Termistorin ja arduinon liitäntä lämpötilan mittaamiseen ja näyttämiseen LCD-näytöllä

Termistorin käyttö on helppo ja halpa tapa tunnistaa lämpötila. Ja tarkan lämpötilan mittaamiseksi termistorilla tarvitaan mikro-ohjainta. Joten tässä käytämme Arduinoa Thermistorilla lämpötilan lukemiseen ja nestekidenäyttöä lämpötilan näyttämiseen. Se on hyödyllinen erilaisissa projekteissa, kuten etäsääasema, kodin automaatio sekä teollisuus- ja elektroniikkalaitteiden suojaus ja hallinta.

Tässä opetusohjelmassa aiomme liittää termistorin Arduinoon ja näyttää lämpötilan LCD-näytöllä. Voit tehdä erilaisia elektronisiin piireihin perustuvia projekteja termistorilla, joista osa on lueteltu alla:

Lämpötilaohjattu tasavirtapuhallin termistorilla
Palohälytys termistorilla

Vaaditut komponentit:

NTC-termistori 10k
Arduino (mikä tahansa versio)
10k ohmin vastus
Johtojen liittäminen

Piirikaavio

Termistori antaa lämpötila-arvon sen sähköisen vastuksen muutoksen mukaan. Tässä piirissä Arduinon analoginen nasta on kytketty termistoriin ja voi antaa vain ADC-arvot, joten termistorin sähköistä vastusta ei lasketa suoraan. Joten piiri on tehty kuin jännitteenjakajapiiri, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty, kytkemällä tunnettu 10 k ohmin vastus sarjaan NTC: n kanssa. Tämän jännitteenjakajan avulla voimme saada jännitteen termistorin yli ja tällä jännitteellä johtaa termistorin vastuksen sillä hetkellä. Ja lopuksi voimme saada lämpötila-arvon asettamalla termistorin vastuksen Stein-Hart-yhtälöön, kuten alla olevissa osissa selitetään.

Termistori

Tämän piirin avainkomponentti on termistori, jota on käytetty lämpötilan nousun havaitsemiseen. Termistori on lämpötilaherkkä vastus, jonka vastus muuttuu lämpötilan mukaan. Termistoria on kahta tyyppiä: NTC (negatiivinen lämpötila-hyötysuhde) ja PTC (positiivinen lämpötila-hyötysuhde), käytämme NTC-tyyppistä termistoria. NTC-termistori on vastus, jonka vastus pienenee lämpötilan nousuna, kun taas PTC: ssä se lisää vastusta lämpötilan nousuna.

Lämpötilan laskeminen termistorilla:

Jännitteenjakajan piiristä tiedämme, että:

V _lähtö = (V _sisään * Rt) / (R + Rt)

Joten Rt: n arvo on:

Rt = R (Vin / Vout) - 1

Tässä Rt on termistorin vastus ja R on 10 k ohmin vastus. Voit myös laskea arvot tältä jännitteenjakajalaskimelta.

Tätä yhtälöä käytetään termistorin vastuksen laskemiseen lähtöjännitteen Vo mitatusta arvosta. Voimme saada jännitteen Vout arvon ADC-arvosta Arduinon nastalla A0, kuten alla olevassa Arduino-koodissa on esitetty.

Lämpötilan laskeminen termistorin vastuksesta:

Matemaattisesti termistorin vastus voidaan laskea vain Stein-Hart-yhtälön avulla.

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

Missä A, B ja C ovat vakioita, Rt on termistorin vastus ja ln on log.

Projektissa käytetyn termistorin vakioarvo on A = 1,009249522 × ^10-3, B = 2,378405444 × ^10-4, C = 2,019202697 × ^10-7. Nämä vakioarvot saadaan laskimelta tässä syöttämällä termistorin kolme vastusarvoa kolmessa eri lämpötilassa. Voit joko saada nämä vakioarvot suoraan termistorin datalehdestä tai voit saada kolme vastusarvoa eri lämpötiloissa ja saada vakiot-arvot annetulla laskimella.

Joten lämpötilan laskemiseen tarvitsemme vain termistorin vastuksen arvon. Saatuaan Rt: n arvon edellä esitetystä laskutoimituksesta laita arvot Stein-hart-yhtälöön ja saamme lämpötilan arvon kelvin-yksikössä. Koska lähtöjännitteessä tapahtuu vähäisiä muutoksia, lämpötila muuttuu.

Arduino-termistorikoodi

Täydellinen Arduino-koodi termistorin ja Arduinon yhdistämiseksi on tämän artikkelin lopussa. Tässä olemme selittäneet muutamia osia siitä.

Matemaattisen operaation suorittamiseen käytetään otsikkotiedostoa "#include ” ja LCD-otsikkotiedostossa on "#include ". Meidän on määritettävä nestekidenäytön nastat koodin avulla

LiquidCrystal lcd (44,46,40,52,50,48);

Nestekidenäytön asettamiseksi aloitushetkellä meidän on kirjoitettava koodi tyhjään asennusosaan

Void setup () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }

Lämpötilan laskemiseksi Stein-Hart-yhtälöllä termistorin sähkövastusta käyttäen suoritetaan yksinkertainen matemaattinen yhtälö koodina, kuten yllä olevassa laskelmassa on selitetty:

uimuri a = 1,009249522e-03, b = 2,378405444e-04, c = 2,019202697e-07; kelluva T, logRt, Tf, Tc; kelluva termistori (int Vo) {logRt = log (10000,0 * ((1024,0 / Vo-1))); T = (1,0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // Saamme lämpötila-arvon Kelvineinä tästä Stein-Hart-yhtälöstä Tc = T - 273,15; // Muunna Kelvin celsiusasteeksi Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Muunna Kelvin Fahrenheit-paluuksi T; }

Alla olevassa koodissa toimintatermistori lukee arvoa Arduinon analogisesta nastasta, lcd.print ((Termistori (analoginenLue (0))));

ja tämä arvo otetaan alla olevaan koodiin ja sitten laskenta alkaa tulostaa

kelluva termistori (int Vo)

Lämpötilan mittaaminen termistorilla ja Arduinolla:

Arduinolle voidaan toimittaa virtalähde virtalähteellä USB: n kautta kannettavaan tietokoneeseen tai yhdistämällä 12 voltin sovitin. LCD-näyttö on liitetty Arduinon kanssa lämpötilan arvojen näyttämiseen ja termistori kytketään piirikaavion mukaisesti. Analogista nastaa (A0) käytetään termistorin tapin jännitteen tarkistamiseen joka hetki, ja Stein-Hart-yhtälön avulla suoritetun laskennan jälkeen Arduino-koodin avulla pystymme saamaan lämpötilan ja näyttämään sen nestekidenäytöllä Celsius- ja Fahrenheit-asteikolla.