Výpočet teploty z termistoru (nejčastěji typu NTC 10k) pomocí ADS1115

Odpověď Gemini

Výpočet teploty z termistoru (nejčastěji typu NTC 10k) pomocí ADS1115 vyžaduje několik kroků. Protože termistor mění svůj odpor v závislosti na teplotě, musíme nejprve změřit napětí, z něj vypočítat odpor a ten pak převést na stupně Celsia.

K tomu se standardně používá Steinhart-Hartova rovnice nebo její zjednodušená varianta Beta parametr.

1. Zapojení (Napěťový dělič)

2. Krok za krokem v Pythonu

A. Získání napětí z ADS1115

Protože ADS1115 měří napětí, musíte termistor zapojit do děliče s pevným rezistorem (např. 10 kΩ).

• VCC (3,3 V) -> Termistor -> Bod A (připojen k pinu A0 na ADS1115)

• Bod A -> Rezistor (10 kΩ) -> GND

Nejprve přečteme hodnotu z převodníku a převedeme ji na volty.

$$V{}_{out}$$

(Kde LSB step závisí na nastaveném zesílení/gainu, u ADS1115 je při výchozím nastavení 2/3 gainu jeden krok cca 0,1875 mV).

B. Výpočet odporu termistoru ($R$

${}_t$

)

Z rovnice pro napěťový dělič ($V$

${}_{out}{}_{in}\frac{R{}_{fixed}}{R{}_t+R{}_{fixed}}$${}_t$

:

$$R{}_t{}_{fixed}\frac{V{}_{in}}{V{}_{out}}$$

C. Převod odporu na teplotu (Beta rovnice)

Pro běžné použití stačí B-parametr (najdete ho v datasheetu termistoru, obvykle kolem 3950).

$$\frac{1}{T}\frac{1}{T{}_0}\frac{1}{B}\frac{R{}_t}{R{}_0}$$

• T
  ${}_0$
  : Referenční teplota v Kelvinech (25 °C = 298,15 K)

• R
  ${}_0$
  : Odpor termistoru při $T$
  ${}_0$
  (obvykle 10 000 Ω)

• $B$: Beta koeficient (např. 3950)

• Výsledek $T$ je v Kelvinech, pro Celsius odečtěte 273,15.

---

3. Ukázka kódu (zjednodušeně)

Python

import math

# Konstanty pro NTC 10k termistor
B_COEFFICIENT = 3950
R_NOMINAL = 10000
T_NOMINAL = 25 + 273.15 # 25 °C v Kelvinech
R_FIXED = 10000         # Odpor pevného rezistoru v děliči
V_IN = 3.3              # Napájecí napětí

def calculate_temp(v_out):
    # 1. Výpočet odporu termistoru
    if v_out <= 0: return 0
    r_thermistor = R_FIXED * (V_IN / v_out - 1)
    
    # 2. Steinhart-Hart (Beta varianta)
    steinhart = math.log(r_thermistor / R_NOMINAL) / B_COEFFICIENT
    steinhart += 1.0 / T_NOMINAL
    temp_kelvin = 1.0 / steinhart
    
    return temp_kelvin - 273.15 # Převod na Celsius

# Příklad: ADS1115 naměří 1.65V (polovina V_IN při stejném odporu)
print(f"Teplota: {calculate_temp(1.65):.2f} °C")

Proč ADS1115?

Díky 16-bitovému rozlišení bude váš výpočet extrémně přesný. Dokážete detekovat i tisíciny stupně, což by s běžným 10-bitovým převodníkem (jako má Arduino) nebylo možné.

Je potřebná knihovna adafruit-circuitpython-ads1x15 pro čtení dat z převodníku.