- Potrebne komponente:
- Kružni dijagram
- Termistor
- Izračunavanje temperature pomoću termistora:
- Kôd termistora Arduino
- Mjerenje temperature termistorom i Arduinom:
Korištenje termistora jednostavan je i jeftin način za određivanje temperature. A za mjerenje točne temperature termistorom trebat će mikrokontroler. Dakle, ovdje koristimo Arduino s termistorom za očitavanje temperature i LCD zaslon za prikaz temperature. Korisna je u raznim projektima poput udaljene meteorološke stanice, automatizacije kuće te zaštite i upravljanja industrijskom i elektroničkom opremom.
U ovom ćemo uputstvu povezati Termistor s Arduinom i prikazati temperaturu na LCD-u. Pomoću termistora možete izrađivati razne projekte zasnovane na elektroničkim sklopovima, neki od njih su navedeni u nastavku:
- Istosmjerni ventilator s kontroliranom temperaturom pomoću termistora
- Vatrogasni alarm pomoću termistora
Potrebne komponente:
- NTC termistor 10k
- Arduino (bilo koja verzija)
- Otpornik od 10 k ohma
- Spajanje žica
Kružni dijagram
Termistor daje temperaturnu vrijednost prema promjeni električnog otpora u njemu. U ovom je krugu analogni pin u Arduinu povezan s termistorom i može pružiti samo ADC vrijednosti, tako da se električni otpor termistora ne izračunava izravno. Dakle, krug je napravljen da bude poput kruga djelitelja napona kao što je prikazano na gornjoj slici, spajanjem poznatog otpora od 10 k ohma u seriju s NTC-om. Pomoću ovog djelitelja napona možemo dobiti napon na termistoru i s tim naponom možemo izvesti otpor termistora u tom trenutku. I konačno, vrijednost temperature možemo dobiti stavljanjem otpora termistora u Stein-Hartovu jednadžbu kako je objašnjeno u donjim odjeljcima.
Termistor
Ključna komponenta u ovom krugu je termistor koji se koristi za otkrivanje porasta temperature. Termistor je temperaturno osjetljivi otpornik, čiji se otpor mijenja u skladu s temperaturom. Postoje dvije vrste termistora NTC (koeficijent negativne temperature) i PTC (koeficijent pozitivne temperature), koristimo termistor tipa NTC. NTC termistor je otpornik čiji se otpor smanjuje s porastom temperature, dok će u PTC povećati otpor s porastom temperature.
Izračunavanje temperature pomoću termistora:
Iz kruga razdjelnika napona znamo da:
V se = (V u * RT) / (R + R)
Tako će vrijednost Rt biti:
Rt = R (Vin / Vout) - 1
Ovdje će Rt biti otpor termistora, a R će biti otpornik od 10 k ohma. Također možete izračunati vrijednosti iz ovog kalkulatora djelitelja napona.
Ova se jednadžba koristi za izračunavanje otpora termistora iz izmjerene vrijednosti izlaznog napona Vo. Vrijednost napona Vout možemo dobiti iz vrijednosti ADC na pin A0 Arduina, kao što je prikazano u Arduino kodu danom dolje.
Proračun temperature iz otpora termistora:
Matematički se otpor termistora može izračunati samo uz pomoć Stein-Hartove jednadžbe.
T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) 3)
Gdje su A, B i C konstante, Rt je otpor termistora, a ln predstavlja log.
Konstantna vrijednost za termistor korišten u projektu je A = 1,009249522 × 10 −3, B = 2,3740405444 × 10 −4, C = 2,019202697 × 10 −7. Te se konstantne vrijednosti mogu dobiti iz kalkulatora ovdje unošenjem tri vrijednosti otpora termistora pri tri različite temperature. Te konstantne vrijednosti možete dobiti izravno iz tehničkog lista termistora ili možete dobiti tri vrijednosti otpora pri različitim temperaturama i dobiti vrijednosti konstanti pomoću datog kalkulatora.
Dakle, za izračunavanje temperature trebamo vrijednost samo otpora termistora. Nakon dobivanja vrijednosti Rt iz prethodno datog izračuna izračunajte vrijednosti u Stein-Hartovu jednadžbu i dobit ćemo vrijednost temperature u jedinici kelvina. Kako postoji manja promjena na izlaznom naponu uzrokuje promjenu temperature.
Kôd termistora Arduino
Kompletni Arduino kôd za povezivanje termistora s Arduinom dat je na kraju ovog članka. Ovdje smo objasnili nekoliko njegovih dijelova.
Za izvođenje matematičke operacije koristimo datoteku zaglavlja „#include
LCD LiquidCrystal (44,46,40,52,50,48);
Za postavljanje LCD-a u trenutku pokretanja moramo upisati kod u dio za postavljanje praznina
Postavljanje praznine () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }
Za izračunavanje temperature Stein-Hartovom jednadžbom pomoću električnog otpora termistora izvodimo nekoliko jednostavnih matematičkih jednadžbi u kodu kako je objašnjeno u gornjem izračunu:
float a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; plutajuće T, logRt, Tf, Tc; plutajući termistor (int Vo) {logRt = log (10000,0 * ((1024,0 / Vo-1))); T = (1,0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // Vrijednost temperature u Kelvinima dobivamo iz ove Stein-Hartove jednadžbe Tc = T - 273,15; // Pretvorba Kelvina u Celzijus Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Pretvori Kelvina u Fahrenheitov povrat T; }
U donjem kodu funkcijski termistor očitava vrijednost s analognog pina Arduina, lcd.print ((Termistor (analogRead (0))));
i ta se vrijednost uzima u donjem kodu, a zatim se izračun započinje s ispisom
plutajući termistor (int Vo)
Mjerenje temperature termistorom i Arduinom:
Da biste napajali Arduino, možete ga napajati putem USB-a na prijenosno računalo ili povezivanjem 12v adaptera. LCD je povezan s Arduinom kako bi prikazao vrijednosti temperature, a termistor je povezan prema shemi kruga. Analogni pin (A0) koristi se za provjeru napona termistorskog pina u svakom trenutku, a nakon izračuna pomoću Stein-Hartove jednadžbe putem Arduino koda možemo dobiti temperaturu i prikazati je na LCD-u u Celzijusu i Fahrenheitu.