Termistor sinov rejasi: 8 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Ushbu sinov rejasining maqsadi, biz inson tanasining haroratini o'lchay olamizmi yoki yo'qligini bilishdir. Ushbu test rejasi sizga oddiy raqamli termometrni qanday tuzish, kalibrlash, dasturlash va undan keyin simulyatsiya qilingan isitmani (40 daraja Selsiy) aniqlash mumkinligini bilish uchun ko'rsatmalar beradi.

1 -qadam: 1 -qadam - Materiallaringizni to'plang

Yaxshi sinov rejasi har doim kerakli materiallarni joylashtirishdan boshlanishi kerak.

Termistor sinov rejasi uchun biz quyidagilarni talab qilamiz:

Arduino Uno mikrokontroller

USB kabeli (Arduino -ni kompyuterga ulash uchun)

Laptop kompyuter

Termistor

Rezistorlar (10 000 Ohm)

Non paneli

Stakan

Suv

Issiq tarelka

Lenta

Alkogolli termometr

2 -qadam: 2 -qadam: O'chirish davrasini ulash

Keyingi qadam, termistor yordamida haroratni o'lchash imkonini beradigan sxemani qurishni boshlashdir.

Termistorni Arduino -ga haroratni o'lchash imkonini beradigan tarzda ulash uchun yuqoridagi sxemaga amal qiling. Ko'rib turganingizdek, Arduino 5V chiqishi termistoringizga ulangan. Termistorning boshqa uchi 10 kOhmlik rezistorga ulangan. Nihoyat, 10 kOhmlik rezistorning boshqa uchi Arduino -dagi topraklama pimiga ulanadi va kontaktlarning zanglashiga olib keladi.

Shuningdek, siz termistor va rezistor o'rtasidagi birikmani Arduino -dagi "A0" analog kirish pimi bilan bog'laydigan sariq simni ko'rasiz. Bu simni ulashni unutmang! Bu sim sizning Arduino -ga termistorni o'lchash imkonini beradi. Busiz siz hech qanday o'lchovga ega bo'lmaysiz.

3 -qadam: 3 -qadam: Arduino -ni dasturlash

Keyingi qadam - Arduino -ni dasturlash, shunda siz termistoringizdagi kuchlanishni o'lchashni boshlashingiz mumkin. Buni amalga oshirish uchun yuqoridagi kodni tahrirlovchiga ko'chiring va Arduino -ga yuklang.

Bu kod sizning termistoringizdan soniyada bir marta o'qiladi va bu o'qishni ketma -ket monitorga yozadi. Esingizda bo'lsin: ketma -ket monitorda yoziladigan qiymatlar bu kuchlanish qiymatlari. Harorat qiymatlarini ishlab chiqarish uchun biz qurilmani sozlashimiz kerak bo'ladi.

4 -qadam: 4 -qadam: Kalibrlash ma'lumotlarini yozib olish

Hozirda sizning Arduino harorat qiymatlarini chiqarmaydi. Biz uni kalibrlashimiz kerak, ya'ni har xil kuchlanishdagi Arduino bilan bir qator kuchlanish o'lchovlarini o'tkazish, shu bilan birga har bir kuchlanish o'lchovidagi haroratni yozib olish kerak. Shunday qilib, biz chapda kuchlanish qiymatlari va o'ngda haroratga ega bo'lgan jadvalni yaratishimiz mumkin. Ushbu jadvaldan biz volt va gradus o'rtasida avtomatik konvertatsiya qilish imkonini beradigan tenglamani topishimiz mumkin bo'ladi.

Kalibrlash ma'lumotlarini olish uchun siz idishga suv bilan to'ldirilgan idishni qo'yishingiz va uni yoqishingiz kerak bo'ladi. Suvga spirtli termometrni joylashtiring va haroratning ko'tarilishini kuzatib boring. Harorat 18 darajaga yetganda, termistorni suvga qo'ying va ketma -ket monitorni o'qish uchun Arduino -ni yoqing.

Termometrdagi harorat 20 daraja Selsiy bo'yicha o'qilganda, bu haroratni yozing. Uning yonida Arduino ketma -ket monitorga o'rnatayotgan kuchlanish ko'rsatkichini yozing. Termometr 21 daraja Selsiy bo'yicha o'qiganida, buni takrorlang. Termometr 40 daraja Selsiy bo'yicha o'qilmaguncha takrorlashni davom eting.

Endi siz bir qator kuchlanish qiymatlariga ega bo'lishingiz kerak, ularning har biri ma'lum bir haroratga to'g'ri keladi. Ularni yuqoridagi rasmdagi kabi Excel elektron jadvaliga kiriting.

5 -qadam: 5 -qadam: Kalibrlash egri chizig'ini yaratish

Endi sizning barcha ma'lumotlaringiz Excel -da, biz kalibrlash egri chizig'ini yaratish va kuchlanish va harorat qiymatlari o'rtasida konvertatsiya qilish imkonini beradigan tenglamani yaratish uchun foydalanamiz.

Excel -da ma'lumotlaringizni ajratib ko'rsatish (kuchlanish qiymatlari chap tomonda ekanligiga ishonch hosil qiling) va yuqori qismidagi asboblar panelida "Qo'shish" -ni tanlang, so'ngra Grafiklar bo'limidan "Tarqalish yoki ko'pikli grafik" ni bosing. Grafika bir nechta nuqtalar bilan ochilishi kerak. Y o'qi harorat qiymatlarini, X o'qi esa kuchlanish qiymatlarini ko'rsatishini ikki marta tekshiring.

Ma'lumot nuqtalaridan birini o'ng tugmasini bosing va "Trend chizig'ini formatlash" -ni tanlang. Muloqot oynasi paydo bo'ladi. "Trend chizig'i variantlari" ostida "Chiziqli" -ni tanlang, so'ngra pastda "Tenglamani grafikda ko'rsatish" degan katakchani tanlang.

Sizning jadvalingiz endi yuqoridagi rasmdagi kabi bo'lishi kerak. Bu tenglamani yozing, chunki siz Arduino -ga kuchlanishni avtomatik ravishda haroratga aylantirish uchun dasturlamoqchisiz.

6 -qadam: 6 -qadam: tizimingizni kalibrlash

Endi siz kalibrlash egri chizig'ini muvaffaqiyatli yaratdingiz va kuchlanish qiymatlarini haroratga o'zgartirishga imkon beradigan tenglamani oldingiz, siz kodingizni yangilashingiz kerak, shunda sizning Arduino harorat qiymatlarini ketma -ket monitorga chiqaradi.

Arduino kodingizga qayting va quyidagi o'zgartirishlarni kiriting:

"Val" o'zgaruvchisini "int" deb belgilash o'rniga, uni "suzuvchi" deb nomlang. Buning sababi shundaki, "int" butun sonni yoki butun sonni bildiradi. Biz "val" da saqlangan kuchlanish qiymatini tenglama orqali o'rnatmoqchi bo'lganimiz uchun, biz unga kasrli qiymatlarni berishga ruxsat berishimiz kerak, aks holda bizning konvertatsiya noto'g'ri bo'ladi. "Val" ni "float" o'zgaruvchisi deb atash orqali biz matematikamizning to'g'ri ishlashiga ishonch hosil qilamiz.

Keyin "val = analogRead (0);" dan keyin yangi qator qo'shishingiz kerak. Bu yangi qatorga quyidagilarni yozing: "suzish harorati". Bu yangi o'zgaruvchini o'rnatadi, biz uni yaqinda ko'rsatamiz.

Keyingi qadam, "val" dagi kuchlanish qiymatini biz "haroratda" saqlay oladigan haroratga aylantirishdir. Buning uchun kalibrlash egri chizig'idan olgan tenglamangizga qayting. Agar kuchlanish X o'qida va harorat Y o'qida bo'lsa, tenglamani quyidagicha tarjima qilish mumkin: y = a*x + b harorat = a*val + b bo'ladi. Keyingi qatorga "harorat = a*val + b" deb yozing, bu erda "a" va "b" kalibrlash tenglamasidan olingan raqamlar.

Keyin "Serial.println (val)" o'chirishni o'zgartiring. Biz haroratning o'ziga qaramaymiz, aksincha if ifodasini ishlatib, biz ma'lum bir haroratdan yuqori yoki yo'qligini aniqlaymiz.

Nihoyat, biz harorat ma'lumotidan foydalanadigan va isitmangiz bor yoki yo'qligi to'g'risida qaror qabul qiladigan kodni qo'shamiz. Keyingi qatorga quyidagilarni yozing:

agar (harorat> 40) {

Serial.println ("isitma bor!")

}

Kodni saqlang va Arduino -ga yuklang.

7 -qadam: 7 -qadam: qurilmangizni sinovdan o'tkazish

Tabriklaymiz! Siz hozir termistor va Arduino yordamida haroratni o'lchaydigan raqamli termometr qurdingiz. Endi siz uning to'g'riligini tekshirishingiz kerak.

Stakanni yana issiq taxtaga o'rnating va suvni isitishni boshlang. Spirtli termometr va termistorni suvga qo'ying. Seriyali monitorni, shuningdek spirtli termometrni ko'ring. Serial monitoringizda "isitmangiz bor!" Deb aytganda, haroratni spirtli termometrga yozib qo'ying va issiq taxtani o'chiring.

Suvni 32 daraja Selsiygacha sovushini kuting va keyin yuqoridagi protsedurani takrorlang. Buni 5 marta bajaring va kuzatuvlaringizni yuqoridagi kabi jadvalga yozib oling.

8 -qadam: 8 -qadam: Qurilmangizning aniqligini hisoblang

Endi siz 5 ta sinov sinovini yozdingiz, siz qurilmangiz haqiqiy haroratdan qanchalik uzoqda ekanligini hisoblashingiz mumkin.

Esingizda bo'lsin, biz sizning qurilmangizni "isitma bor!" Ko'rsatilishi uchun o'rnatdik. harorat 40 darajadan yuqori yoki teng bo'lgan haroratni aniqlaganida. Bu shuni anglatadiki, biz spirtli termometr qiymatlarini 40 gradusga solishtiramiz va ular qanchalik farq qilganini ko'ramiz.

Excelda har bir yozilgan harorat qiymatidan 40 ni olib tashlang. Bu sizga har bir haqiqiy qiymat va o'lchangan qiymatlar orasidagi farqni beradi. Keyin, bu qiymatlarni 40 ga bo'ling va 100 ga ko'paytiring. Bu bizga har bir o'lchov uchun foiz xatosini beradi.

Nihoyat, barcha foiz xatolaringizni o'rtacha hisoblang. Bu raqam sizning umumiy xatolaringiz foizidir. Sizning qurilmangiz qanchalik aniq edi? Xatolik darajasi 5%dan past bo'lganmi? 1%?