Термисторын туршилтын төлөвлөгөө: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Энэхүү туршилтын төлөвлөгөөний зорилго нь хүний биеийн температурыг хэмжиж чадах эсэхийг олж мэдэх явдал юм. Энэхүү туршилтын төлөвлөгөө нь энгийн дижитал термометрийг хэрхэн бүтээх, тохируулах, програмчлах, дараа нь дуураймал халууралтыг (Цельсийн 40 градусын температур) илрүүлэх эсэхийг мэдэхийн тулд ашиглах заавар өгөх болно.

Алхам 1: Алхам 1 - Материалаа цуглуул

Туршилтын сайн төлөвлөгөө нь танд хэрэгтэй материалыг байрлуулахаас үргэлж эхлэх ёстой.

Термисторын туршилтын төлөвлөгөөний хувьд бидэнд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

Arduino Uno микроконтроллер

USB кабель (Arduino -г компьютерт холбох)

Зөөврийн компьютер

Термистор

Эсэргүүцэл (10 000 Ом)

Талхны самбар

Шилэн аяга

Ус

Халуун хавтан

Тууз

Архины термометр

Алхам 2: Алхам 2: Таны хэлхээг холбох

Дараагийн алхам бол термистор ашиглан температурыг хэмжих боломжтой хэлхээг барьж эхлэх явдал юм.

Термистороо Arduino -той холбохын тулд дээрх диаграмыг дагаж температурыг хэмжих боломжтой болно. Таны харж байгаагаар таны Arduino -ийн 5V гаралт нь термистортой холбогдсон байна. Термисторын нөгөө үзүүр нь 10 кОм эсэргүүцэлтэй холбогдсон байна. Эцэст нь 10 кОм эсэргүүцлийн нөгөө үзүүрийг Arduino дээрх газардуулгатай холбож хэлхээг дуусгана.

Та мөн термистор ба резисторын хоорондох уулзварыг Arduino дээрх "A0" аналог оролтын зүүтэй холбосон шар утсыг анзаарах болно. Энэ утсыг холбохоо бүү мартаарай! Энэ утас нь таны Arduino -д термисторыг хэмжих боломжийг олгодог утас юм. Үүнгүйгээр та ямар ч хэмжилт хийхгүй.

Алхам 3: Алхам 3: Arduino -г програмчлах

Дараагийн алхам бол Arduino -г програмчлах бөгөөд ингэснээр та термистор дээрх хүчдэлийг хэмжиж эхлэх боломжтой болно. Үүнийг хийхийн тулд дээрх кодыг редактор руу хуулж, дараа нь Arduino дээрээ байршуулна уу.

Энэ код нь таны термистороос нэг секундэд нэг удаа унших бөгөөд энэ уншилтыг цуваа дэлгэц дээр бичих болно. Санаж байна уу: энд цуваа монитор дээр бичигдэх утгууд нь хүчдэлийн утга юм. Температурын утгыг гаргахын тулд бид төхөөрөмжийг тохируулах шаардлагатай болно.

Алхам 4: Алхам 4: Калибровкийн мэдээллээ бүртгэх

Яг одоо таны Arduino температурын утгыг гаргаагүй байна. Бид үүнийг тохируулах хэрэгтэй бөгөөд энэ нь Arduino -тай янз бүрийн температурт хэд хэдэн хүчдэлийн хэмжилт хийж, хүчдэлийн хэмжилт тус бүрийн температурыг нэгэн зэрэг бүртгэдэг гэсэн үг юм. Ийм байдлаар бид зүүн талд хүчдэлийн утга, баруун талд температуртай график үүсгэж болно. Энэхүү хүснэгтээс бид вольт ба градусын хооронд автоматаар хөрвүүлэх боломжийг олгодог тэгшитгэлийг гаргаж ирэх болно.

Калибровкийн өгөгдлөө авахын тулд аяга дүүрэн усаар дүүргэсэн таваг дээр тавиад асаах шаардлагатай болно. Усанд спиртийн термометр байрлуулж, температур нэмэгдэхийг ажиглаарай. Цельсийн 18 хэм хүрэхэд термистороо усанд оруулаад цуваа дэлгэцийг уншихын тулд Arduino -г асаана уу.

Таны термометр дээрх температур Цельсийн 20 градус байх үед энэ температурыг бичээрэй. Хажууд нь таны Arduino цуваа дэлгэц дээр тавьж байгаа хүчдэлийн заалтыг бичнэ үү. Термометр Цельсийн 21 хэмийг уншихад үүнийг давтана уу. Таны термометр Цельсийн 40 хэмийг унших хүртэл давтан хэлээрэй.

Та одоо хүчдэлийн хэд хэдэн утгатай байх ёстой бөгөөд тус бүр нь тодорхой температурт харгалзана. Дээрх зураг дээрх шиг Excel хүснэгтэд оруулна уу.

Алхам 5: Алхам 5: Калибровкийн муруйгаа үүсгэх

Одоо таны бүх өгөгдөл Excel дээр байгаа тул бид шалгалт тохируулгын муруй үүсгэж хүчдэл ба температурын утгыг хооронд нь хөрвүүлэх боломжийг олгодог тэгшитгэлийг бий болгоно.

Excel дээр өгөгдлөө тодруулж (хүчдэлийн утгууд зүүн талд байгаа эсэхийг шалгаад) дээд хэсэгт байрлах toolbar дээрээс "Insert" командыг сонгоод Charts хэсгээс "Scatter or Bubble Chart" дээр дарна уу. График дээр хэд хэдэн цэгүүд гарч ирэх ёстой. Y тэнхлэг нь температурын утгыг, X тэнхлэг нь хүчдэлийн утгыг илэрхийлж байгааг дахин шалгана уу.

Өгөгдлийн цэгүүдийн аль нэг дээр хулганы баруун товчийг дараад "Trendline-ийг форматлах" -ыг сонгоно уу. Харилцах цонх гарч ирнэ. "Trendline сонголтууд" хэсэгт "Шугаман" -ыг сонгоод, доод талд "График дээрх тэгшитгэлийг харуулах" гэсэн хайрцгийг сонгоно уу.

Таны диаграм одоо дээрх зураг дээрх шиг байх ёстой. Хүчдэлийг температурт автоматаар хөрвүүлэхийн тулд үүнийг Arduino програмдаа оруулах гэж байгаа тул энэ тэгшитгэлийг бичээрэй.

Алхам 6: Алхам 6: Системээ тохируулах

Калибровкийн муруйг амжилттай үүсгэж, хүчдэлийн утгыг температурт хөрвүүлэх боломжийг олгодог тэгшитгэлийг гаргасны дараа та кодыг шинэчлэх ёстой бөгөөд ингэснээр таны Arduino температурын утгыг цуваа дэлгэц дээр хэвлэх болно.

Arduino код руугаа буцаж ороод дараах өөрчлөлтүүдийг хийнэ үү.

"Val" хувьсагчийг "int" гэж тогтоохын оронд "хөвөх" гэж нэрлэнэ үү. Учир нь "int" гэдэг нь бүхэл тоо буюу бүхэл тоо гэсэн үг юм. Бид "val" -д хадгалагдсан хүчдэлийн утгыг тэгшитгэлээр оруулах гэж байгаа тул аравтын бутархай утгатай байхыг зөвшөөрөх ёстой, эс тэгвээс бидний хөрвүүлэлт буруу болно. "Val" -г "хөвөгч" хувьсагч гэж нэрлэснээр бид математикаа зөв ажиллаж байгаа эсэхийг шалгах болно.

Дараа нь "val = analogRead (0);" дараа шинэ мөр нэмэх шаардлагатай болно. Энэ шинэ мөрөнд дараах зүйлийг бичнэ үү: "хөвөх температур". Энэ нь удахгүй харуулах шинэ хэмжигдэхүүн болох температурыг бий болгоно.

Дараагийн алхам бол "val" дахь хүчдэлийн утгыг бидний "температурт" хадгалах температур болгон хөрвүүлэх явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд шалгалт тохируулгын муруйгаас олж авсан тэгшитгэл рүүгээ буцна уу. Хүчдэл нь X тэнхлэг дээр, температур нь Y тэнхлэг дээр байгаа тохиолдолд тэгшитгэлийг дараах байдлаар орчуулж болно: y = a*x + b нь температур = a*val + b болно. Дараагийн мөрөнд "temperatur = a*val + b" гэж бичээрэй, энд "a" ба "b" нь таны тохируулгын тэгшитгэлээс авсан тоонууд юм.

Дараа нь "Serial.println (val)" устгахыг өөрчилнө үү. Бид температурыг өөрөө харах гэж байгаа юм биш, харин if -ийг ашиглан бид тодорхой температураас дээш байгаа эсэхийг шийдэх болно.

Эцэст нь бид температурын мэдээллийг ашиглан халуурч байгаа эсэх талаар шийдвэр гаргах код оруулах гэж байна. Дараагийн мөрөнд дараахь зүйлийг бичнэ үү.

хэрэв (температур> 40) {

Serial.println ("Би халуурч байна!")

}

Кодоо хадгалаад Arduino -д байршуулна уу.

Алхам 7: Алхам 7: Төхөөрөмжөө туршиж үзээрэй

Баяр хүргэе! Та одоо термистор ба Arduino ашиглан температурыг хэмжих дижитал термометр бүтээжээ. Одоо та үүнийг үнэн зөв эсэхийг шалгах хэрэгтэй.

Дулааны тавган дээр аягаа тавиад усаа халааж эхлээрэй. Спиртийн термометр, термистороо усанд тавь. Цуваа монитор болон спиртийн термометрийг үзээрэй. Цуваа дэлгэц дээр "Та халуурч байна!" Гэж хэлэхэд архи хэмжигч дээр температураа бичээд халуун хавтангаа унтраа.

Усыг ойролцоогоор 32 хэм хүртэл хөргөөд дараа нь дээрх процедурыг давтана. Үүнийг 5 удаа хийж, ажиглалтаа дээрхтэй адил хүснэгтэд бичээрэй.

Алхам 8: Алхам 8: Төхөөрөмжийнхөө нарийвчлалыг тооцоол

Та 5 туршилтын туршилтыг бүртгэсэн бол одоо таны төхөөрөмж жинхэнэ температураас хэр хол байгааг тооцоолж болно.

Бид таны төхөөрөмжийг "халуурч байна!" Гэж харуулахаар тохируулсныг санаарай. Цельсийн 40 хэмээс дээш буюу түүнээс дээш температурыг илрүүлэх бүрт. Энэ нь бид согтууруулах ундааны термометрийн утгыг 40 градусаар харьцуулж, ямар ялгаатай болохыг харах болно гэсэн үг юм.

Excel дээр тэмдэглэсэн температурын утга бүрээс 40 -ийг хасна уу. Энэ нь танд бодит үнэ цэнэ ба хэмжсэн утгуудын хоорондох ялгааг өгөх болно. Дараа нь эдгээр утгыг 40 -д хувааж, 100 -аар үржүүлээрэй. Энэ нь хэмжилт бүрийн хувьд алдааны хувийг бидэнд өгөх болно.

Эцэст нь алдааныхаа бүх хувийг дунджаар тооцоол. Энэ тоо бол таны нийт алдааны хувь юм. Таны төхөөрөмж хэр нарийвчлалтай байсан бэ? Алдааны хувь 5%-иас бага байсан уу? 1%?