תוכנית בדיקת תרמיסטור: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

מטרת תוכנית הבדיקה הזו היא לבדוק אם נוכל למדוד את טמפרטורת גוף האדם. תוכנית בדיקה זו תיתן לך הוראות כיצד לבנות מדחום דיגיטלי פשוט, לכייל אותו, לתכנת אותו ולאחר מכן להשתמש בו כדי לראות אם אתה יכול לזהות חום מדומה (טמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס).

שלב 1: שלב 1 - אסוף את החומרים שלך

תוכנית בדיקה טובה תמיד צריכה להתחיל בפריסת החומרים שתזדקק להם.

עבור תוכנית הבדיקות התרמיסטור שלנו, אנו דורשים את הדברים הבאים:

מיקרו -בקר Arduino Uno

כבל USB (לחיבור הארדואינו למחשב)

מחשב נייד

תרמיסטור

נגדים (10, 000 אוהם)

לוח לחם

כּוֹס

מים

פלטה

קלטת

מד חום לאלכוהול

שלב 2: שלב 2: חיבור המעגל שלך

השלב הבא הוא להתחיל בבניית המעגל שיאפשר לך למדוד טמפרטורה באמצעות התרמיסטור.

עקוב אחר התרשים לעיל כדי לחבר את התרמיסטור שלך ל- Arduino שלך באופן שיאפשר לך למדוד את הטמפרטורה. כפי שאתה יכול לראות, פלט 5V של הארדואינו שלך מחובר לטרמיסטור שלך. הקצה השני של התרמיסטור מחובר לנגד 10 קאוהם. לבסוף, הקצה השני של הנגד 10kOhm מחובר לסיכת הקרקע על הארדואינו, ומשלימה את המעגל.

תוכלו להבחין גם בחוט הצהוב המחבר את הצומת בין התרמיסטור לנגד לפין הכניסה האנלוגי "A0" על הארדואינו. אל תשכח לחבר את החוט הזה! החוט הזה הוא זה שמאפשר לארדואינו שלך למדוד את הטרמיסטור בפועל. בלי זה לא תקבל שום מדידה.

שלב 3: שלב 3: תכנות הארדואינו שלך

השלב הבא הוא לתכנת את הארדואינו שלך כך שתוכל להתחיל לבצע מדידות של המתח על פני התרמיסטור שלך. לשם כך, העתק את הקוד למעלה לעורך שלך ולאחר מכן העלה אותו ל- Arduino שלך.

קוד זה ייקח קריאה מהתרמיסטור שלך פעם בשנייה, ויכתוב את הקריאה הזו על הצג הטורי. זכור: הערכים שייכתבו על הצג הטורי הם ערכי מתח. על מנת לייצר ערכי טמפרטורה, נצטרך לכייל את המכשיר.

שלב 4: שלב 4: הקלטת נתוני הכיול שלך

כרגע, Arduino שלך אינו מייצר ערכי טמפרטורה. עלינו לכייל אותו, כלומר לבצע סדרה של מדידות מתח עם הארדואינו בטמפרטורות שונות, ובמקביל לרשום את הטמפרטורות בכל מדידת מתח. בדרך זו, אנו יכולים ליצור תרשים בעל ערכי מתח משמאל וטמפרטורות מימין. מתוך תרשים זה נוכל להמציא משוואה שתאפשר לנו להמיר אוטומטית בין וולט למעלות.

על מנת לקחת את נתוני הכיול שלך, יהיה עליך לשים כוס מלאה במים על צלחת חמה ולהדליק אותה. מניחים מדחום אלכוהול במים וצופים כשהטמפרטורה עולה. כאשר הטמפרטורה מגיעה ל -18 מעלות צלזיוס, הנח את הטרמיסטור שלך גם במים והפעל את הארדואינו שלך כך שתוכל לקרוא את הצג הסדרתי.

כאשר הטמפרטורה במדחום שלך קוראת 20 מעלות צלזיוס, רשום את הטמפרטורה הזו. לידו, רשום את קריאת המתח שהארדואינו שלך מציב על הצג הטורי. כאשר מד החום קורא 21 מעלות צלזיוס, חזור על כך. המשך לחזור על זה עד שמד החום שלך יקרא 40 מעלות צלזיוס.

כעת אמורה להיות לך סדרה של ערכי מתח, כאשר כל אחד מהם מתאים לטמפרטורה ספציפית. הכנס אותם לגיליון אלקטרוני של Excel כמו בתמונה למעלה.

שלב 5: שלב 5: יצירת עקומת הכיול שלך

כעת, כאשר כל הנתונים שלך נמצאים ב- Excel, נשתמש בהם ליצירת עקומת כיול וליצור משוואה שתאפשר לנו להמיר בין ערכי מתח וטמפרטורה.

ב- Excel, סמן את הנתונים שלך (ודא שערכי המתח נמצאים בצד שמאל) ובחר "הכנס" בסרגל הכלים למעלה, ולאחר מכן לחץ על "תרשים פיזור או בועה" מהקטע תרשימים. גרף אמור לצוץ עם שורה של נקודות עליו. בדוק שוב שציר ה- Y מייצג את ערכי הטמפרטורה וציר ה- X מייצג את ערכי המתח.

לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על אחת מנקודות הנתונים ובחר "עיצוב קו מגמה". תיבת דו -שיח תופיע. תחת "אפשרויות קו מגמה", בחר "ליניארית" ולאחר מכן בחר בתחתית התיבה "המשוואת תצוגה בתרשים".

התרשים שלך אמור להיראות כרגע בתמונה למעלה. רשום את המשוואה הזו, מכיוון שזה מה שאתה מתכוון לתכנת בארדואינו שלך כדי לגרום לה להמיר את המתח לטמפרטורה באופן אוטומטי.

שלב 6: שלב 6: כיול המערכת שלך

כעת, לאחר שיצרת בהצלחה עקומת כיול והפקת את המשוואה המאפשרת לך להמיר ערכי מתח לטמפרטורות, עליך לעדכן את הקוד שלך כך שהארדואינו שלך ידפיס ערכי טמפרטורה לצג הטורי.

חזור לקוד ה- Arduino שלך ובצע את השינויים הבאים:

במקום לבסס את המשתנה "val" כ"אינט ", קראו לו כ"צוף". הסיבה לכך היא ש- "int" פירושו מספר שלם, או מספר שלם. מכיוון שאנו הולכים להכניס את ערך המתח המאוחסן ב- "val" באמצעות משוואה, עלינו לאפשר לו להיות בעלי ערכים עשרוניים, אחרת המרה שלנו תהיה שגויה. על ידי כינוי "val" כמשתנה "צף", נוודא שהמתמטיקה שלנו תעבוד כראוי.

לאחר מכן עליך להוסיף שורה חדשה לאחר "val = analogRead (0);". בשורה חדשה זו, כתוב את הדברים הבאים: "טמפרטורת מצוף". זה יקבע משתנה חדש, טמפרטורה, שנציג בקרוב.

השלב הבא הוא להמיר את ערך המתח ב- "val" לטמפרטורה שנוכל לאחסן ב"טמפרטורה ". לשם כך, חזור למשוואה שקיבלת מעקומת הכיול שלך. כל עוד המתח נמצא על ציר ה- X והטמפרטורה נמצאת בציר ה- Y של הגרף שלך, ניתן לתרגם את המשוואה כך: y = a*x + b הופך לטמפרטורה = a*val + b. בשורה הבאה כתוב "טמפרטורה = a*val + b", כאשר "a" ו- "b" הם מספרים שאתה מקבל ממשוואת הכיול שלך.

לאחר מכן שנה את המחיקה "Serial.println (val)". אנחנו לא הולכים להסתכל על הטמפרטורה עצמה, אלא להשתמש באמירה if כדי להחליט אם אנחנו מעל לטמפרטורה מסוימת או לא.

לבסוף, אנו הולכים להוסיף פיסת קוד שתשתמש במידע על הטמפרטורה כדי לקבל החלטה אם יש לך חום או לא. בשורה הבאה כתוב את הדברים הבאים:

אם (טמפרטורה> 40) {

Serial.println ("יש לי חום!")

}

שמור את הקוד והעלה אותו ל- Arduino.

שלב 7: שלב 7: בדיקת המכשיר שלך

מזל טוב! בנית כעת מדחום דיגיטלי שיכול למדוד טמפרטורה באמצעות תרמיסטור וארדואינו. עכשיו עליך לבדוק את הדיוק.

הניחו שוב את הכוס שלכם על הצלחת והתחילו לחמם את המים. מניחים את מדחום האלכוהול והתרמיסטור במים. צפה במסך הסידורי כמו גם במדחום האלכוהול. כאשר הצג הסידורי שלך אומר "יש לך חום!", רשום את הטמפרטורה במדחום האלכוהול שלך וכבה את הצלחת.

הניחו למים להתקרר עד 32 מעלות צלזיוס ואז חזרו על ההליך הנ ל. בצע זאת חמש פעמים ורשום את התצפיות שלך בתרשים כמו זה שלמעלה.

שלב 8: שלב 8: חשב את דיוק המכשיר שלך

כעת, לאחר שרשמת 5 ניסויים של בדיקות, תוכל לחשב כמה רחוק המכשיר שלך היה מהטמפרטורה האמיתית.

זכור כי הגדרנו את המכשיר שלך כך שיראה "יש לי חום!" בכל פעם שהוא זיהה טמפרטורה גדולה או שווה ל 40 מעלות צלזיוס. זה אומר שנשווה את ערכי מדחום האלכוהול ל -40 מעלות ונראה עד כמה הם היו שונים.

ב- Excel, הפחת 40 מכל ערך טמפרטורה שרשמת. זה נותן לך את ההבדל בין כל ערך אמיתי לערכים הנמדדים שלך. לאחר מכן, נחלק את הערכים האלה ב- 40, והכפיל ב- 100. זה ייתן לנו את אחוז השגיאה עבור כל מדידה.

לבסוף, ממוצע כל אחוז השגיאות שלך. מספר זה הוא אחוז השגיאה הכולל שלך. עד כמה המכשיר שלך היה מדויק? האם אחוז השגיאה היה מתחת ל -5%? 1%?