jueves, 28 de agosto de 2014

Los termistores

    ¿Qué son? ¿Por qué utilizar un termistor? ¿Cómo funcionan? ¿Qué ecuaciones es preciso conocer para su uso? ¿Cómo utilizar un termistor en un circuito eléctrico? etc.


     Los termistores son componentes electrónicos que nos permiten medir la variación de la temperatura y, por lo tanto, poder actuar en consecuencia.


     Si bien es cierto que existen varios componentes diseñados para tal fin, como es el caso del circuito integrado LM35, o incluso el uso de diodos, transistores, etc. aquí voy a escribir sobre los termistores, su funcionamiento y cómo podemos utilizarlos en nuestros propios circuitos electrónicos.

Por ejemplo, un diodo clásico como el 1N4148 varía su caída de tensión a razón de 2mV por cada grado centígrado y permitiría cubrir un rango desde -30º hasta 120º



     Si una resistencia (Resistor) es un componente electrónico que presenta cierta oposición al paso de la corriente y que se presupone con cierto valor constante e invariable a los cambios de temperatura (cosa no del todo cierta aunque sí deseable), un termistor es una resistencia que tendrá la propiedad de variar su valor con los cambios de temperatura.

     Según como sea la respuesta del termistor a esos cambios, estaremos hablando de termistores de tipo NTC (Negative Temperature Coefficient) o de tipo PTC (Positive Temperature Coefficient).

     Dado que el funcionamiento de ambos tipos es similar, a lo largo de todo el artículo voy a estar refiriéndome a los termistores NTC, que son aquellos cuyo coeficiente de temperatura es negativo, es decir, su resistencia va a disminuir cuando la temperatura aumente y su resistencia aumentará cuando la temperatura caiga, mientras que en los PTC el comportamiento será el inverso.

     Algo que hace interesante el uso de termistores, además de su reducido precio, es su rápida respuesta a los cambios de temperatura, su reducido volumen, su buena precisión, su amplio rango de trabajo, etc. Aunque obviamente todo esto dependerá de las características del mismo y de la aplicación donde vayan a ser utilizados.

     Aunque quizás sea más sencillo el uso de otros componentes como es el integrado LM35, ya que tiene una respuesta proporcional al cambio de temperatura del orden de 10mV por grado centígrado y, en principio no necesitan calibración, éste cuenta con una precisión de 0.5ºC a una temperatura ambiente de 25º. Por el contrario, un termistor puede responder a cambios de temperatura tan pequeños como 0.1ºC, tan solo tienen dos terminales y son muy pequeños.

     Otra diferencia importante entre ambos, es que el LM35 nos facilita un cambio de tensión proporcional al cambio de la temperatura mientras que en el termistor,  lo que tenemos es un cambio de resistencia. Esto no es que sea ni mejor ni peor, sencillamente cada uno se adaptará mejor a una aplicación determinada.

     Otro dato más a tener en cuenta a la hora de trabajar  con termistores en lugar de un integrado como el LM35, es que los termistores no presentan una variación lineal de la resistencia, al contrario, su variación será curva. Por ejemplo, en el caso de un LM35 es sumamente sencillo saber que temperatura le corresponde al voltaje medido en el terminal de salida de dicho integrado, una simple regla de tres y listo, puesto que sabemos que cada grado centígrado de variación corresponde con 10mV de tensión.

     Sin embargo, según sea la aplicación en la que vamos a utilizar el termistor, tendremos que hacer uso de la hoja de datos que nos facilita el fabricante del mismo, en donde podemos encontrar una tabla de equivalencias entre resistencia y temperatura. Haciendo uso de esta tabla sería muy sencillo utilizar el termistor en nuestros circuitos, para por ejemplo, hacer funcionar un ventilador cuando la temperatura supere los 20º centígrados o apagar un ordenador cuando el procesador supere los 70º centígrados. En ambos casos, un sencillo circuito comparador con un divisor de tensión y un transistor o un operacional serían suficiente.

     La cosa se complica un poco más cuando no disponemos de la hoja de datos del fabricante del termistor o, incluso teniéndola, nuestra aplicación requiera conocer con total precisión el valor de la temperatura en un momento puntual y más allá de lo que la tabla de equivalencias nos puede proporcionar, ya que ésta, estará acotada y por lo general por saltos de 'n' grados, en algunos casos por saltos de 10 en 10 grados centígrados. Por ejemplo, si quisiéramos hacer un termómetro digital, capaz de mostrarnos las variaciones de la temperatura en el orden de las décimas de grado, no quedaría más remedio que saber calcular de manera dinámica los grados centígrados que le corresponden al valor de la resistencia medida en el termistor.

     Esto último se puede hacer tanto a nivel de circuito electrónico como por software y en este caso, será preciso conocer las ecuaciones involucradas.

 Seguiré en una segunda parte ...