- Необходимые компоненты:
- Принципиальная электрическая схема
- Термистор
- Расчет температуры с использованием термистора:
- Код термистора Arduino
- Измерение температуры с помощью термистора и Arduino:
Использование термистора - простой и дешевый способ измерения температуры. А чтобы измерить точную температуру термистором, понадобится микроконтроллер. Итак, здесь мы используем Arduino с термистором для считывания температуры и ЖК-дисплей для отображения температуры. Это полезно в различных проектах, таких как удаленная метеостанция, домашняя автоматизация, а также защита и управление промышленным и электронным оборудованием.
В этом уроке мы собираемся связать термистор с Arduino и отображать температуру на ЖК-дисплее. Используя термистор, вы можете создавать различные проекты на основе электронных схем, некоторые из них перечислены ниже:
- Вентилятор постоянного тока с контролем температуры и термистором
- Пожарная сигнализация с использованием термистора
Необходимые компоненты:
- Термистор NTC 10к
- Arduino (любая версия)
- Резистор 10 кОм
- Подключение проводов
Принципиальная электрическая схема
Термистор обеспечивает значение температуры по изменению электрического сопротивления в нем. В этой схеме аналоговый вывод в Arduino соединен с термистором и может предоставлять только значения АЦП, поэтому электрическое сопротивление термистора не рассчитывается напрямую. Таким образом, схема сделана похожей на схему делителя напряжения, как показано на рисунке выше, путем подключения известного сопротивления 10 кОм последовательно с NTC. Используя этот делитель напряжения, мы можем получить напряжение на термисторе, и с помощью этого напряжения мы можем определить сопротивление термистора в этот момент. И, наконец, мы можем получить значение температуры, поместив сопротивление термистора в уравнение Штейна-Харта, как описано в следующих разделах.
Термистор
Ключевым компонентом этой схемы является термистор, который использовался для определения повышения температуры. Термистор - это термочувствительный резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Существует два типа термистора NTC (отрицательный температурный коэффициент) и PTC (положительный температурный коэффициент), мы используем термистор типа NTC. Термистор NTC - это резистор, сопротивление которого уменьшается при повышении температуры, в то время как в PTC оно будет увеличивать сопротивление при повышении температуры.
Расчет температуры с использованием термистора:
Из схемы делителя напряжения мы знаем, что:
V выход = (V в * Rt) / (R + Rt)
Таким образом, значение Rt будет:
Rt = R (Vin / Vout) - 1
Здесь Rt будет сопротивлением термистора, а R будет резистором 10 кОм. Вы также можете рассчитать значения с помощью этого калькулятора делителя напряжения.
Это уравнение используется для расчета сопротивления термистора по измеренному значению выходного напряжения Vo. Мы можем получить значение Voltage Vout из значения АЦП на выводе A0 Arduino, как показано в приведенном ниже коде Arduino.
Расчет температуры по сопротивлению термистора:
Математически сопротивление термистора можно рассчитать только с помощью уравнения Стейна-Харта.
Т = 1 / (А + Bln (Rt) + Cln (Rt) 3)
Где A, B и C - постоянные, Rt - сопротивление термистора, а ln - log.
Постоянное значение термистора, используемого в проекте, составляет A = 1,009249522 × 10 −3, B = 2,378405444 × 10 −4, C = 2,019202697 × 10 −7. Эти постоянные значения можно получить с помощью калькулятора, введя три значения сопротивления термистора при трех различных температурах. Вы можете либо получить эти постоянные значения непосредственно из таблицы данных термистора, либо вы можете получить три значения сопротивления при разной температуре и получить значения постоянных с помощью данного калькулятора.
Итак, для расчета температуры нам понадобится только значение сопротивления термистора. После получения значения Rt из приведенного выше расчета поместите значения в уравнение Штейн-Харта, и мы получим значение температуры в единицах кельвина. Поскольку небольшое изменение выходного напряжения вызывает изменение температуры.
Код термистора Arduino
Полный код Arduino для взаимодействия термистора с Arduino приведен в конце этой статьи. Здесь мы объяснили несколько его частей.
Для выполнения математической операции мы используем заголовочный файл «#include
ЖК-дисплей LiquidCrystal (44,46,40,52,50,48);
Для настройки ЖК-дисплея во время запуска мы должны написать код в части настройки void
Установка пустоты () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }
Для расчета температуры по уравнению Стейна-Харта с использованием электрического сопротивления термистора мы выполняем несколько простых математических уравнений в коде, как объяснено в расчетах выше:
float a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; float T, logRt, Tf, Tc; термистор с плавающей точкой (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1.0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // Мы получаем значение температуры в Кельвинах из этого уравнения Стейна-Харта Tc = T - 273.15; // Преобразование Кельвина в Цельсия Tf = (Tc * 1.8) + 32.0; // Преобразование Кельвина в Фаренгейт return T; }
В приведенном ниже коде функциональный термистор считывает значение с аналогового вывода Arduino, lcd.print ((Термистор (analogRead (0))));
и это значение берется в приведенном ниже коде, а затем начинается расчет
Термистор с поплавком (int Vo)
Измерение температуры с помощью термистора и Arduino:
Чтобы подать питание на Arduino, вы можете подключить его через USB к ноутбуку или подключить адаптер 12 В. ЖК-дисплей соединен с Arduino для отображения значений температуры, а термистор подключен согласно принципиальной схеме. Аналоговый вывод (A0) используется для проверки напряжения вывода термистора в каждый момент, и после расчета с использованием уравнения Стейна-Харта через код Arduino мы можем получить температуру и отобразить ее на ЖК-дисплее в градусах Цельсия и Фаренгейта.