Interfacciamento del termistore con arduino per misurare e visualizzare la temperatura su lcd

Usare un termistore è un modo semplice ed economico per rilevare la temperatura. E per misurare la temperatura esatta con il termistore, sarà necessario un microcontrollore. Quindi qui stiamo usando Arduino con termistore per leggere la temperatura e un LCD per visualizzare la temperatura. È utile in vari progetti come stazioni meteorologiche remote, automazione domestica e protezione e controllo di apparecchiature industriali ed elettroniche.

In questo tutorial, interfacciamo Thermistor con Arduino e visualizzeremo la temperatura sul display LCD. È possibile realizzare vari progetti basati su circuiti elettronici utilizzando il termistore, alcuni di essi sono elencati di seguito:

• Ventola CC con controllo della temperatura mediante termistore
• Allarme incendio tramite termistore

Componenti richiesti:

1. Termistore NTC 10k
2. Arduino (qualsiasi versione)
3. Resistenza da 10k ohm
4. Collegamento dei cavi

Schema elettrico

Il termistore fornisce il valore di temperatura in base alla variazione della resistenza elettrica in esso. In questo circuito, il pin analogico nell'Arduino è collegato al termistore e può fornire solo i valori ADC, quindi la resistenza elettrica del termistore non viene calcolata direttamente. Quindi il circuito è fatto per essere come un circuito divisore di tensione come mostrato nella figura sopra, collegando una resistenza nota di 10k ohm in serie con l'NTC. Usando questo divisore di tensione possiamo ottenere la tensione attraverso il termistore e con quella tensione possiamo derivare la resistenza del termistore in quel momento. E infine possiamo ottenere il valore della temperatura inserendo la resistenza del termistore nell'equazione di Stein-Hart come spiegato nelle sezioni seguenti.

Termistore

Il componente chiave in questo circuito è il termistore, che è stato utilizzato per rilevare l'aumento della temperatura. Il termistore è un resistore sensibile alla temperatura, la cui resistenza cambia in base alla temperatura. Esistono due tipi di termistore NTC (coefficiente di temperatura negativo) e PTC (coefficiente di temperatura positivo), stiamo utilizzando un termistore di tipo NTC. Il termistore NTC è un resistore la cui resistenza diminuisce all'aumentare della temperatura mentre in PTC aumenterà la resistenza all'aumentare della temperatura.

Calcolo della temperatura utilizzando il termistore:

Sappiamo dal circuito del divisore di tensione che:

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

Quindi il valore di Rt sarà:

Rt = R (Vin / Vout) - 1

Qui, Rt sarà la resistenza del termistore e R sarà la resistenza da 10k ohm. È inoltre possibile calcolare i valori da questo calcolatore del partitore di tensione.

Questa equazione viene utilizzata per il calcolo della resistenza del termistore dal valore misurato della tensione di uscita Vo. Possiamo ottenere il valore della tensione Vout dal valore ADC sul pin A0 di Arduino come mostrato nel codice Arduino riportato di seguito.

Calcolo della temperatura dalla resistenza del termistore:

Matematicamente la resistenza del termistore può essere calcolata solo con l'aiuto dell'equazione di Stein-Hart.

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

Dove, A, B e C sono le costanti, Rt è la resistenza del termistore e ln rappresenta log.

Il valore della costante per il termistore usato nel progetto è A = 1.009249522 × 10 ⁻³, B = 2.378405444 × 10 ⁻⁴, C = 2.019202697 × 10 ⁻⁷. Questi valori costanti possono essere ottenuti dal calcolatore qui inserendo i tre valori di resistenza del termistore a tre diverse temperature. È possibile ottenere questi valori costanti direttamente dal foglio dati del termistore oppure è possibile ottenere tre valori di resistenza a temperature diverse e ottenere i valori delle costanti utilizzando il calcolatore fornito.

Quindi, per calcolare la temperatura abbiamo bisogno solo del valore della resistenza del termistore. Dopo aver ottenuto il valore di Rt dal calcolo sopra riportato, inserire i valori nell'equazione di Stein-hart e otterremo il valore della temperatura nell'unità kelvin. Poiché vi è una variazione minore nella tensione di uscita, la temperatura può variare.

Codice del termistore Arduino

Il codice Arduino completo per l'interfacciamento del termistore con Arduino è fornito alla fine di questo articolo. Qui abbiamo spiegato alcune parti di esso.

Per eseguire operazioni matematiche utilizziamo il file di intestazione "#include " e per il file di intestazione LCD è "#include ". Dobbiamo assegnare i pin del display LCD utilizzando il codice

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

Per impostare l'LCD al momento dell'avvio dobbiamo scrivere il codice nella parte di configurazione void

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

Per il calcolo della temperatura mediante l'equazione di Stein-Hart utilizzando la resistenza elettrica del termistore eseguiamo una semplice equazione matematica in codice come spiegato nel calcolo sopra:

float a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; float T, logRt, Tf, Tc; termistore a virgola mobile (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1.0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // Otteniamo il valore della temperatura in Kelvin da questa equazione di Stein-Hart Tc = T - 273.15; // Converti Kelvin in Celsius Tf = (Tc * 1.8) + 32.0; // Converte Kelvin in Fahrenheit return T; }

Nel codice sottostante il termistore di funzione sta leggendo il valore dal pin analogico di Arduino, lcd.print ((Thermistor (analogRead (0))));

e quel valore è preso nel codice sottostante e quindi il calcolo inizia a stampare

termistore a galleggiante (int Vo)

Misurazione della temperatura con termistore e Arduino:

Per fornire l'alimentazione ad Arduino puoi alimentarlo tramite USB al tuo laptop o collegando un adattatore 12v. Un LCD è interfacciato con Arduino per visualizzare i valori di temperatura e il termistore è collegato come da schema elettrico. Il pin analogico (A0) viene utilizzato per controllare la tensione del pin del termistore in ogni momento e dopo il calcolo utilizzando l'equazione di Stein-Hart tramite il codice Arduino siamo in grado di ottenere la temperatura e visualizzarla su LCD in gradi Celsius e Fahrenheit.