Termistori testplaan: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Selle katsekava eesmärk on näha, kas saame mõõta inimese kehatemperatuuri. See testplaan annab teile juhiseid lihtsa digitaalse termomeetri ehitamiseks, selle kalibreerimiseks, programmeerimiseks ja seejärel selle kasutamiseks, et näha, kas saate tuvastada simuleeritud palavikku (temperatuur 40 kraadi Celsiuse järgi).

Samm: koguge oma materjalid

Hea testimiskava peaks alati algama vajalike materjalide väljapanekuga.

Termistori testimiskava jaoks vajame järgmist:

Arduino Uno mikrokontroller

USB -kaabel (Arduino ühendamiseks arvutiga)

Sülearvuti

Termistor

Takistid (10 000 oomi)

Leivalaud

Keeduklaas

Vesi

Kuum taldrik

Lint

Alkoholi termomeeter

2. samm: 2. samm: vooluahela ühendamine

Järgmine samm on alustada kontuuri loomist, mis võimaldab teil termistori abil temperatuuri mõõta.

Järgige ülaltoodud diagrammi, et ühendada termistor Arduinoga viisil, mis võimaldab teil temperatuuri mõõta. Nagu näete, on teie Arduino 5 V väljund ühendatud teie termistoriga. Termistori teine ots on ühendatud 10 kOhm takisti külge. Lõpuks ühendatakse 10 kOhm takisti teine ots Arduino maandusnõelaga, lõpetades vooluringi.

Samuti märkate kollast juhet, mis ühendab termistori ja takisti vahelise ristmiku Arduino analoogsisendiga "A0". Ärge unustage seda juhet ühendada! See traat võimaldab teie Arduino'l termistorit tegelikult mõõta. Ilma selleta ei saa te mõõtmisi.

3. samm: 3. samm: Arduino programmeerimine

Järgmine samm on programmeerida oma Arduino nii, et saaksite hakata mõõtma oma termistori pinget. Selleks kopeerige ülaltoodud kood oma redaktorisse ja laadige see seejärel üles oma Arduinosse.

See kood võtab teie termistorilt lugemise üks kord sekundis ja kirjutab selle lugemise jadamonitorile. Pidage meeles: jadamonitorile kirjutatavad väärtused on pinge väärtused. Temperatuuri väärtuste saamiseks peame seadme kalibreerima.

4. samm: 4. samm: kalibreerimisandmete salvestamine

Praegu ei tooda teie Arduino temperatuuri väärtusi. Peame selle kalibreerima, mis tähendab pinge mõõtmiste seeria tegemist Arduinoga erinevatel temperatuuridel, registreerides samal ajal temperatuurid igal pinge mõõtmisel. Sel viisil saame luua diagrammi, millel on vasakul pinge väärtused ja paremal temperatuurid. Selle diagrammi põhjal saame võrrandi, mis võimaldab meil automaatselt voltide ja kraadide vahel teisendada.

Kalibreerimisandmete võtmiseks peate pliidiplaadile panema keeduklaasi vett täis ja lülitama selle sisse. Asetage alkoholitermomeeter vette ja jälgige temperatuuri tõusu. Kui temperatuur jõuab 18 kraadini, asetage termistor ka vette ja lülitage Arduino sisse, et saaksite jadamonitori lugeda.

Kui teie termomeetri temperatuur on 20 kraadi Celsiuse järgi, kirjutage see temperatuur üles. Selle kõrval kirjutage üles pinge näit, mille teie Arduino jadamonitorile paneb. Kui termomeeter näitab 21 kraadi, korrake seda. Korrake seda seni, kuni termomeetri näit on 40 kraadi Celsiuse järgi.

Nüüd peaks teil olema pinge väärtuste seeria, millest igaüks vastab kindlale temperatuurile. Sisestage need Exceli arvutustabelisse nagu ülaltoodud fotol.

5. samm: 5. samm: kalibreerimiskõvera loomine

Nüüd, kui kõik teie andmed on Excelis, kasutame neid kalibreerimiskõvera loomiseks ja võrrandi loomiseks, mis võimaldab meil pinge ja temperatuuri väärtusi teisendada.

Tõstke Excelis esile oma andmed (veenduge, et pinge väärtused on vasakul) ja valige ülaosas tööriistaribal "Lisa", seejärel klõpsake jaotises Diagrammid nuppu "Hajumis- või mulldiagramm". Graafik peaks ilmuma, millel on rida punkte. Kontrollige veelkord, kas Y-telg tähistab temperatuuriväärtusi ja X-telg pingeväärtusi.

Paremklõpsake ühel andmepunktil ja valige "Vorminda trendijoon". Ilmub dialoogiboks. Valige jaotises „Trendijoone valikud” „Lineaarne” ja seejärel allservas ruut „Kuva võrrand diagrammil”.

Teie diagramm peaks nüüd välja nägema nagu ülaltoodud fotol. Kirjutage see võrrand üles, kuna see on see, mida kavatsete oma Arduino programmeerida, et muuta pinge automaatselt temperatuuriks.

6. samm: 6. samm: süsteemi kalibreerimine

Nüüd, kui olete edukalt loonud kalibreerimiskõvera ja tuletanud võrrandi, mis võimaldab teil pingeväärtused teisendada temperatuurideks, peate oma koodi värskendama, et teie Arduino prindiks temperatuuriväärtused jadamonitorile.

Minge tagasi oma Arduino koodi ja tehke järgmised muudatused:

Selle asemel, et määrata muutuja "val" kui "int", nimetage seda "ujukiks". Seda seetõttu, et "int" tähendab täisarvu või täisarvu. Kuna me paneme "val" salvestatud pinge väärtuse võrrandisse, peame lubama sellel kümnendväärtusi, vastasel juhul on meie teisendus vale. Nimetades "val" muutuvaks "ujukiks", veendume, et meie matemaatika töötab korralikult.

Järgmisena peate lisama uue rea pärast "val = analogRead (0);". Sellele uuele reale kirjutage järgmine: "ujuktemperatuur". See loob uue muutuja, temperatuuri, mida varsti kuvame.

Järgmine samm on pinge väärtuse "val" muutmine temperatuuriks, mille saame salvestada "temperatuurile". Selleks minge tagasi oma võrrandi juurde, mille saite oma kalibreerimiskõveralt. Niikaua kui pinge on X-teljel ja temperatuur teie graafiku Y-teljel, saab võrrandi tõlkida järgmiselt: y = a*x + b muutub temperatuuriks = a*val + b. Järgmisele reale kirjutage "temperatuur = a*val + b", kus "a" ja "b" on arvud, mille saate oma kalibreerimisvõrrandist.

Seejärel muutke kustutamist "Serial.println (val)". Me ei vaata temperatuuri ise, vaid kasutame selle asemel lauset if, et otsustada, kas oleme teatud temperatuurist kõrgemal või mitte.

Lõpuks lisame koodi, mis kasutab temperatuuri teavet, et teha otsus selle kohta, kas teil on palavik või mitte. Järgmisele reale kirjutage järgmine:

kui (temperatuur> 40) {

Serial.println ("Mul on palavik!")

}

Salvestage oma kood ja laadige see Arduino.

Samm 7: samm 7: seadme testimine

Palju õnne! Olete nüüd ehitanud digitaalse termomeetri, mis saab termistori ja Arduino abil temperatuuri mõõta. Nüüd peate selle täpsust kontrollima.

Seadke keeduklaas uuesti pliidiplaadile ja alustage vee soojendamist. Asetage alkoholitermomeeter ja termistor vette. Vaadake seeriamonitori ja alkoholi termomeetrit. Kui teie seeriamonitor ütleb: "Teil on palavik!", Kirjutage alkoholitermomeetrile temperatuur ja lülitage pliit välja.

Laske vees jahtuda umbes 32 kraadini ja seejärel korrake ülaltoodud protseduuri. Tehke seda viis korda ja salvestage oma tähelepanekud ülaltoodud graafikule.

8. samm: 8. samm: arvutage seadme täpsus

Nüüd, kui olete salvestanud viis katsete katset, saate arvutada, kui kaugel teie seade tegelikust temperatuurist oli.

Pidage meeles, et seadistasime teie seadme nii, et see näitaks "Mul on palavik!" kui see tuvastas temperatuuri, mis on kõrgem või võrdne 40 kraadi Celsiuse järgi. See tähendab, et võrdleme alkoholitermomeetri väärtusi 40 kraadiga ja näeme, kui erinevad need olid.

Lahutage Excelis igast salvestatud temperatuuriväärtusest 40. See annab teile erinevuse iga tegeliku väärtuse ja teie mõõdetud väärtuste vahel. Seejärel jagage need väärtused 40 -ga ja korrutage 100 -ga. See annab meile iga mõõtmise vea protsendi.

Lõpuks keskmistage kõik oma vead protsentides. See arv on teie üldine vigade protsent. Kui täpne teie seade oli? Kas viga oli alla 5%? 1%?