Łączenie termistora z arduino do pomiaru i wyświetlania temperatury na wyświetlaczu LCD

Używanie termistora to łatwy i tani sposób na odczytanie temperatury. Aby zmierzyć dokładną temperaturę za pomocą termistora, potrzebny będzie mikrokontroler. Więc tutaj używamy Arduino z termistorem do odczytu temperatury i LCD do wyświetlania temperatury. Jest przydatny w różnych projektach, takich jak zdalna stacja pogodowa, automatyka domowa, ochrona i sterowanie urządzeniami przemysłowymi i elektronicznymi.

W tym samouczku zamierzamy połączyć termistor z Arduino i wyświetlić temperaturę na wyświetlaczu LCD. Możesz tworzyć różne projekty oparte na obwodach elektronicznych za pomocą termistora, niektóre z nich są wymienione poniżej:

Wentylator na prąd stały z regulacją temperatury za pomocą termistora
Alarm pożarowy wykorzystujący termistor

Wymagane składniki:

Termistor NTC 10k
Arduino (dowolna wersja)
Rezystor 10 kΩ
Podłączanie przewodów

Schemat obwodu

Termistor podaje wartość temperatury odpowiadającą zmianie rezystancji elektrycznej w nim. W tym obwodzie pin analogowy w Arduino jest połączony z termistorem i może dostarczać tylko wartości ADC, więc rezystancja elektryczna termistora nie jest obliczana bezpośrednio. Tak więc obwód jest podobny do obwodu dzielnika napięcia, jak pokazano na powyższym rysunku, łącząc znaną rezystancję 10 kiloomów szeregowo z NTC. Używając tego dzielnika napięcia, możemy uzyskać napięcie na termistorze i przy tym napięciu możemy wyznaczyć rezystancję termistora w tym momencie. Wreszcie możemy uzyskać wartość temperatury, umieszczając rezystancję termistora w równaniu Stein-Harta, jak wyjaśniono w poniższych sekcjach.

Termistor

Kluczowym elementem tego obwodu jest termistor, który został użyty do wykrycia wzrostu temperatury. Termistor jest rezystorem wrażliwym na temperaturę, którego rezystancja zmienia się w zależności od temperatury. Istnieją dwa typy termistorów NTC (ujemny współczynnik temperaturowy) i PTC (dodatni współczynnik temperaturowy), używamy termistora typu NTC. Termistor NTC jest rezystorem, którego rezystancja spada wraz ze wzrostem temperatury, podczas gdy w PTC zwiększa rezystancję wraz ze wzrostem temperatury.

Obliczanie temperatury za pomocą termistora:

Z obwodu dzielnika napięcia wiemy, że:

V _wy = (V _we * Rt) / (R + Rt)

Zatem wartość Rt będzie wynosić:

Rt = R (Vin / Vout) - 1

Tutaj Rt będzie rezystancją termistora, a R będzie rezystorem 10 kΩ. Możesz również obliczyć wartości z tego kalkulatora dzielnika napięcia.

Równanie to służy do obliczenia rezystancji termistora na podstawie zmierzonej wartości napięcia wyjściowego Vo. Możemy uzyskać wartość napięcia Vout z wartości ADC na pinie A0 Arduino, jak pokazano w kodzie Arduino podanym poniżej.

Obliczanie temperatury na podstawie rezystancji termistora:

Matematycznie rezystancję termistora można obliczyć tylko za pomocą równania Stein-Harta.

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

Gdzie A, B i C to stałe, Rt to rezystancja termistora, a ln reprezentuje logarytm.

Stała wartość dla termistora zastosowanego w projekcie to A = 1,009249522 × ^10-3, B = 2,378405444 × ^10-4, C = 2,019202697 × ^10-7. Te stałe wartości można uzyskać z kalkulatora tutaj, wprowadzając trzy wartości rezystancji termistora w trzech różnych temperaturach. Możesz uzyskać te stałe wartości bezpośrednio z arkusza danych termistora lub możesz uzyskać trzy wartości rezystancji w różnych temperaturach i uzyskać wartości stałych za pomocą podanego kalkulatora.

Zatem do obliczenia temperatury potrzebujemy tylko wartości rezystancji termistora. Po uzyskaniu wartości Rt z powyższego obliczenia wstaw wartości do równania Steina-harta, a uzyskamy wartość temperatury w kelwinach. Ponieważ występuje niewielka zmiana napięcia wyjściowego, powoduje zmianę temperatury.

Kod termistora Arduino

Kompletny kod Arduino do łączenia termistora z Arduino znajduje się na końcu tego artykułu. Tutaj wyjaśniliśmy kilka jego części.

Do wykonywania operacji matematycznych używamy pliku nagłówkowego „#include ” a dla pliku nagłówkowego LCD to „#include ”. Za pomocą kodu musimy przypisać piny wyświetlacza LCD

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

Aby skonfigurować wyświetlacz LCD w momencie uruchomienia, musimy napisać kod w części konfiguracji pustej

Void setup () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }

Aby obliczyć temperaturę za pomocą równania Stein-Harta przy użyciu rezystancji elektrycznej termistora, wykonujemy proste równanie matematyczne w kodzie, jak wyjaśniono w powyższym obliczeniu:

float a = 1,009249522e-03, b = 2,378405444e-04, c = 2,019202697e-07; float T, logRt, Tf, Tc; float Thermistor (int Vo) {logRt = log (10000,0 * ((1024,0 / Vo-1))); T = (1.0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // Otrzymujemy wartość temperatury w kelwinach z tego równania Steina-Harta Tc = T - 273,15; // Zamień kelwin na stopnie Celsjusza Tf = (Tc * 1.8) + 32.0; // Konwertuj Kelvina na Fahrenheita return T; }

W poniższym kodzie funkcja termistor odczytuje wartość z pinu analogowego Arduino, lcd.print ((Thermistor (analogRead (0))));

i ta wartość jest pobierana w poniższym kodzie, a następnie rozpoczyna się drukowanie obliczeń

pływakowy termistor (int Vo)

Pomiar temperatury za pomocą termistora i Arduino:

Aby dostarczyć zasilanie do Arduino, możesz zasilić go przez USB do laptopa lub podłączając adapter 12v. Wyświetlacz LCD jest połączony z Arduino w celu wyświetlania wartości temperatury, a termistor jest podłączony zgodnie ze schematem obwodu. Pin analogowy (A0) służy do sprawdzania napięcia na pinie termistora w każdym momencie i po obliczeniu z równania Stein-Harta poprzez kod Arduino jesteśmy w stanie uzyskać temperaturę i wyświetlić ją na LCD w stopniach Celsjusza i Fahrenheita.