Termistor toetsplan: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Die doel van hierdie toetsplan is om te kyk of ons die liggaamstemperatuur van die mens kan meet. Hierdie toetsplan gee u instruksies oor hoe om 'n eenvoudige digitale termometer te bou, dit te kalibreer, te programmeer en dit dan te gebruik om te sien of u 'n gesimuleerde koors ('n temperatuur van 40 grade Celsius) kan opspoor.

Stap 1: Stap 1 - Versamel u materiaal

'N Goeie toetsplan moet altyd begin met die uiteensetting van die materiaal wat u benodig.

Vir ons termistor -toetsplan benodig ons die volgende:

Arduino Uno mikrobeheerder

USB -kabel (om die Arduino aan die rekenaar te koppel)

Skootrekenaar

Termistor

Weerstande (10.000 Ohm)

Broodbord

Beker

Water

Kookplaat

Band

Alkohol termometer

Stap 2: Stap 2: Koppel u stroombaan

Die volgende stap is om die stroombaan te bou waarmee u die temperatuur kan meet met behulp van die termistor.

Volg die diagram hierbo om u termistor aan u Arduino te koppel, sodat u die temperatuur kan meet. Soos u kan sien, is die 5V -uitset van u Arduino gekoppel aan u termistor. Die ander kant van die termistor is gekoppel aan die 10kOhm weerstand. Laastens word die ander kant van die 10kOhm -weerstand gekoppel aan die grondpen op die Arduino, wat die kring voltooi.

U sal ook die geel draad sien wat die aansluiting tussen die termistor en die weerstand verbind met die analoog invoerpen "A0" op die Arduino. Moenie vergeet om hierdie draad aan te sluit nie! Die draad is die een waarmee u Arduino die termistor kan meet. Daarsonder kry u geen metings nie.

Stap 3: Stap 3: Programmering van u Arduino

Die volgende stap is om u Arduino te programmeer sodat u die spanning oor u termistor kan meet. Om dit te doen, kopieer die kode hierbo in u redakteur en laai dit dan op u Arduino.

Hierdie kode neem een keer per sekonde 'n lesing van u termistor, en skryf die lesing op die seriële monitor. Onthou: die waardes wat hier op die seriële monitor geskryf sal word, is spanningswaardes. Om temperatuurwaardes te kan produseer, moet ons die toestel kalibreer.

Stap 4: Stap 4: Teken u kalibrasie -data op

Op die oomblik produseer u Arduino nie temperatuurwaardes nie. Ons moet dit kalibreer, wat beteken dat ons 'n reeks spanningsmetings met die Arduino moet neem by verskillende temperature, terwyl ons tegelykertyd die temperatuur by elke spanningsmeting moet opneem. Op hierdie manier kan ons 'n grafiek skep met spanningswaardes aan die linkerkant en temperature aan die regterkant. Uit hierdie grafiek kan ons 'n vergelyking opstel waarmee ons outomaties tussen volt en grade kan omskakel.

Om u kalibrasie -data te neem, moet u 'n beker vol water op 'n kookplaat sit en dit aanskakel. Plaas 'n alkoholtermometer in die water en kyk hoe die temperatuur styg. As die temperatuur 18 grade Celsius bereik, plaas u termistor ook in die water en skakel u Arduino aan sodat u die seriële monitor kan lees.

As die temperatuur op u termometer 20 grade Celsius lees, skryf die temperatuur neer. Skryf daarnaas die spanningslesing neer wat u Arduino op die seriële monitor plaas. As die termometer 21 grade Celsius lees, herhaal dit. Herhaal dit totdat u termometer 40 grade Celsius lees.

U behoort nou 'n reeks spanningswaardes te hê, wat elk ooreenstem met 'n spesifieke temperatuur. Tik dit in 'n Excel -sigblad, soos op die foto hierbo.

Stap 5: Stap 5: Maak u kalibrasiekurwe

Noudat al u data in Excel is, gebruik ons dit om 'n kalibrasiekurwe te skep en 'n vergelyking te genereer waarmee ons tussen spanning- en temperatuurwaardes kan omskakel.

Merk u data in Excel uit (maak seker dat die spanningswaardes aan die linkerkant is) en kies "Voeg in" op die werkbalk bo -aan, en klik dan op "Strooi of borrelkaart" in die afdeling Grafieke. 'N Grafiek moet verskyn met 'n reeks kolletjies daarop. Kontroleer of die Y-as temperatuurwaardes voorstel en die X-as spanningwaardes.

Klik met die rechtermuisknop op een van die datapunte en kies "Formateer trendlyn". 'N Dialoogkassie sal verskyn. Kies 'Lineêr' onder 'Trendline -opsies' en kies onderaan die blokkie 'Display Vergelyking op grafiek'.

U grafiek moet nou soos die op die foto hierbo lyk. Skryf die vergelyking neer, want dit is wat u in u Arduino gaan programmeer om die spanning outomaties na temperatuur te laat omskakel.

Stap 6: Stap 6: Kalibreer u stelsel

Noudat u 'n kalibrasiekurwe suksesvol geskep het en die vergelyking afgelei het waarmee u spanningwaardes na temperature kan omskakel, moet u u kode opdateer sodat u Arduino temperatuurwaardes na die seriële monitor kan druk.

Gaan terug na u Arduino -kode en maak die volgende veranderinge:

In plaas daarvan om die veranderlike "val" as 'int' te stel, noem dit 'n 'float'. Dit is omdat "int" heelgetal of 'n heelgetal beteken. Aangesien ons die spanningswaarde wat in 'val' gestoor is, deur 'n vergelyking gaan plaas, moet ons toelaat dat dit desimale waardes het, anders is ons omskakeling verkeerd. Deur 'val' as 'float' veranderlike te noem, sal ons seker maak dat ons wiskunde behoorlik uitwerk.

Vervolgens moet u 'n nuwe reël byvoeg na "val = analogRead (0);". Skryf die volgende op hierdie nuwe reël: "vlottemperatuur". Dit sal 'n nuwe veranderlike, temperatuur, stel wat ons binnekort sal vertoon.

Die volgende stap is om die spanningswaarde in "val" om te skakel na 'n temperatuur wat ons in 'temperatuur' kan stoor. Om dit te doen, gaan terug na u vergelyking wat u uit u kalibrasiekurwe gekry het. Solank die spanning op die X-as is en die temperatuur op die Y-as van u grafiek is, kan die vergelyking soos volg vertaal word: y = a*x + b word temperatuur = a*val + b. Skryf op die volgende reël "temperatuur = a*val + b", waar "a" en "b" getalle is wat u uit u kalibrasievergelyking kry.

Verander dan die verwydering van "Serial.println (val)". Ons gaan nie na die temperatuur self kyk nie, maar gebruik 'n if -verklaring om te besluit of ons bo 'n sekere temperatuur is of nie.

Laastens gaan ons 'n stuk kode byvoeg wat die temperatuurinligting sal gebruik om te besluit of u koors het of nie. Skryf die volgende op die volgende reël:

as (temperatuur> 40) {

Serial.println ("Ek het koors!")

}

Stoor u kode en laai dit op na die Arduino.

Stap 7: Stap 7: Toets u toestel

Baie geluk! U het nou 'n digitale termometer saamgestel wat temperatuur kan meet met behulp van 'n termistor en 'n Arduino. U moet dit noukeurig toets.

Sit u beker weer op die kookplaat en begin die water verhit. Plaas u alkoholtermometer en termistor in die water. Kyk na die seriële monitor sowel as die alkoholtermometer. As u seriemonitor sê "U het koors!", Skryf die temperatuur op u alkoholtermometer neer en skakel die kookplaat af.

Laat die water afkoel tot ongeveer 32 grade Celsius en herhaal dan die bogenoemde prosedure. Doen dit 5 keer en teken u waarnemings op in 'n grafiek soos hierbo.

Stap 8: Stap 8: Bereken die akkuraatheid van u toestel

Noudat u 5 toetse aangeteken het, kan u bereken hoe ver u toestel van die ware temperatuur af was.

Onthou dat ons u toestel so opgestel het dat dit 'Ek het koors!' wanneer dit 'n temperatuur van meer as of gelyk aan 40 grade Celsius opspoor. Dit beteken dat ons die alkoholtermometerwaardes met 40 grade sal vergelyk en kyk hoe anders dit was.

Trek in Excel 40 af van elke temperatuurwaarde wat u aangeteken het. Dit gee u die verskil tussen elke ware waarde en u gemete waardes. Verdeel dan hierdie waardes met 40 en vermenigvuldig met 100. Dit gee ons die persentasie fout vir elke meting.

Laastens, gemiddeld al u persentfoute. Hierdie getal is u algehele persentasiefout. Hoe akkuraat was u toestel? Was die persentasie fout onder 5%? 1%?