Termometro digitale di precisione con multimetro e LM35

[Black_Owl]

Sappiamo tutti come le temperature di un processore o di una scheda video siano tra i fattori più importanti per la stabilità di un PC, specialmente se operiamo al di fuori delle frequenze di default.

Molto spesso ci affidiamo per lettura dei valori di temperatura a software dedicati, che "leggono" i valori di sensori interni sia al chip che instalati in posizioni "strategiche" sul pcb della scheda madre. Tuttavia, è anche risaputo che tali sensori sono, per ragione di costi, molto spesso imprecisi nei valori che forniscono, e, anche se cambiamo decine di software, i valori che essi leggeranno saranno sempre sballati, poichè è il sensore stesso ad essere "sballato".

In passato questo problema era molto dibattuto, tra overclockers e non, poichè con determinate schede madri si rilevavano, con software differenti, temperature che non potevano essere quelle reali, e talvolta erano decine di gradi superiori, o inferiori, alla reale temperatura che il software, e quindi il sensore, rilevava.

Al giorno d'oggi, i produttori di schede madri e schede video hanno notevolmente migliorato sia la qualità che la calibrazione dei sensori utilizzati, quindi possiamo dire che se tali sensori "sballano" ancora, oramai si parla di 1-2 gradi, non di più. Ma questo, per l'overclocker esigente, non è ancora sufficiente. E non solo per lui...

Infatti, non è importante misurare la temperatura del chip, ma è altrettanto importante anche poter rilevare i valori di altre periferiche, come un HDD, in realtime, oppure sapere il valore di temperatura del liquido del circuito di raffreddamento che abbiamo installato nel nostro PC. Per queste periferiche (a parte gli HDD che anche loro hanno un sensore interno, ma hanno un "polling" - sequenza di lettura del valore rilevato - decisamente lungo) non è, per la maggiorparte dele volte, possibile rilevarne la temperatura con software, semplicemente perchè non sono componenti rilevati dal sistema operativo, o sono "non rilevabili", come il liquido di raffreddamento, appunto. Come leggerne allora la temperatura?

La risposta è acquistare un sensore esterno, che permette, oramai con pochi €uro, di leggere tale importante valore. Ma i sensori di temperatura in vendita nei vari shop sono, se costano poco, decisamente non affidabili, almeno a certi livelli, mentre se lo sono, il loro prezzo sale esponenzialmente.

Come risolvere allora questo problema? Semplice: autocostruirsi un sensore di temperatura digitale, preciso, ed economico, usando un normale voltimetro digitale (che può essere comprato per pochissimi €uro i qualsiasi negozio di elettronica) ed un sensore di temperatura LM35. Ora vi mostrerò come fare.

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Per prima cosa, dobbiamo procurarci un po' di componenti: non sono molti, anzi, decisamente pochi. Avremo bisogno di:

• Un multimetro digitale - di quelli che costano al massimo 10€
• un sensore di temperatura LM35 - si acquista online, su ebay, o nei negozi specializzati, il costo non dovrebbe superare i 5€
• un saldatore a mano, max 40W
• stagno per saldare
• due bobine di filo elettrico fine, una rossa ed una nera (scelta personale)
• guaina termorestringente

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Se per il multimetro digitale una spiegazione sul funzionamento, per quello che concerne questa guida, non è necessario, è invece il caso di conoscere meglio il sensore che utilizzeremo.

Prodotto dalla National Semiconductor, il sensore si presenta in vari tipi, a seconda del'utilizzo che se ne vuole fare:



Io ho sempre usato il packaging di tipo TO-92, più pratico e maneggevole, e più facile anche da rendere impermeabile (seguirà guida in futuro per questo):

Il pinout di questo sensore è semplice, visto che dispone solo di tre "pin":

Come si può vedere, abbiamo:

• +Vs - che è l'alimentazione del sensore
• Vout - l'uscita del segnale
• GND - massa

Il dettaglio tecnico del sensore, con misure in mm, è il seguente:

Il sensore quindi risulta essere molto piccolo, praticamente un "cubetto" di materiale plastico di 5x5mm, che può essere infilato praticamente ovunque.

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E procediamo quindi con l'assemblaggio del nostro termometro digitale domestico! Per prima cosa, dobbiamo smontare il multimetro digitale:

Quello in mio possesso, come potete vedere, è di quelli che si comprano per 5€ al mediamarket. Si smonta facilmente svitando due viti nel retro:

Sono viti con testa a croce, si svitano con un normale cacciavite di precisione:

Una volta smontato il coperchio posteriore, ecco che spunta il PCB del multimetro:

Ed ora, mano al saldatore!

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Con il saldatore, ed un succhiastagno, dissaldiamo i cavetti rosso e nero dei puntali, che non saranno più necessari:

Una volta che abbiamo il PCB libero, volgiamo la nostra attenzione al sensore LM35DZ, il cui pinout lo abbiamo visto prima, e saldiamo 3 fili elettrici, uno nero per la massa, e 2 rossi, nei rispettivi pin del sensore, applicando per ciascun filo un po' di guaina termorestringende:

Un close up del sensore, cablato:

Il cavetto rosso di alimentazione, che abbiamo saldato su +Vs (alimentazione del sensore), lo salderemo al cavetto rosso di un molex (per poterlo alimentare con l'alimetatore del PC), del quale poi terremo libero il cavetto a massa, che salderemo sul PCB del multimetro.

Il secondo cavetto rosso saldato su Vout e il cavetto nero di massa li salderemo rispettivamente al posto del puntale rosso del multimetro e della massa. Il cavetto nero di massa dovrà essere saldato insieme al cavo di massa del molex, che nel passaggio precedente abbiamo lasciato "volante", per avere sul PCB questo risultato:

Nel frattempo ho approfittato anche a inserire guaine termorestringenti sui vari "bracci" del sistema. Uno zoom della saldatura (e scusate la qualità della foto, decisamente bassa):

[Black_Owl]

A lavoro finito, ecco come si presenta il nostro termometro digitale, ancora aperto:

Chiuso il multimetro ecco come si presenta sul fronte.

Noterete che con un marker ho dipinto un punto nero nel display. Il perchè sarà evidente nelle foto successive.

[Black_Owl]

Accendiamo il multimetro e posizionamo il selettore a disco sulla lettura dei Volt, a 2000m:

Ora dobbiamo alimentare il sensore, poichè il display mostra 0V. Colleghiamo quindi il molex all'alimentatore del PC, alimentando il circuito a 12V (il sensore, lo ricordo, supporta da 4 a 30V):

Noterete che il sensore immediatamente mostra il valore della temperatura ambiente, che nel mio lab è di 22,1°C. Si vede bene anche perchè ho disegnato il punto nero: per rendere la lettura del valore della temperatura più semplice e veloce.

Prendendo in mano il sensore, il valore sale immediatamente:

Dopo pochi secondi, ecco che il sensore si stabilizza con la temperatura del mio corpo (della mia mano, per essere precisi):

E qui si termina questa miniguida, ricapitolando i valori di targa di questo sensore:

Calibrazione in Gradi Centigradi ˚ Celsius

• Lineare con fattore di scala di + 10.0 mV/˚C
• 0.5˚C di accuratezza certificata (a +25˚C)
• Range di temperatura da −55˚ a +150˚C
• Funzionamento in remoto possibile
• Basso costo
• Funziona da 4 a 30 volt
• Consumo di corrente inferiore a 60 µA
• Autoriscaldamento basso, 0.08˚C con aria immobile
• Non linearità tipica di solo ±1⁄4˚C
• Basso valore di impedenza, 0.1 Ω per 1 mA di carico

Decisamente un sensore interessante, ed un termometro digitale low-cost facile da fare, ma dal risultato, in precisione di lettora, semi-professionale.

Black_Owl

[salucard]

questa volta ti sei proprio superato black_owl, sarei interessato nel vederlo all'opera con qualch componente, dimmi un pò per saldare i contatti che stazione saldante hai usato? Hai usato dello stagno lead free?

[rsannino]

Penso che con un cannello e ossigeno/acetilene dovresti farcela .... mi raccomando procurati un po' di azoto per raffreddare il tutto ad opera compiuta ....

P.S. Usa il FOILLE per le ustini e da cannello e da azoto

P.P.S. ... scherzi a parte :p .. ottimo chicca per tutti quelli che non hanno un termometrino digitale che se lo possono fare con pochissimi euro.

[Black_Owl]

questa volta ti sei proprio superato black_owl, sarei interessato nel vederlo all'opera con qualch componente, dimmi un pò per saldare i contatti che stazione saldante hai usato? Hai usato dello stagno lead free?

La stazione saldante non è importante, basta un qualsiasi saldatore, con potenza di minimo 40W, per una dissaldatura e saldatura veloce ed efficace. Per l'utilizzo, facile seguire la guida, quindi lo puoi vedere con i tuoi occhi