Termistor d'interfície amb arduino per mesurar i visualitzar la temperatura a lcd

L’ús d’un termistor és una manera senzilla i econòmica de percebre la temperatura. I per mesurar la temperatura exacta amb el termistor, caldrà un microcontrolador. Per tant, aquí estem utilitzant Arduino amb Thermistor per llegir la temperatura i una pantalla LCD per mostrar-la. És útil en diversos projectes com estacions meteorològiques remotes, domòtica i protecció i control d'equips industrials i electrònics.

En aquest tutorial, farem una interfície de Thermistor amb Arduino i mostrarem la temperatura a la pantalla LCD. Podeu fer diversos projectes basats en circuits electrònics mitjançant termistor. Alguns d’ells es detallen a continuació:

• Ventilador de CC controlat per temperatura mitjançant termistor
• Alarma contra incendis mitjançant termistor

Components necessaris:

1. Termistor NTC 10k
2. Arduino (Qualsevol versió)
3. Resistència de 10k ohm
4. Connexió de cables

Esquema de connexions

El termistor proporciona un valor de temperatura segons el canvi de resistència elèctrica. En aquest circuit, el pin analògic de l'Arduino està connectat amb el termistor i només pot proporcionar els valors ADC, de manera que la resistència elèctrica del termistor no es calcula directament. Per tant, el circuit es fa com un circuit divisor de tensió, tal com es mostra a la figura anterior, mitjançant la connexió d'una resistència coneguda de 10 k ohm en sèrie amb el NTC. Mitjançant aquest divisor de tensió podem obtenir la tensió a través del termistor i amb aquest voltatge podem obtenir la resistència del termistor en aquest moment. I, finalment, podem obtenir el valor de la temperatura posant la resistència del termistor a l’equació de Stein-Hart tal com s’explica a les seccions següents.

Termistor

El component clau d’aquest circuit és el termistor, que s’ha utilitzat per detectar l’augment de temperatura. El termistor és una resistència sensible a la temperatura, la resistència de la qual canvia segons la temperatura. Hi ha dos tipus de termistor NTC (temperatura negativa coeficient) i PTC (temperatura positiva coeficient), estem utilitzant un termistor tipus NTC. El termistor NTC és una resistència la resistència del qual disminueix a mesura que augmenta la temperatura mentre que a PTC augmenta la resistència a mesura que augmenta la temperatura.

Càlcul de la temperatura mitjançant termistor:

Pel circuit divisor de tensió sabem que:

V _sortida = (V _a * Rt) / (R + Rt)

Per tant, el valor de Rt serà:

Rt = R (Vin / Vout) - 1

Aquí, Rt serà la resistència del termistor i R serà de 10k ohm. També podeu calcular els valors a partir d’aquesta calculadora divisora ​​de tensió.

Aquesta equació s'utilitza per al càlcul de la resistència del termistor a partir del valor mesurat de la tensió de sortida Vo. Podem obtenir el valor de Voltage Vout a partir del valor ADC al pin A0 d’Arduino tal com es mostra al codi Arduino que es mostra a continuació.

Càlcul de la temperatura a partir de la resistència del termistor:

Matemàticament la resistència del termistor només es pot calcular amb l'ajut de l'equació de Stein-Hart.

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

On, A, B i C són les constants, Rt és la resistència del termistor i ln representa log.

El valor constant del termistor utilitzat al projecte és A = 1.009249522 × 10 ⁻³, B = 2.378405444 × 10 ⁻⁴, C = 2.019202697 × 10 ⁻⁷. Aquests valors constants es poden obtenir de la calculadora aquí introduint els tres valors de resistència del termistor a tres temperatures diferents. Podeu obtenir aquests valors constants directament des del full de dades del termistor o bé podeu obtenir tres valors de resistència a temperatura diferent i obtenir els valors de constants mitjançant la calculadora donada.

Per tant, per calcular la temperatura només necessitem el valor de la resistència del termistor. Després d’obtenir el valor de Rt a partir del càlcul donat anteriorment, poseu els valors a l’equació de Stein-hart i obtindrem el valor de la temperatura a la unitat kelvin. Com que hi ha un canvi menor en la tensió de sortida, es produeix un canvi de temperatura.

Codi de termistor Arduino

Al final d’aquest article es dóna el codi Arduino complet per a la interfície de termistor amb Arduino. Aquí n’hem explicat poques parts.

Per realitzar operacions matemàtiques utilitzem el fitxer de capçalera “#include ” i per al fitxer de capçalera LCD és "#include ". Hem d’assignar els pins de la pantalla LCD mitjançant el codi

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

Per configurar la pantalla LCD en el moment de l’inici, hem d’escriure codi a la part de configuració nul·la

Configuració buida () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }

Per al càlcul de la temperatura mitjançant l'equació de Stein-Hart mitjançant la resistència elèctrica del termistor, realitzem algunes equacions matemàtiques simples en codi, tal com s'explica en el càlcul anterior:

float a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; flotació T, logRt, Tf, Tc; Termistor flotant (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1.0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // Obtenim el valor de la temperatura en Kelvin a partir d’aquesta equació de Stein-Hart Tc = T - 273,15; // Converteix Kelvin en centígrads Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Converteix Kelvin en Fahrenheit retorn T; }

Al codi següent, la funció termistor està llegint el valor del pin analògic de l'Arduino, lcd.print ((Termistor (analogRead (0))));

i aquest valor es pren al codi següent i després es comença a imprimir el càlcul

Termistor flotant (int Vo)

Mesurament de la temperatura amb termistor i Arduino:

Per donar el subministrament a l'Arduino, podeu alimentar-lo mitjançant USB al vostre portàtil o bé a l'adaptador de 12v de connexió. Una pantalla LCD està connectada amb Arduino per mostrar els valors de temperatura i el termistor es connecta segons el diagrama del circuit. El pin analògic (A0) s’utilitza per comprovar la tensió del pin del termistor en cada moment i després del càlcul mitjançant l’equació de Stein-Hart a través del codi Arduino podem obtenir la temperatura i mostrar-la a la pantalla LCD a Celsius i Fahrenheit.