Für dieses Projekt gibt es auch ein Video auf Youtube: Arduino Temperatur analog messen mit einem NTC Widerstand über Spannungsteiler

Ein NTC ist ein temperaturabhängiger Widerstand, der sehr einfach mit einem Mikrocontroller ausgelesen werden kann. Die meisten Widerstände haben dabei 10 oder 100 KOhm. Diese Sensoren findet man vor allem auch in Geräten oder Anlagen, die keine exakte Temperaturmessung benötigen. Die Lüftersteuerung vom CPU in einem Computer wird beispielsweiße über einen NTC gesteuert. Neben dem NTC gibt es auch noch einen PTC oder weitere analoge Sensoren wie einen PT100, PT1000 oder auch einem LM35. Außerdem gibt es auch digitale Sensoren wie z.B. den BME280 oder den DS18B20, welche den Temperaturwert bereits digital aufbereiten und übergeben.

NTC vs PTC

Der NTC (Negative Temperature Coefficient) wird auch als Heißleiter bezeichnet. Dieser Halbleiterwiderstand leitet mit ansteigender Temperatur besser, da sich der interne Widerstand reduziert. NTC-Widerstände werden zum Messen von Temperaturen im Bereich -40 Gard bis 100 Grad verwendet.

Der PTC (Positive Temperature Coefficient) wird auch als Kaltleiter bezeichnet und funktioniert umgekehrt wie der NTC. PTC-Widerstände werden hauptsächlich zum Messen von hohen Temperaturen verwendet.

Der NTC am Arduino

Der NTC kann mit allen Mikrocontroller verwendet werden, da es sich hier lediglich um einen analogen Spannungswert handelt. Damit man den Widerstand in „Spannung“ konvertieren kann, wird ein Spannungsteiler benötigt. Der Spannungsteiler besteht aus dem NTC und einen gleichen festen Widerstand. Hat der NTC 10KOhm so wird als zweiter Widerstand ein 10KOhm Widerstand verwendet. Hat der NTC 100KOhm so hat der zweite Widerstand auch 100KOhm. Hat der Spannungsteiler auf beiden Seiten den gleichen Widerstand, so hat man am Abnehmer genau die Hälfte der Eingangsspannung. Am analogen Eingang am Arduino würden dann bei 25 Gard genau 2,5 Volt anliegen.

Die Software

Der Beispielcode für das Arduino Board liest den analogen Input ein. In der Software wird der Spannungswert, der sich zwischen 0 und 5 Volt bewegt in einen Temperaturwert konvertiert. Der Serial Monitor zeigt dann die aktuelle Temperatur in Celsius und Fahrenheit an. Der Wert wird in einer Schleife alle 500 Millisekunden neu eingelesen, berechnet und wieder ausgegeben.

Fazit - NTC Temperatur Widerstand

Ein großer Vorteil von temperaturabhängigen Widerständen ist, dass für die Mikrocontroller keine Library oder komplizierte Software benötigt wird. Das spart Speicher und ist vor allem auch für Anfänger ein guter Einstieg in die Sensorik. Der Sensor selbst reagiert sehr schnell auf Veränderungen von Temperatur. Der NTC hat aber auch einige kleine Nachteile: Da der Sensor analog ist, sollte er immer mit einem anderen genauen Temperatursensor abgeglichen werden. Bei unseren Tests stellten wir fest, dass die Genauigkeit bei +/- 1,6 Grad liegt. Für exakte Messungen, wie es zum Beispiel bei einer Wetterstation erwünscht ist, sollte auf diese Art von Sensoren verzichtet werden und ein digitaler Sensor verwendet werden. Wer nur annähernd einen Temperaturwert ermitteln will, wird mit dieser Lösung sehr zufrieden sein. Außerdem ist das die wirklich einfachste und günstigste Lösung für eine Temperaturmessung.