Grensesnitttermistor med arduino for å måle og vise temperatur på LCD

Å bruke en termistor er en enkel og billig måte å registrere temperaturen på. Og for å måle den eksakte temperaturen med termistor, vil det være behov for en mikrokontroller. Så her bruker vi Arduino med Thermistor for å lese temperaturen og en LCD for å vise temperaturen. Det er nyttig i forskjellige prosjekter som fjernværstasjon, hjemmeautomatisering og beskyttelse og styring av industri- og elektronikkutstyr.

I denne opplæringen skal vi grensesnitt Thermistor med Arduino og vise temperaturen på LCD. Du kan lage forskjellige elektroniske kretsbaserte prosjekter ved hjelp av termistor, noen av dem er oppført nedenfor:

Temperaturstyrt DC-vifte ved bruk av Thermistor
Brannalarm ved bruk av Thermistor

Nødvendige komponenter:

NTC termistor 10k
Arduino (hvilken som helst versjon)
10k ohm motstand
Koble ledninger

Kretsdiagram

Thermistor gir temperaturverdi i henhold til endringen i elektrisk motstand i den. I denne kretsen er den analoge pinnen i Arduino koblet til termistoren og kan bare gi ADC-verdiene, slik at den elektriske motstanden til termistoren ikke beregnes direkte. Så kretsen er laget som en spenningsdelerkrets som vist i figuren ovenfor, ved å koble en kjent motstand på 10k ohm i serie med NTC. Ved å bruke denne spenningsdeleren kan vi få spenningen over Thermistor, og med den spenningen kan vi utlede motstanden til Thermistor i det øyeblikket. Og til slutt kan vi få temperaturverdien ved å sette motstanden til termistoren i Stein-Hart-ligningen som forklart i avsnittene nedenfor.

Termistor

Nøkkelkomponenten i denne kretsen er Thermistor, som har blitt brukt til å oppdage temperaturøkningen. Thermistor er temperaturfølsom motstand, hvis motstand endres i henhold til temperaturen. Det er to typer termistor NTC (negativ temperatur koeffektiv) og PTC (positiv temperatur koeffektiv), vi bruker en NTC type termistor. NTC-termistor er en motstand hvis motstand synker som temperaturøkning mens den i PTC vil øke motstanden som temperaturøkning.

Beregning av temperatur ved bruk av termistor:

Vi vet fra spenningsdelerkretsen at:

V _ut = (V _inn * Rt) / (R + Rt)

Så verdien av Rt vil være:

Rt = R (Vin / Vout) - 1

Her vil Rt være motstanden til termistoren og R vil være 10k ohm motstand. Du kan også beregne verdiene fra denne spenningsdelerkalkulatoren.

Denne ligningen brukes til beregning av termistormotstand fra den målte verdien av utgangsspenningen Vo. Vi kan få verdien av Voltage Vout fra ADC-verdien på pin A0 av Arduino som vist i Arduino-koden gitt nedenfor.

Beregning av temperatur fra termistormotstanden:

Matematisk kan termistormotstanden bare beregnes ved hjelp av Stein-Hart-ligningen.

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

Hvor, A, B og C er konstantene, er Rt termistormotstanden og ln representerer logg.

Den konstante verdien for termistoren som brukes i prosjektet er A = 1.009249522 × 10 ⁻³, B = 2.378405444 × 10 ⁻⁴, C = 2.019202697 × 10 ⁻⁷. Disse konstante verdiene kan fås fra kalkulatoren her ved å legge inn de tre motstandsverdiene til termistoren ved tre forskjellige temperaturer. Du kan enten få disse konstante verdiene direkte fra databladet til termistoren, eller du kan få tre motstandsverdier ved forskjellige temperaturer og få konstantverdiene ved hjelp av den gitte kalkulatoren.

Så for å beregne temperaturen trenger vi bare verdien av termistormotstand. Etter å ha fått verdien av Rt fra beregningen gitt ovenfor, legg verdiene i Stein-hart-ligningen, og vi vil få verdien av temperaturen i enheten kelvin. Siden det er mindre endringer i utgangsspenningen, kan temperaturen endres.

Arduino termistor kode

Komplett Arduino-kode for grensesnitttermistor med Arduino er gitt på slutten av denne artikkelen. Her har vi forklart noen deler av det.

For å utføre matematisk operasjon bruker vi Overskriftsfil “#include ” og for LCD-headerfilen er “#include ". Vi må tilordne pinnene på LCD-skjermen ved å bruke koden

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

For å sette opp LCD-skjermen på starttidspunktet, må vi skrive kode i delen om ugyldig oppsett

Ugyldig oppsett () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }

For beregning av temperatur ved hjelp av Stein-Hart-ligningen ved bruk av termistorens elektriske motstand, utfører vi noen enkle matematiske ligninger i kode som forklart i beregningen ovenfor:

flottør a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; flyte 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)); // Vi får temperaturverdien i Kelvin fra denne Stein-Hart-ligningen Tc = T - 273,15; // Konverter Kelvin til Celsius Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Konverter Kelvin til Fahrenheit retur T; }

I koden nedenfor leser funksjonstermistoren verdien fra den analoge pinnen til Arduino, lcd.print ((Thermistor (analogRead (0))));

og den verdien blir tatt i koden nedenfor, og deretter starter beregningen utskriften

float Thermistor (int Vo)

Måling av temperatur med termistor og Arduino:

For å gi forsyningen til Arduino kan du strømforsyne den via USB til den bærbare datamaskinen din eller koble til 12v-adapter. En LCD er grensesnittet med Arduino for å vise temperaturverdier og Thermistor er koblet i henhold til kretsskjemaet. Den analoge pinnen (A0) brukes til å kontrollere spenningen til termistorpinnen i hvert øyeblikk, og etter beregningen ved hjelp av Stein-Hart-ligning gjennom Arduino-koden, kan vi få temperaturen og vise den på LCD i Celsius og Fahrenheit.