Koppelingsthermistor met Arduino om de temperatuur op het lcd-scherm te meten en weer te geven

Het gebruik van een thermistor is een gemakkelijke en goedkope manier om de temperatuur te meten. En om de exacte temperatuur met een thermistor te meten, is een microcontroller nodig. Dus hier gebruiken we Arduino met Thermistor om de temperatuur af te lezen en een LCD om de temperatuur weer te geven. Het is nuttig in verschillende projecten, zoals een weerstation op afstand, domotica en bescherming en besturing van industriële en elektronische apparatuur.

In deze tutorial gaan we Thermistor koppelen aan Arduino en de temperatuur weergeven op het LCD-scherm. U kunt verschillende op elektronische circuits gebaseerde projecten maken met behulp van een thermistor, waarvan sommige hieronder worden vermeld:

Temperatuurgestuurde DC-ventilator met behulp van thermistor
Brandalarm met thermistor

Vereiste componenten:

NTC thermistor 10k
Arduino (elke versie)
10k ohm weerstand
Verbindingsdraden

Schakelschema

Thermistor biedt temperatuurwaarde volgens de verandering in de elektrische weerstand erin. In dit circuit is de analoge pin in de Arduino verbonden met de thermistor en kan deze alleen de ADC-waarden leveren, dus de elektrische weerstand van de thermistor wordt niet direct berekend. Dus het circuit is gemaakt als een spanningsdelercircuit, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding, door een bekende weerstand van 10k ohm in serie te schakelen met de NTC. Met behulp van deze spanningsdeler kunnen we de spanning over de thermistor krijgen en met die spanning kunnen we de weerstand van de thermistor op dat moment afleiden. En tot slot kunnen we de temperatuurwaarde krijgen door de weerstand van de thermistor in de Stein-Hart-vergelijking te plaatsen, zoals uitgelegd in de onderstaande secties.

Thermistor

Het belangrijkste onderdeel van dit circuit is de thermistor, die is gebruikt om de temperatuurstijging te detecteren. Thermistor is een temperatuurgevoelige weerstand, waarvan de weerstand verandert afhankelijk van de temperatuur. Er zijn twee soorten thermistor NTC (negatieve temperatuurcoëfficiënt) en PTC (positieve temperatuurcoëfficiënt), we gebruiken een NTC-type thermistor. NTC-thermistor is een weerstand waarvan de weerstand afneemt naarmate de temperatuur stijgt, terwijl deze in PTC de weerstand verhoogt als de temperatuur stijgt.

Temperatuur berekenen met behulp van thermistor:

We weten van het spanningsdelercircuit dat:

V _uit = (V _in * Rt) / (R + Rt)

Dus de waarde van Rt zal zijn:

Rt = R (Vin / Vout) - 1

Hier is Rt de weerstand van de thermistor en R is een weerstand van 10k ohm. U kunt de waarden ook uitrekenen met deze spanningsdelercalculator.

Deze vergelijking wordt gebruikt voor de berekening van thermistorweerstand uit de gemeten waarde van uitgangsspanning Vo. We kunnen de waarde van Voltage Vout krijgen van de ADC-waarde op pin A0 van Arduino, zoals weergegeven in de onderstaande Arduino-code.

Berekening van de temperatuur op basis van de thermistorweerstand:

Wiskundig gezien kan de thermistorweerstand alleen worden berekend met behulp van de Stein-Hart-vergelijking.

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

Waar, A, B en C de constanten zijn, is Rt de thermistorweerstand en staat ln voor log.

De constante waarde voor de thermistor die in het project wordt gebruikt, is A = 1,009249522 x 10 ⁻³, B = 2,378405444 x 10 ⁻⁴, C = 2,019202697 x 10 ⁻⁷. Deze constante waarden kunnen hier uit de calculator worden verkregen door de drie weerstandswaarden van de thermistor bij drie verschillende temperaturen in te voeren. U kunt deze constante waarden rechtstreeks uit het gegevensblad van de thermistor halen of u kunt drie weerstandswaarden bij verschillende temperatuur krijgen en de constantenwaarden krijgen met behulp van de gegeven rekenmachine.

Dus voor het berekenen van de temperatuur hebben we alleen de waarde van de thermistorweerstand nodig. Nadat je de waarde van Rt uit de bovenstaande berekening hebt gehaald, zet je de waarden in de Stein-hart-vergelijking en krijgen we de waarde van de temperatuur in de eenheid kelvin. Omdat er een kleine verandering in de uitgangsspanning is, verandert de temperatuur.

Arduino thermistorcode

De volledige Arduino-code voor het verbinden van thermistor met Arduino wordt aan het einde van dit artikel gegeven. Hier hebben we enkele delen ervan uitgelegd.

Voor het uitvoeren van wiskundige bewerkingen gebruiken we het koptekstbestand “#include " en voor LCD-header is het bestand “#include ". We moeten de pinnen van het LCD-scherm toewijzen door de code te gebruiken

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

Om het LCD-scherm op het moment van starten in te stellen, moeten we code schrijven in het lege setup-gedeelte

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

Voor de berekening van de temperatuur met de Stein-Hart-vergelijking met behulp van de elektrische weerstand van de thermistor voeren we een eenvoudige wiskundige vergelijking in code uit, zoals uitgelegd in de bovenstaande berekening:

zweven a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; zweven T, logRt, Tf, Tc; zwevende Thermistor (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1,0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // We krijgen de temperatuurwaarde in Kelvin uit deze Stein-Hart-vergelijking Tc = T - 273,15; // Converteer Kelvin naar Celsius Tf = (Tc * 1.8) + 32.0; // Converteer Kelvin naar Fahrenheit en geef T terug; }

In de onderstaande code leest de functie thermistor de waarde van de analoge pin van de Arduino, lcd.print ((Thermistor (analogRead (0))));

en die waarde wordt in de onderstaande code overgenomen en dan begint de berekening met afdrukken

vlotterthermistor (int Vo)

Temperatuur meten met thermistor en Arduino:

Om de Arduino van stroom te voorzien, kunt u deze via USB op uw laptop aansluiten of een 12v-adapter aansluiten. Een LCD is gekoppeld aan Arduino om temperatuurwaarden weer te geven en de thermistor is aangesloten volgens het schakelschema. De analoge pin (A0) wordt gebruikt om de spanning van de thermistorpin op elk moment te controleren en na de berekening met de Stein-Hart-vergelijking via de Arduino-code, kunnen we de temperatuur krijgen en deze op het LCD-scherm weergeven in de graden Celsius en Fahrenheit.