Термістор, що взаємодіє з ардуіно для вимірювання та відображення температури на РК-дисплеї

Використання термістора - це простий і дешевий спосіб відчути температуру. А щоб виміряти точну температуру термістором, знадобиться мікроконтролер. Отже, тут ми використовуємо Arduino з терморезистором для зчитування температури та РК-дисплеєм для відображення температури. Це корисно в різних проектах, таких як віддалена метеостанція, автоматизація будинків, а також захист та управління промисловим та електронним обладнанням.

У цьому підручнику ми збираємось взаємодіяти терморезистор з Arduino і відображати температуру на РК-дисплеї. Ви можете створювати різні проекти на основі електронних схем, використовуючи термістори, деякі з них перелічені нижче:

Вентилятор постійного струму з контролем температури за допомогою терморезистора
Пожежна сигналізація за допомогою термістора

Необхідні компоненти:

Термістор NTC 10k
Arduino (будь-яка версія)
Резистор 10 кОм
Підключення проводів

Кругова діаграма

Термістор забезпечує значення температури відповідно до зміни електричного опору в ньому. У цій схемі аналоговий штифт в Arduino підключений до терморезистора і може надавати лише значення АЦП, тому електричний опір термістора не обчислюється безпосередньо. Отже, схема робиться схожою на схему дільника напруги, як показано на малюнку вище, шляхом послідовного підключення відомого опору 10 кОм до NTC. За допомогою цього дільника напруги ми можемо отримати напругу на терморезисторі, і за допомогою цієї напруги ми можемо отримати опір терморезистора на той момент. І нарешті, ми можемо отримати значення температури, поклавши опір термістора у рівняння Штейна-Харта, як це пояснюється в розділах нижче.

Термістор

Ключовим компонентом цієї схеми є термістор, який був використаний для виявлення підвищення температури. Термістор - це термочутливий резистор, опір якого змінюється відповідно до температури. Існує два типи термісторів NTC (Коефіцієнт негативної температури) та PTC (Коефіцієнт позитивної температури), ми використовуємо термістор типу NTC. Термістор NTC - це резистор, опір якого зменшується зі зростанням температури, тоді як у PTC він збільшує опір у міру підвищення температури.

Розрахунок температури за допомогою терморезистора:

Із схеми дільника напруги ми знаємо, що:

V _вихід = (V _в * Rt) / (R + Rt)

Отже, значення Rt буде:

Rt = R (Vin / Vout) - 1

Тут Rt буде опором терморезистора, а R буде резистором 10 кОм. Ви також можете обчислити значення за допомогою цього калькулятора дільника напруги.

Це рівняння використовується для розрахунку опору термістора з виміряного значення вихідної напруги Vo. Ми можемо отримати значення напруги Vout зі значення АЦП на виводі A0 Arduino, як показано в коді Arduino, наведеному нижче.

Розрахунок температури за опором термістора:

Математично опір термістора можна обчислити лише за допомогою рівняння Штейна-Харта.

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

Де A, B і C - константи, Rt - опір термістора, а ln - log.

Постійне значення для термістора, що використовується в проекті, дорівнює A = 1,009249522 × 10 ⁻³, B = 2,378405444 × 10 ⁻⁴, C = 2,019202697 × 10 ⁻⁷. Ці постійні значення можна отримати з калькулятора тут, ввівши три значення опору термістора при трьох різних температурах. Ви можете отримати ці постійні значення безпосередньо з таблиці термістора, або ви можете отримати три значення опору при різній температурі та отримати значення констант за допомогою даного калькулятора.

Отже, для розрахунку температури нам потрібно лише значення опору термістора. Отримавши значення Rt з розрахунку, наведеного вище, покладіть значення в рівняння Штейна-Харта, і ми отримаємо значення температури в одиниці кельвіна. Оскільки незначна зміна вихідної напруги викликає зміну температури.

Код термістора Arduino

Повний код Arduino для взаємодії термістора з Arduino наведено в кінці цієї статті. Тут ми пояснили кілька його частин.

Для виконання математичної операції ми використовуємо файл заголовка «#include " а для заголовка РК-файлу - "#include ". Ми повинні призначити штифти РК-дисплея, використовуючи код

Рідкий кристал LiquidCrystal (44,46,40,52,50,48);

Для налаштування РК-дисплея під час запуску ми повинні написати код у частині налаштування порожнечі

Налаштування порожнечі () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }

Для розрахунку температури за рівнянням Штейна-Харта з використанням електричного опору термістора ми виконуємо кілька простих математичних рівнянь у коді, як це пояснювалося в розрахунку вище:

float a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; float T, logRt, Tf, Tc; плаваючий термістор (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1,0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // Значення температури в Кельвіні отримуємо з цього рівняння Штейна-Харта Tc = T - 273,15; // Перетворення Кельвіна в Цельсій Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Перетворення Кельвіна у Фаренгейта повернення T; }

У наведеному нижче коді функціональний термістор зчитує значення з аналогового виводу Arduino, lcd.print ((Термістор (analogRead (0))));

і це значення береться в коді нижче, а потім обчислення починається друк

поплавковий термістор (int Vo)

Вимірювання температури за допомогою терморезистора та Arduino:

Щоб забезпечити Arduino джерелом живлення, ви можете підключити його через USB до ноутбука або підключити адаптер 12 В. РК-дисплей пов'язаний з Arduino для відображення значень температури, а термістор підключений відповідно до електричної схеми. Аналоговий штифт (A0) використовується для перевірки напруги термісторного штифта в кожен момент, і після розрахунку за допомогою рівняння Штейна-Харта за допомогою коду Arduino ми можемо отримати температуру і відобразити її на РК-дисплеї за Цельсієм і Фаренгейтом.