'affiche automatiquement.
Cliquer sur Stop pour arrêter l'acquisition.
Cliquer sur traitements pour envoyer les données dans Regressi.

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