Temperatura Interna do Arduino

    Navegando na net achei um artigo muito bom para testar o funcionamento do arduino em função da temperatura interna do Arduino, vale a pena monitorar seus sketchs e testar.

    

  Nesse artigo vamos explorar o sensor de temperatura interno do ATmega328P, que também está agregado ao conversor A/D.    

  O sensor é um diodo que produz uma tensão proporcional a temperatura interna do microcontrolador. No ATmega328P este sensor está ligado ao canal 8 (ADC8) do conversor. O sensor possui uma relação linear entre tensão e temperatura, porém a tensão de saída do sensor varia de um chip para outro, devido ao seu processo de fabricação.

    A temperatura interna do microcontrolador aumenta durante o seu funcionamento e, por exemplo, se um pino é usado para acionar um LED, a temperatura irá aumentar mais.

    A temperatura interna pode ser monitorada para verificar se não há problema no sistema. Por exemplo, se a temperatura durante o funcionamento normal acresce por volta de 5°C e no momento ela atingiu 20°C a mais, isso indica um problema no sistema.

    A faixa de temperatura de operação do Atmega328 vai de -40°C a 85°C, conforme exibido em sua folha de dados.

    Esse sensor não pode ser utilizado para medir a temperatura ambiente, porém ao ligar o microcontrolador, quando o mesmo estiver desligado por um bom tempo, a temperatura lida será bem próxima da temperatura ambiente.

    Abaixo são exibidos os valores típicos de temperatura versus tensão, porem para cada chip, a tensão pode variar:

    A sensibilidade é de aproximadamente 1 mV/°C e precisão do valor medido é de +/- 10°C. Essa precisão pode ser melhorada para aproximadamente 2°C se o ganho e offset forem medidos e usados na equação de temperatura. Isso pode ser feito conforme sugerido no application note: AVR122 – Calibration of AVR’s internal temperature reference, com a seguinte equação:

O valor de ganho e offset são diferentes para tipos de microcontroladores. Conforme sugerido pelo tutorial no site no site Arduino Playground – InternalTemperatureSensor, a equação para o ATmega328P é:

temperatura = (ADC – 324.31) / 1.22

Sketch para teste:

    Primeiramente vamos entender o que será necessário configurar nos registradores do ADC. Conforme explicado na folha de dados do ATmega328P, para utilizar o sensor de tensão é necessário escolher o canal ADC8 e selecionar a tensão de referência interna de 1,1V.

      Para selecionar a tensão de referência interna é necessário configurar o registrador ADMUX, os bits 7:6 – REFS1:RFS0, conforme a tabela a seguir:

    Como pode-se observar na tabela deve-se colocar nível lógico 1 nesses dois bits para selecionar a referência de tensão interna.

    Agora vamos selecionar o canal 8(ADC8), este canal não é selecionado através da função do arduino, devemos configurar no ADMUX os bits 3:0 – MUX3:0, conforme tabela abaixo:

Dessa forma vamos criar uma função para configuração e leitura do sensor conforme sketch a seguir:

 void setup()  
 {  
 Serial.begin(9600);  
 Serial.println(F("Sensor de temperatura interna"));  
 }  
 void loop()  
 {  
 // exibe a temperatura em °C  
 Serial.println(GetTemp(),1);  
 delay(1000);  
 }  
 double GetTemp(void)  
 {  
 unsigned int valorADC;  
 double temperatura;  
 ADMUX = (_BV(REFS1) | _BV(REFS0) | _BV(MUX3)); //seleciona tensão interna de 1,1 V e canal 8  
 ADCSRA |= _BV(ADEN); // habilita o conversor AD  
 delay(20); // aguarda estabilização da tensão  
 ADCSRA |= _BV(ADSC); // inicia a conversão  
 //aguarda o fim da conversão  
 while (bit_is_set(ADCSRA,ADSC));  
 // le o valor da conversão   
 valorADC = ADCW;  
 // calcula o valor da temperatura   
 temperatura = (valorADC - 324.31 ) / 1.22;  
 // retorna o valor da temperatura em °C  
 return (temperatura);  
 }  

A figura a seguir exibe os valores lidos de temperatura:

Site- referência: http://www.embarcados.com.br/arduino-uno-sensor-de-temperatura/