サーミスタの温度計算テンプレート

サーミスタの温度計算テンプレートを実装してみた。

このような簡単なテンプレートクラスを書くのは、程よい難しさもあり、パズル的
要素があって意外に楽しい。

クラスのプロトタイプは以下のようになっている。

//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
/*!
  @brief  NTCTH テンプレートクラス
  @param[in]  ADNUM A/D 変換値の量子化最大値
  @param[in]  THM   サーミスタの型
  @param[in]  REFR  分圧抵抗値
  @param[in]  thup  サーミスタが VCC 側の場合「true」、GND 側の場合「false」
*/
//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
template <uint32_t ADNUM, thermistor THM, uint32_t REFR, bool thup>
class NTCTH {

使い方:

#include "chip/NTCTH.hpp"

・・・

// A/D: 12 bits, NT103, 分圧抵抗: 10K オーム、サーミスタ: VCC側
typedef chip::NTCTH<4095, chip::thermistor::HX103_3380, 10000, true> THERMISTOR;
THERMISTOR thermistor_;

・「NTCTH.hpp」をインクルードする。
・テンプレートパラメーターを typedef しておく。
※A/D 変換の分解能(この場合は12ビット)
※NT103 型サーミスタ(B定数などの定義は、「NTCTH.hpp」にある)
※分圧抵抗の値(10000オーム)
※サーミスタが、VCC側か、GND側にあるのか定義

auto v = get_adc(6);  // CH6
utils::format("温度: %5.2f [度]") % thermistor_(v);

クラスに、A/D変換値を入れて、呼ぶと温度が返ってくる。
※サーミスタの抵抗値が「0」になる場合は抵抗計算が成立しなくなるが、実際には、
そのようねケースは起こらないので、「良し」としとく。

テンプレート化している事で、不必要な比較的要素(サーミスタがVCC側かGND側)
かで別れる計算過程などがコンパイル時に決定されるので、条件分岐は無くなり、最適化
も十分行われる。

※対数計算があるので、数学ライブラリ「libm」をインクルードする必要がある。

※サーミスタは種類が多く特性が違うので、新たなサーミスタを使う場合は、テンプレー
トに定義を追加する必要がある。
・「thermistor」型の定義

//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
/*!
    @brief  サーミスタ型
*/
//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
enum class thermistor {
    NT103_34G,  ///< THB:3435, TR25:10K
    NT103_41G,  ///< THB:4126, TR25:10K
    HX103_3380, ///< THB:3380, TR25:10K (25C to 50C)
};

・「パラメーターの取得関数」

static void get_para_(float& THB, float& TR25)
{
    switch(THM) {
    case thermistor::NT103_34G:
        THB  = 3435.0f;  ///< サーミスタB定数
        TR25 = 10e3;     ///< R25 サーミスタ25℃基準抵抗値
        break;
    case thermistor::NT103_41G:
        THB  = 4126.0f;  ///< サーミスタB定数
        TR25 = 10e3;     ///< R25 サーミスタ25℃基準抵抗値
        break;
    case thermistor::HX103_3380:
        THB  = 3380.0f;  ///< サーミスタB定数
        TR25 = 10e3;     ///< R25 サーミスタ25℃基準抵抗値
        break;
    default:
        break;
}

R8C/M120AN サーミスター・サンプル

—–
100円マイコン、R8Cでも、問題なく動作した。
・NTCサーミスタ(NCP18XH103F03RB)

※将来的にR8Cで温度制御に使う予定。

サーミスタの温度表示サンプル、R8Cでのバイナリーサイズ:
※log 計算や float の計算が含まれるので、確認

m32c-elf-size thm_sample.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
  24580     296      76   24952    6178 thm_sample.elf

R8C/M120AN でのバイナリーサイズ

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