Összekötő termisztor az arduinóval a hőmérséklet mérésére és megjelenítésére az LCD-n

A termisztor használata egyszerű és olcsó módszer a hőmérséklet érzékelésére. A pontos hőmérséklet termisztorral történő méréséhez pedig mikrokontrollerre lesz szükség. Tehát itt használjuk az Arduino-t a Thermistorral a hőmérséklet leolvasásához, és az LCD-t a hőmérséklet kijelzéséhez. Hasznos különféle projektekben, mint például távoli meteorológiai állomás, otthoni automatizálás, valamint ipari és elektronikai berendezések védelme és vezérlése.

Ebben az oktatóanyagban összekapcsoljuk a Thermistort az Arduino-val, és megjelenítjük a hőmérsékletet az LCD-n. Termisztor segítségével különféle elektronikus áramkör alapú projekteket készíthet, amelyek közül néhányat az alábbiakban sorolunk fel:

• Hőmérséklet-szabályozású egyenáramú ventilátor termisztor használatával
• Tűz riasztás termisztor használatával

Szükséges alkatrészek:

1. NTC termisztor 10k
2. Arduino (bármilyen verzió)
3. 10k ohmos ellenállás
4. Vezetékek csatlakoztatása

Kördiagramm

A termisztor biztosítja a hőmérsékleti értéket a benne lévő elektromos ellenállás változásának megfelelően. Ebben az áramkörben az Arduino analóg csapja csatlakozik a termisztorhoz, és csak az ADC értékeket tudja biztosítani, így a termisztor elektromos ellenállását nem közvetlenül számítják ki. Tehát az áramkört úgy alakítjuk, mint egy feszültségosztó áramkört, amint az a fenti ábrán látható, azáltal, hogy ismert 10k ohmos ellenállást sorba kapcsolunk az NTC-vel. Ezzel a feszültségosztóval megkapjuk a feszültséget a termisztoron, és ezzel a feszültséggel levezethetjük a termisztor ellenállását abban a pillanatban. És végül megkapjuk a hőmérsékleti értéket úgy, hogy a termisztor ellenállását a Stein-Hart egyenletbe helyezzük, amint azt az alábbi szakaszokban kifejtjük.

Termisztor

Ennek az áramkörnek a legfontosabb eleme a Thermistor, amelyet a hőmérséklet emelkedésének észlelésére használtak. A termisztor hőmérsékletérzékeny ellenállás, amelynek ellenállása a hőmérséklet függvényében változik. Kétféle termisztor létezik: NTC (negatív hőmérséklet-együttható) és PTC (pozitív hőmérséklet-együttható), NTC típusú termisztort használunk. Az NTC termisztor egy olyan ellenállás, amelynek ellenállása a hőmérséklet emelkedésével csökken, míg a PTC-ben a hőmérséklet emelkedésével növekszik az ellenállás.

A hőmérséklet kiszámítása termisztor használatával:

A Feszültségosztó áramkörből tudjuk, hogy:

V _kimenet = (V _be * Rt) / (R + Rt)

Tehát az Rt értéke:

Rt = R (Vin / Vout) - 1

Itt Rt a termisztor ellenállása, R pedig 10 k ohmos ellenállás lesz. Az értékeket ebből a feszültségosztó számológépből is kiszámíthatja.

Ezt az egyenletet használják a termisztor ellenállásának kiszámítására a Vo kimeneti feszültség mért értéke alapján. Megkapjuk a feszültség Vout értékét az ADU értékből az Arduino A0 lábánál, amint az az alábbiakban megadott Arduino kódban látható.

A hőmérséklet kiszámítása a termisztor ellenállása alapján:

Matematikailag a termisztor ellenállását csak a Stein-Hart egyenlet segítségével lehet kiszámítani.

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

Ahol A, B és C az állandók, Rt a termisztor ellenállása és ln log.

A projektben használt termisztor állandó értéke A = 1,009249522 × 10 ⁻³, B = 2,378405444 × 10 ⁻⁴, C = 2,019202697 × 10 ⁻⁷. Ezeket az állandó értékeket az itt található számológépből lehet megkapni, ha megadjuk a termisztor három ellenállási értékét három különböző hőmérsékleten. Vagy beszerezheti ezeket az állandó értékeket közvetlenül a termisztor adatlapjából, vagy három ellenállási értéket kaphat különböző hőmérsékleten, és az adott számológép segítségével megkapja a konstans értékeket.

Tehát a hőmérséklet kiszámításához csak a termisztor ellenállásának értékére van szükségünk. Miután megkapta az Rt értékét a fenti számításból, tegye az értékeket a Stein-hart egyenletbe, és megkapjuk a hőmérséklet értékét a kelvin egységben. Mivel a kimeneti feszültség kisebb változásokkal jár, a hőmérséklet megváltozik.

Arduino termisztor kód

A termisztor és az Arduino összekapcsolásának teljes Arduino-kódja a cikk végén található. Itt néhány részt elmagyaráztunk.

A matematikai műveletek végrehajtásához a „#include ” és az LCD fejlécfájl esetében a „#include ". A kód segítségével hozzá kell rendelnünk az LCD csapjait

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

Az LCD beállításához az induláskor kódot kell írnunk a void setup részbe

Érvénytelen beállítás () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }

A hőmérséklet Stein-Hart egyenlettel történő kiszámításához a termisztor elektromos ellenállását felhasználva néhány egyszerű matematikai egyenletet hajtunk végre kódban, amint azt a fenti számítás elmagyarázta:

úszó a = 1,009249522e-03, b = 2,378405444e-04, c = 2,019202697e-07; úszó T, logRt, Tf, Tc; úszó termisztor (int Vo) {logRt = log (10000,0 * ((1024,0 / Vo-1))); T = (1,0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // A hőmérsékleti értéket Kelvin-ben kapjuk meg ebből a Stein-Hart egyenletből Tc = T - 273,15; // Kelvin konvertálása Celsius-fokra Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Kelvin konvertálása Fahrenheit-re visszatérés T; }

Az alábbi kódban a függvény-termisztor az Arduino analóg tűjéről olvassa le az értéket, lcd.print ((termisztor (analogRead (0))));

és ezt az értéket felveszi az alábbi kód, majd a számítás megkezdi a nyomtatást

úszó termisztor (int Vo)

Hőmérséklet mérése termisztorral és Arduino-val:

Az Arduino tápellátásának biztosításához áramellátást biztosíthat USB-n keresztül a laptophoz vagy 12 V-os adapter csatlakoztatásával. Az Arduino-val egy LCD csatlakozik a hőmérsékleti értékek megjelenítéséhez, és a termisztort a kapcsolási rajz szerint csatlakoztatja. Az analóg csapot (A0) arra használjuk, hogy minden pillanatban ellenőrizzük a termisztoros feszültség feszültségét, és a Stein-Hart egyenlet felhasználásával végzett számítás után az Arduino kód segítségével képesek vagyunk megkapni a hőmérsékletet, és a Celsiusban és Fahrenheitben megjeleníteni az LCD-n.