- Nepieciešamās sastāvdaļas:
- Ķēdes shēma
- Termistors
- Temperatūras aprēķināšana, izmantojot termistoru:
- Arduino termistora kods
- Temperatūras mērīšana ar termistoru un Arduino:
Termistora izmantošana ir vienkāršs un lēts veids, kā sajust temperatūru. Lai precīzi izmērītu temperatūru ar termistoru, būs nepieciešams mikrokontrolleris. Tātad šeit mēs izmantojam Arduino ar Thermistor, lai nolasītu temperatūru, un LCD, lai parādītu temperatūru. Tas ir noderīgi dažādos projektos, piemēram, attālinātās meteoroloģiskās stacijas, mājas automatizācijas un rūpniecisko un elektronisko iekārtu aizsardzībā un kontrolē.
Šajā apmācībā mēs saskarsmē Termistoru ar Arduino un parādīsim temperatūru LCD ekrānā. Izmantojot termistoru, varat veikt dažādus elektronisko shēmu projektus, daži no tiem ir uzskaitīti zemāk:
- Temperatūras kontrolēts līdzstrāvas ventilators, izmantojot termistoru
- Ugunsgrēka trauksme, izmantojot termistoru
Nepieciešamās sastāvdaļas:
- NTC termistors 10k
- Arduino (jebkura versija)
- 10k omu rezistors
- Vadu savienošana
Ķēdes shēma
Termistors nodrošina temperatūras vērtību atbilstoši elektriskās pretestības izmaiņām tajā. Šajā ķēdē analogais tapa Arduino ir savienots ar termistoru un var nodrošināt tikai ADC vērtības, tāpēc termistora elektriskā pretestība netiek tieši aprēķināta. Tātad ķēde tiek veidota kā sprieguma dalītāja ķēde, kā parādīts attēlā iepriekš, sērijveidā savienojot zināmo pretestību 10 k omi ar NTC. Izmantojot šo sprieguma dalītāju, mēs varam iegūt spriegumu pāri termistoram, un ar šo spriegumu mēs varam iegūt termistora pretestību tajā brīdī. Un visbeidzot, mēs varam iegūt temperatūras vērtību, ievietojot termistora pretestību Šteina-Hārta vienādojumā, kā paskaidrots turpmākajās sadaļās.
Termistors
Šīs ķēdes galvenais komponents ir termistors, kas izmantots temperatūras paaugstināšanās noteikšanai. Termistors ir temperatūras jutīgs rezistors, kura pretestība mainās atkarībā no temperatūras. Ir divu veidu termistori NTC (negatīvās temperatūras koeficients) un PTC (pozitīvas temperatūras koeficients), mēs izmantojam NTC tipa termistoru. NTC termistors ir rezistors, kura pretestība samazinās, paaugstinoties temperatūrai, savukārt PTC tas palielinās pretestību kā temperatūras paaugstināšanās.
Temperatūras aprēķināšana, izmantojot termistoru:
No sprieguma dalītāja ķēdes mēs zinām, ka:
V izeja ((V iekšā * Rt) / (R + Rt)
Tātad Rt vērtība būs:
Rt = R (Vin / Vout) - 1
Šeit Rt būs termistora pretestība un R būs 10 k omu rezistors. Vērtības varat aprēķināt arī no šī sprieguma dalītāja kalkulatora.
Šo vienādojumu izmanto, lai aprēķinātu termistora pretestību no izejas sprieguma Vo izmērītās vērtības. Mēs varam iegūt sprieguma Vout vērtību no ADC vērtības pie Arduino tapas A0, kā parādīts zemāk norādītajā Arduino kodā.
Temperatūras aprēķins no termistora pretestības:
Matemātiski termistora pretestību var aprēķināt tikai ar Šteina-Hārta vienādojuma palīdzību.
T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) 3)
Kur A, B un C ir konstantes, Rt ir termistora pretestība un ln apzīmē log.
Projektā izmantotā termistora nemainīgā vērtība ir A = 1,009249522 × 10 −3, B = 2,378405444 × 10 −4, C = 2,019202697 × 10 −7. Šīs pastāvīgās vērtības var iegūt no kalkulatora šeit, ievadot trīs termistora pretestības vērtības trīs dažādās temperatūrās. Jūs varat iegūt šīs nemainīgās vērtības tieši no termistora datu lapas vai arī iegūt trīs pretestības vērtības dažādās temperatūrās un iegūt konstantes vērtības, izmantojot norādīto kalkulatoru.
Tātad, lai aprēķinātu temperatūru, mums ir nepieciešama tikai termistora pretestības vērtība. Pēc Rt vērtības iegūšanas no iepriekš sniegtā aprēķina ievietojiet vērtības Šteina-Hārta vienādojumā, un mēs iegūsim temperatūras vērtību kelvina vienībā. Tā kā izejas spriegumā ir nelielas izmaiņas, temperatūra mainās.
Arduino termistora kods
Pilnīgs Arduino kods termistora saskarnei ar Arduino ir sniegts šī raksta beigās. Šeit mēs esam izskaidrojuši dažas tā daļas.
Matemātisko darbību veikšanai mēs izmantojam Header failu “#include
LiquidCrystal lcd (44,46,40,52,50,48);
Lai iestatītu LCD sākuma brīdī, mums ir jāieraksta kods tukšās iestatīšanas daļā
Atcelt iestatīšanu () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }
Lai aprēķinātu temperatūru ar Steina-Hārta vienādojumu, izmantojot termistora elektrisko pretestību, mēs veicam dažus vienkāršus matemātiskos vienādojumus kodā, kā paskaidrots iepriekš aprēķinā:
pludiņš a = 1,009249522e-03, b = 2,378405444e-04, c = 2,019202697e-07; pludiņš T, logRt, Tf, Tc; pludiņš Termistors (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1,0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // Mēs iegūstam temperatūras vērtību Kelvinos no šī Šteina-Harta vienādojuma Tc = T - 273,15; // Konvertēt Kelvinu uz Celsija Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // konvertēt Kelvinu uz Fārenheita atgriešanos T; }
Zemāk esošajā kodā funkcijas termistors nolasa vērtību no Arduino analogās tapas, lcd.print ((Termistors (analogRead (0))));
un šī vērtība tiek ņemta zemāk esošajā kodā, un pēc tam tiek sākts aprēķins
pludiņš Termistors (int Vo)
Temperatūras mērīšana ar termistoru un Arduino:
Lai nodrošinātu piegādi Arduino, varat to darbināt, izmantojot USB, pie klēpjdatora vai savienojot 12v adapteri. LCD displejs ir saskarnē Arduino, lai parādītu temperatūras vērtības, un termistors ir pievienots atbilstoši shēmai. Analogais tapa (A0) tiek izmantots, lai katru brīdi pārbaudītu termistora tapas spriegumu, un pēc aprēķina, izmantojot Stein-Hart vienādojumu caur Arduino kodu, mēs varam iegūt temperatūru un parādīt to LCD ekrānā pēc Celsija un Fārenheita.