Rodzaje czujników temperatury i ich zastosowania

Temat pomiaru temperatury jest bardzo szeroki, dlatego warto poznać główne rodzaje czujników i ich typowe zastosowania:

• Termistory NTC i PTC: To czujniki analogowe reagujące zmianą rezystancji na zmianę temperatury. Termistor NTC (Negative Temperature Coefficient) zmniejsza swoją rezystancję gdy temperatura rośnie, natomiast PTC (Positive Temperature Coefficient) – zwiększa. Są stosowane np. w termometrach elektronicznych, zabezpieczeniach termicznych silników czy urządzeń AGD. Ich zalety to prostota i niska cena, dlatego często spotkasz je w małych układach pomiarowych. Pamiętaj jednak, że wymagają odpowiedniego przetwarzania sygnału (mostki pomiarowe, wzmacniacze), by odczytać temperaturę z rezystancji.
• Termopary: Czujniki termoelektryczne zbudowane z dwóch różnych metali, które generują niewielkie napięcie zależne od różnicy temperatur. Termopary charakteryzują się bardzo szerokim zakresem pomiarowym – niektóre mogą mierzyć od –200°C do nawet 1200°C – dlatego stosuje się je w przemyśle (piece, kotły, silniki spalinowe). Wymagają wzmacniacza sygnału (np. moduł MAX6675 lub MAX31855 do odczytu przez Arduino), a ich dokładność jest nieco niższa niż czujników półprzewodnikowych, ale w aplikacjach wysokotemperaturowych są niezastąpione.
• Czujniki półprzewodnikowe (analogowe): Specjalizowane układy scalone, takie jak LM35 czy MCP9700A, które na wyjściu analogowym dają napięcie proporcjonalne do temperatury. Są łatwe w użyciu – wystarczy odczytać napięcie ADC – i działają w typowym zakresie –55°C…150°C. Sprawdzają się w projektach hobbystycznych do pomiaru temperatury otoczenia lub podzespołów. Ich dokładność zwykle mieści się w granicach ±0,5°C do ±2°C.
• Cyfrowe czujniki temperatury: To obecnie najpopularniejsza grupa w elektronice DIY. Obejmują zarówno czujniki 1-Wire (np. DS18B20), jak i czujniki z interfejsem I²C/SPI (np. BMP280, BME280 – ten ostatni mierzy także ciśnienie i wilgotność). Cyfrowy czujnik od razu podaje gotową wartość temperatury, co upraszcza projekt – nie potrzebujesz kalibracji ani konwersji analogowej. Są idealne do Arduino, Raspberry Pi i innych mikrokontrolerów, bo komunikują się po magistrali cyfrowej. Np. DS18B20 umożliwia tworzenie sieci wielu czujników na jednej linii (1-Wire), a czujniki I²C jak BME280 pozwalają mierzyć kilka parametrów środowiskowych jednocześnie. Cyfrowe sensory są z reguły bardzo dokładne (±0,5°C lub lepiej) i mają rozdzielczość od 9 do 12 bitów.
• Bezdotykowe czujniki podczerwieni: Warto wspomnieć też o czujnikach mierzących temperaturę na odległość, takich jak termopile czy pirometry (np. MLX90614). Wykrywają promieniowanie podczerwone emitowane przez obiekty i na tej podstawie określają ich temperaturę. To świetne rozwiązanie do pomiaru temperatury ruchomych lub trudno dostępnych obiektów, a także w aplikacjach medycznych (np. bezkontaktowe termometry). Tego typu czujniki również dostępne są w formie modułów kompatybilnych z Arduino.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze czujnika?

Wybierając czujnik temperatury do swojego projektu, warto wziąć pod uwagę kilka kluczowych aspektów:

• Zakres temperatury: Upewnij się, że czujnik obsługuje temperatury, które chcesz mierzyć. Do pomiaru klimatu w pokoju wystarczy zakres do około 100°C, ale już do grzałki drukarki 3D czy silnika spalinowego potrzebny będzie sensor sięgający kilkuset stopni (np. termopara typu K).
• Dokładność i kalibracja: Różne czujniki mają różne dokładności. Jeśli twój projekt wymaga precyzji (np. inkubator jaj, stacja meteorologiczna), wybierz czujnik o małym błędzie pomiaru. Niektóre czujniki analogowe mogą wymagać kalibracji lub kompensacji nieliniowości, podczas gdy cyfrowe zwykle są skalibrowane fabrycznie.
• Sposób podłączenia: Sprawdź, czy dany sensor da się łatwo podłączyć do Twojego układu sterującego. Analogowe czujniki wymagają wejścia analogowego (ADC) i ewentualnie układu wzmacniającego. Cyfrowe korzystają z protokołów komunikacyjnych – upewnij się, że posiadasz wystarczającą liczbę wolnych pinów i obsługę danego interfejsu (1-Wire, I2C, SPI itp.) w swoim mikrokontrolerze.
• Szybkość reakcji i obudowa: Czujniki w metalowych lub wodoodpornych obudowach (np. wodoodporny DS18B20 w tulejce ze stali nierdzewnej) są praktyczne w trudnych warunkach (ciecze, ziemia, na zewnątrz), ale mogą mieć minimalnie wolniejszy czas reakcji na zmiany temperatury niż goły półprzewodnik. Jeśli potrzebujesz bardzo szybkiego pomiaru, zwróć uwagę na stałą czasową sensora. W ofercie mamy zarówno sondy na przewodzie (łatwe do umieszczenia np. w akwarium czy zbiorniku), jak i małe czujniki PCB idealne do pomiaru temperatury powietrza.
• Dodatkowe funkcje: Niektóre moduły to czujniki wielofunkcyjne – np. BME280 mierzy temperaturę, wilgotność i ciśnienie atmosferyczne, a BMP388 (następca BMP280) cechuje się jeszcze większą precyzją pomiaru wysokości na podstawie ciśnienia. Rozważ, czy w Twoim projekcie przyda się taka kombinacja parametrów, co może zmniejszyć liczbę potrzebnych komponentów.

Oferta czujników temperatury w Elektroweb.pl

W naszym sklepie znajdziesz wszystkie wyżej wymienione typy czujników temperatury i wiele więcej. Dla prostych zastosowań wewnętrznych polecamy cyfrowe czujniki DS18B20 – dostępne zarówno w formie niewielkiego tranzystora do wlutowania, jak i hermetycznej sondy z przewodem (1m, 2m, 5m długości) do zastosowania na zewnątrz. Do stacji pogodowych idealnie nadają się moduły DHT22 lub AHTXX, które mierzą jednocześnie temperaturę i wilgotność, dostarczając pełniejszy obraz warunków. Jeśli potrzebujesz zmierzyć temperaturę powyżej 150°C, zwróć uwagę na termopary typu K ze specjalnymi przetwornikami – w ofercie mamy gotowe moduły z układem przetwarzającym, które łatwo podłączysz np. do Arduino (wystarczy kilka linii SPI). Miłośnikom precyzji proponujemy platynowe czujniki RTD (PT100/PT1000) wraz z odpowiednimi modułami pomiarowymi – to rozwiązania znane z aparatury przemysłowej, teraz dostępne również dla hobbystów. Każdy produkt posiada szczegółowy opis i dane techniczne – zachęcamy do ich przejrzenia, a w razie wątpliwości służymy pomocą w wyborze najlepszego czujnika temperatury do Twojego projektu.