- רכיבים נדרשים:
- תרשים מעגל
- תרמיסטור
- חישוב טמפרטורה באמצעות תרמיסטור:
- קוד תרמיסטור ארדואינו
- מדידת טמפרטורה עם תרמיסטור וארדואינו:
שימוש בתרמיסטור הוא דרך קלה וזולה לחוש את הטמפרטורה. וכדי למדוד את הטמפרטורה המדויקת באמצעות תרמיסטור, יהיה צורך במיקרו-בקר. אז הנה אנו משתמשים בארדואינו עם תרמיסטור כדי לקרוא את הטמפרטורה ו- LCD כדי להציג את הטמפרטורה. זה שימושי בפרויקטים שונים כמו תחנת מזג אוויר מרוחקת, אוטומציה ביתית, והגנה ושליטה על ציוד תעשייתי ואלקטרוניקה.
במדריך זה אנו הולכים לממשק תרמיסטור עם ארדואינו ולהציג את הטמפרטורה על גבי LCD. באפשרותך לבצע פרויקטים שונים המבוססים על מעגלים אלקטרוניים באמצעות תרמיסטור, חלקם מפורטים להלן:
- מאוורר DC מבוקר טמפרטורה באמצעות תרמיסטור
- אזעקת אש באמצעות תרמיסטור
רכיבים נדרשים:
- תרמיסטור NTC 10k
- ארדואינו (כל גרסה)
- נגד 10 Ohm
- חוטי חיבור
תרשים מעגל
תרמיסטור מספק ערך טמפרטורה בהתאם לשינוי ההתנגדות החשמלית בו. במעגל זה, הפין האנלוגי בארדואינו מחובר לתרמיסטור ויכול לספק את ערכי ה- ADC בלבד, כך שההתנגדות החשמלית של התרמיסטור אינה מחושבת ישירות. אז המעגל עשוי להיות כמו מעגל מחלק מתח כפי שמוצג באיור לעיל, על ידי חיבור התנגדות ידועה של 10k אוהם בסדרה עם ה- NTC. באמצעות מחלק מתח זה אנו יכולים להעביר את המתח על פני תרמיסטור ועם המתח הזה אנו יכולים להפיק את ההתנגדות של תרמיסטור באותו הרגע. ולבסוף נוכל לקבל את ערך הטמפרטורה על ידי הצבת ההתנגדות של התרמיסטור במשוואת שטיין-הארט, כפי שמוסבר בסעיפים שלהלן.
תרמיסטור
מרכיב המפתח במעגל זה הוא תרמיסטור, ששימש לזיהוי עליית הטמפרטורה. תרמיסטור הוא נגד רגיש לטמפרטורה, שהתנגדותו משתנה בהתאם לטמפרטורה. ישנם שני סוגים של תרמיסטור NTC (טמפרטורה שלילית שיתופית יעילה) ו- PTC (טמפרטורה חיובית יעיל), אנו משתמשים בתרמיסטור מסוג NTC. תרמיסטור NTC הוא נגד שהתנגדותו פוחתת כעליית הטמפרטורה ואילו ב- PTC הוא יגביר את ההתנגדות כעליית הטמפרטורה.
חישוב טמפרטורה באמצעות תרמיסטור:
אנו יודעים ממעגל מחלק המתח כי:
V החוצה = (V ב * Rt) / (R + Rt)
אז הערך של Rt יהיה:
Rt = R (Vin / Vout) - 1
כאן, Rt יהיה ההתנגדות של תרמיסטור ו- R יהיה נגד 10k אוהם. אתה יכול גם לחשב את הערכים ממחשבון מחלק מתח זה.
משוואה זו משמשת לחישוב התנגדות התרמיסטור מהערך הנמדד של מתח המוצא Vo. אנו יכולים לקבל את הערך של Volt Vout מערך ADC בסיכה A0 של Arduino כפי שמוצג בקוד Arduino המופיע להלן.
חישוב הטמפרטורה מהתנגדות התרמיסטור:
מתמטית ניתן לחשב את התנגדות התרמיסטור רק בעזרת משוואת שטיין-הארט.
T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) 3)
כאשר, A, B ו- C הם הקבועים, Rt הוא התנגדות התרמיסטור ו- ln מייצג יומן.
הערך הקבוע של התרמיסטור המשמש בפרויקט הוא A = 1.009249522 × 10 -3, B = 2.378405444 × 10 -4, C = 2.019202697 × 10 -7. ניתן לקבל ערכים קבועים מהמחשבון כאן על ידי הזנת שלושת ערכי ההתנגדות של התרמיסטור בשלוש טמפרטורות שונות. באפשרותך לקבל ערכים קבועים אלה ישירות מגליון הנתונים של התרמיסטור, או לקבל שלושה ערכי התנגדות בטמפרטורה שונה ולקבל את ערכי הקבועים באמצעות המחשבון הנתון.
לכן, לצורך חישוב הטמפרטורה אנו זקוקים לערך ההתנגדות לתרמיסטור בלבד. לאחר קבלת הערך של Rt מהחישוב שניתן לעיל הכנס את הערכים למשוואת שטיין-הארט ואנחנו נקבל את ערך הטמפרטורה בקלווין היחידה. מכיוון שיש שינוי קל במתח המוצא גורם לשינוי בטמפרטורה.
קוד תרמיסטור ארדואינו
קוד ארדואינו שלם לממשק תרמיסטור עם ארדואינו ניתן בסוף מאמר זה. כאן הסברנו כמה חלקים ממנו.
לצורך ביצוע פעולה מתמטית אנו משתמשים בקובץ הכותרת "# כלול
LiquidCrystal lcd (44,46,40,52,50,48);
להגדרת ה- LCD בזמן ההתחלה עלינו לכתוב קוד בחלק ההתקנה הריקנית
התקנת בטל () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }
לצורך חישוב הטמפרטורה על ידי משוואת שטיין-הארט באמצעות ההתנגדות החשמלית של תרמיסטור אנו מבצעים משוואה מתמטית פשוטה בקוד כמוסבר בחישוב לעיל:
לצוף a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; צף T, logRt, Tf, Tc; תרמיסטור צף (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1.0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // אנו מקבלים את ערך הטמפרטורה בקלווין ממשוואת שטיין-הארט זו Tc = T - 273.15; // להמיר את קלווין ל צלסיוס Tf = (Tc * 1.8) + 32.0; // להמיר את קלווין לפרנהייט להחזיר T; }
בקוד שלהלן תרמיסטור הפונקציה קורא את הערך מהסיכה האנלוגית של הארדואינו, lcd.print ((תרמיסטור (analogRead (0))));
וערך זה נלקח בקוד שלמטה ואז החישוב מתחיל להדפיס
תרמיסטור צף (int Vo)
מדידת טמפרטורה עם תרמיסטור וארדואינו:
כדי לספק את האספקה לארדואינו תוכלו להפעיל אותו באמצעות USB למחשב הנייד או באמצעות מתאם 12 וולט. LCD מממשק עם Arduino להצגת ערכי טמפרטורה ותרמיסטור מחובר בהתאם לתרשים המעגל. הפין האנלוגי (A0) משמש לבדיקת המתח של פין תרמיסטור בכל רגע ואחרי החישוב באמצעות משוואת שטיין-הארט דרך קוד הארדואינו אנו מסוגלים לקבל את הטמפרטורה ולהציג אותה על גבי LCD ב צלזיוס ו פרנהייט.