Eliminar ruídos e interferências na leitura do LM35

CeDahmer · 27 de outubro de 2010

Boa tarde...

Precisso de ajuda para resolver um problema de oscilação na leitura de um sensor de temperatura LM35, no projeto e em todos os testes o PIC lê normalmente, sem oscilações, lendo a temperatura normal. Estou usando a resolução de 10 bits do microcontrolador, e desta forma a precissão seria de 0,5ºC, mas como faço a média de 100 leituras, e uma pequena oscilação de meio grau em cada leitura, permite até que uma precissão, possibilitando a leitura de todos os décimos.

Caso eu alimente a microcontrolador e o LM35 com uma bateria a leitura se faz apenas de meio em meio grau, caso eu utilize uma fonte de 12V e reduzida para 5V pelo 7805, ocorre essa pequena oscilação "benéfica".

O problema é o seguinte: em alguns locais a oscilação é muito grande, variando de 4 a 5ºC, de uma média de 100 leitura para outra, isso acontece principalmente em áreas rurais. Acho que algum filtro poderia resolver o problema, mas não sei calcular, tentei usar um passa-baixo, com um capacitor de 100nF e um resistor em série de 470R. Será que um amplioficador operacional resolveria? tenho aqui um LM358, se alguém puder me ajudar a calcular os resistores para um ganho de 10.

Obrigado.

aphawk · 28 de outubro de 2010

Estranho esse comportamento....

Bom, eu já comentei em uns 5 tópicos diferentes sobre esse tipo de problemas, procure aqui no Fórum sobre LM35 e vai achar bastante coisa.

Bom a dica primeiro é garantir que o terra do LM35 esteja soldado diretamente no AGND do PIC. Segundo, coloque na saída do LM35 um capacitor eletrolítico de uns 10 uF , entre o pino de entrada do PIC e o pino de AGND do PIC.

E por último, capriche na blindagem do cabo do LM35, tem de ser bem blindado e não pode ser muito grande; se estiver usando um cabo grande, sugiro colocar um ampop montado junto com o LM35, e pegar o sinal da saída do ampop, melhora bastante os ruidos induzidos no cabo devido à baixa impedância da saída do ampop. Detalhe, use um ampop tipo Rail-to-Rail, ok ?

Paulo

test man*~ · 28 de outubro de 2010

Mestre Paulo, o que é um amplificador Rail to Rail?

MatheusLPS · 28 de outubro de 2010

http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/1486

cabteixeira · 28 de outubro de 2010

Só uma questão:

Detalhe, use um ampop tipo Rail-to-Rail, ok ?

Essa parte eu não entendi muito bem... Se o circuito estiver sendo alimentado, por exemplo, com 5V e o sinal de saída do LM35 não for excursionar dentro de toda essa faixa (dependendo das temperaturas que o circuito esteja dimensionado para ler) por qual motivo usar um Rail-to-rail?

Entendo que um Rail-to-rail seja necessário apenas quando a diferença de saída do operacional (rail) fizer diferença... Até porque um operacional desses é, com certeza, mais caro que um operacional comum, e se a saída do LM35 estiver percorrendo valores que não cheguem aos 5V (vamos supor, somente até os 3,5V) o operacional poderia ser um operacional comum, não?

Estou certo no raciocínio? Ou viajei?

aphawk · 28 de outubro de 2010

Bom, Cabteixeira, no caso que voce falou está quase certo. Quase !!!!

Se usarmos um ampop comum, alimentado com +5 volts, ele até consegue trabalhar dentro de uma pequena faixa de tensão totalmente linear.

Mas, conforme nos aproximamos dos extremos de alimentação ( +5 e 0 volts... ) , acabou a linearidade.

Por exemplo, o LM324, muito usado em circuitos de baixa tensão e alimentação simples.

O Datasheet informa que a tensão de saída pode atingir de 0 a V+ - 1,5 volts, ou seja, a tensão na saída do ampop vai de 0 até 3,5 volts em nosso caso ( +5v alimentação ).

Eu já montei um circuito com ele, de ganho baixo, exatamente para amplificar um LM35 que media na faixa de 10 a 50 volts, e quis amplificar tal variação para os limites que o datasheet me informava, ou seja, cerca de 0 volts para 10 graus e 3,5 volts para 50 graus.

Fiz o amplificador diferencial ajustei a tensão de referência, tudo certinho, ( existe um post meu aqui no fórum com esses cálculos e circuito... ) , e quando fiz o teste com um voltímetro digital, percebi que nos extremos o ganho não era linear, e dava resultados errados.

Na prática, com tensão de saída entre 0,4 volts e 3,0 volts o circuito era linear, mas fora dessa faixa, os resultados eram muito distorcidos pela não linearidade do ampop.

E este foi o motivo de eu trocar por um ampop tipo RAIL TO RAIL, o qual foi perfeitamente linear dentro de 0,1 até os 3,5 volts sem nenhum problema. E mesmo na faixa entre 0 e 0,1 volt, a não linearidade era bem pequena e podia ser ignorada dentro da precisão do meu projeto que era de 5 % .

Para evitar problemas de linearidade, eu sempre recomendo o uso de um RAIL TO RAIL.

Agora, apenas esclarecendo ao amigo test man, um amplificador tipo RAIL TO RAIL é um ampop cuja saída pode atingir os valores das alimentações positiva e negativa, ou seja, se alimentar um ampop desse tipo com +15V e -15V , a saída dele pode atingir os valores de +15V e -15V .

Mesmo assim, eles NÃO são lineares perto dos extremos de tensão, e ainda dependem muito da carga aplicada na saída.

Como norma, eu assumo que é bem linear entre 0,1 volts e 4,7 volts, no caso de ser alimentado com +5 volts, e carga de 47 K na saída, ok ?

Paulo

diego.maga · 27 de janeiro de 2011

Boa tarde...
Precisso de ajuda para resolver um problema de oscilação na leitura de um sensor de temperatura LM35, no projeto e em todos os testes o PIC lê normalmente, sem oscilações, lendo a temperatura normal. Estou usando a resolução de 10 bits do microcontrolador, e desta forma a precissão seria de 0,5ºC, mas como faço a média de 100 leituras, e uma pequena oscilação de meio grau em cada leitura, permite até que uma precissão, possibilitando a leitura de todos os décimos.

Caso eu alimente a microcontrolador e o LM35 com uma bateria a leitura se faz apenas de meio em meio grau, caso eu utilize uma fonte de 12V e reduzida para 5V pelo 7805, ocorre essa pequena oscilação "benéfica".

O problema é o seguinte: em alguns locais a oscilação é muito grande, variando de 4 a 5ºC, de uma média de 100 leitura para outra, isso acontece principalmente em áreas rurais. Acho que algum filtro poderia resolver o problema, mas não sei calcular, tentei usar um passa-baixo, com um capacitor de 100nF e um resistor em série de 470R. Será que um amplioficador operacional resolveria? tenho aqui um LM358, se alguém puder me ajudar a calcular os resistores para um ganho de 10.

Obrigado.

oLA GOSTARIA DE SABER SE você CONSEGUIU RESOLVER ESTE PROBLEMA,POIS TAMBEM ESTOU PASSANDO PELO MESMO E SE PODDISEL você ME AJUDAR.

CeDahmer · 27 de janeiro de 2011

Ola diego!

Consegui minimizar esse problema, a um nível aceitável.

Deduzi que o que fazia o erro, eram as harmônicas de alta tensão que circulavam juntas através do cabo de alimentação do LM35 e entravam no uC fazendo a bagunça toda. Vou colocar em ordem os fatores para a correção:

1-Procure usar um transformador com uma boa ponte retificadora de onda completa, com um capacitor eletrolítico de pelo menos 1000uF, eu uso 2200uf por 16V, no caso do transformador ser de 12V, mais um capacitor cerâmico de 100nF, ele parece ser melhor para altas frequências, diminuindo sua incidência, já na origem. Use também um indutor em série com o positivo. Procure não usar fonte chaveada, pois o funcionamento do TRIAC, "suja" a corrente, principalmente, se a fonte não for bem filtrada.

2-Uso do aterramento, esse é fundamental, muita "porcaria" vai para fora por essa via. Eu simplesmente coloquei o terra ligado diretamente ao 0V. Mas isso não é a melhor forma, pois se você alimentar o circuito com duas fazes, e uma falhar, poderá haver retorno pelo terra, então assim teria de ligar pelo menos um diodo em série com o terra. Mas o ideal seria ligar capacitores em série com o terra, ligando tanto ao positivo, como ao negativo ou 0V.

3-Uso de amplificadores operacionais, no meu caso usei o LM358, que não é simétrico, mas apresenta um resolução razoável, e sem o risco de queimar o uC, pois como ele tem a mesma alimentação do uC, não fornece saída maior que a tensão suportada pelo uC. Projetei com um ganho de 6, pois na faixa onde ele trabalhará já é suficiente. O fato de passar por um amplificador, tráz uma redução na amplificação das harmônicas de baixa corrente, que excitavam o pino do uC, e ao passar pelo amplificador, ao que parece sofrem resistência e se dissipam em "parte". Isso resolveu uns 50%, no meu caso.

4- Coloquei um capacitor de 100nF ligado diretamente ao 0V, e ao pino de saída do LM35. Não achei uma explicação razoável, mas o fato é que funciona.

Todos dizem que o cabo precisa ser blindado, mas em virtude ao preço do mesmo ser elevado, e na verdade nem encontrei para comprar, estou usando fio simples desmontado de cabo de rede para ligar o LM35, com um tamanho de 35m, e o pior está passando ao lado da fiação elétrica, e a oscilação da leitura, fica na faixa de um décimo, e com todos os equipamentos funcionando, verifiquei que oscila no máximo 2 décimos, para mim está perfeito. Verifiquei também que no meu caso a principal origem das harmônicas, era justamente o cabo do LM35, pois quando eu colocava ele com um cabo de uns 10 cm, funcionava quase que perfeitamente, mas com todas essas alterações, está funcionando, mesmo com esse cabo "ridículo", que na verdade é mais uma antena do que um cabo.

Quem mais puder contribuir nos será muito útil.

MatheusLPS · 28 de janeiro de 2011

você usa um cabo de 35 metros e não tem oscilação quase nehuma?

Vixi... então está ótima sua solução pois pensei q o uso do LM35 era para ser no máximo uns 75Cm.

Falou

sgthector · 17 de fevereiro de 2011

Prezados, vou aproveitar o topico do amigo para tentar resolver um problema que estou enfrentando com um LM35.

Tenho um projeto que ira monitorar uma temperatura de um liquido. Essa temperatura é usada em uma logica num PIC 16F877A. Todo o projeto esta funcionando corretamente, meu problema esta no LM35.

Quando coloco o LM35 no protoboard tudo funciona perfeitamente. Quando fiz uma "extensao" no LM35 com um cabo comum (3 vias de um cabo de rede ethernet) com cerca de 1,5m começam meus problemas.

A leitura nao estabiliza, ficando oscilando de forma aleatoria, chegando inclusive ao maximo de 500ºC (5V). Inicialmente pensei que havia danificado o LM35 quando soldei os fios. Mas ai fiz o seguinte teste. Cortei os cabos e liguei ele com um pequeno trecho de fio (cerca de 10cm) e ele voltou a funcionar normalmente. Quando emendei os cabos de volta o mesmo problema. Ou seja, é problema de ruido causado pelo cabo.

Lendo aqui o forum achei esse topico que da algumas possiveis soluções. Tentei algumas e nao tive resultado, sendo elas:

1- Capacitor de 100nF do Vout para o GND do LM35. Nao funcionou.

Sobre essa solução tenho uma duvida: Faz diferenca o capacitor ficar junto ao LM35 ou junto ao CI(no protoboard)???? Liguei no protoboard.]

2- Trancei os fios. Nao resolveu, na verdade piorou.

Vi tambem que algumas pessoas usam um ampop entre o LM35 e o CI. Nao tentei essa ainda, mas tenho a seguinte duvida: Esse ampop tem q ficar junto ao LM ou pode ficar no outro extremo do cabo junto ao CI????

Meu principal receio é que nao tenho como colocar nada junto ao LM.

Em meu projeto final devo usar um cabo de cerca de 5m.

Fico no aguardo de alguma ideia!

Obrigado desde ja!