Թերմիստորի փորձարկման ծրագիր `8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Այս փորձարկման ծրագրի նպատակն է տեսնել, թե արդյոք մենք կարող ենք չափել մարդու մարմնի ջերմաստիճանը: Այս թեստային ծրագիրը ձեզ կտա հրահանգներ, թե ինչպես կարելի է կառուցել պարզ թվային ջերմաչափ, չափաբերել այն, ծրագրավորել այն, այնուհետև օգտագործել այն ՝ տեսնելու համար, թե արդյոք կարող եք հայտնաբերել մոդելավորված տենդ (ջերմաստիճան 40 աստիճան)ելսիուս):

Քայլ 1: Քայլ 1 - Հավաքեք ձեր նյութերը

Փորձարկման լավ ծրագիրը միշտ պետք է սկսվի `անհրաժեշտ նյութերը շարադրելով:

Թերմիստորի փորձարկման ծրագրի համար մենք պահանջում ենք հետևյալը.

Arduino Uno միկրոկառավարիչ

USB մալուխ (Arduino- ն համակարգչին միացնելու համար)

Նոթբուք համակարգիչ

Թերմիստոր

Ռեզիստորներ (10, 000 Օմ)

Breadboard

Գավաթ

Ուր

Տաք ափսե

Կասետային

Ալկոհոլային ջերմաչափ

Քայլ 2: Քայլ 2: Միացրեք ձեր սխեման

Հաջորդ քայլը պետք է սկսել միացման սխեմայի կառուցումը, որը թույլ կտա չափել ջերմաստիճանը թերմիստորի միջոցով:

Հետևեք վերևի գծապատկերին `ձեր ջերմաչափը ձեր Arduino- ին միացնելու համար, որը թույլ կտա չափել ջերմաստիճանը: Ինչպես տեսնում եք, ձեր Arduino- ի 5V ելքը միացված է ձեր թերմիստորին: Թերմիստորի մյուս ծայրը միացված է 10kOhm ռեզիստորին: Ի վերջո, 10kOhm դիմադրության մյուս ծայրը միացված է Arduino- ի գրունտային քորոցին ՝ ավարտելով շրջանը:

Դուք նաև կնկատեք դեղին մետաղալարը, որը թերմիստորի և դիմադրության միջև միացումը կապում է Arduino- ի «A0» անալոգային մուտքի քորոցին: Մի մոռացեք միացնել այս մետաղալարը: Այդ մետաղալարն այն է, որը թույլ է տալիս ձեր Arduino- ին իրականում չափել թերմիստորը: Առանց դրա, դուք ոչ մի չափում չեք ստանա:

Քայլ 3. Քայլ 3. Programրագրավորեք ձեր Arduino- ն

Հաջորդ քայլն այն է, որ ծրագրավորեք ձեր Arduino- ն այնպես, որ կարողանաք սկսել ձեր տերմիստորի լարման չափումները: Դա անելու համար պատճենեք վերը նշված կոդը ձեր խմբագրիչում, այնուհետև վերբեռնեք այն ձեր Arduino- ում:

Այս ծածկագիրը մեկ անգամ մեկ վայրկյանում կարդալու է ձեր թերմիստորից և գրելու է այդ ընթերցումը սերիական մոնիտորի վրա: Հիշեք. Այն արժեքները, որոնք գրվելու են այստեղ սերիական մոնիտորի վրա, լարման արժեքներն են: Temperatureերմաստիճանի արժեքներ արտադրելու համար մենք պետք է չափագրենք սարքը:

Քայլ 4: Քայլ 4. Ձեր ճշգրտման տվյալների գրանցում

Այս պահին ձեր Arduino- ն չի արտադրում ջերմաստիճանի արժեքներ: Մենք պետք է չափագրենք այն, ինչը նշանակում է Arduino- ի հետ մի շարք լարման չափումներ կատարել տարբեր ջերմաստիճաններում ՝ միաժամանակ գրանցելով ջերմաստիճանը լարման յուրաքանչյուր չափման ժամանակ: Այսպիսով, մենք կարող ենք ստեղծել գծապատկեր, որն ունի լարման արժեքներ ձախ կողմում և ջերմաստիճան աջ կողմում: Այս գծապատկերից մենք կկարողանանք գալ մի հավասարման, որը թույլ կտա մեզ ինքնաբերաբար փոխարկել վոլտերի և աստիճանների միջև:

Կալիբրացիայի տվյալները վերցնելու համար ձեզ հարկավոր է տաք ափսեի մեջ դնել ջրով լի բաժակ և միացնել այն: Տեղադրեք ալկոհոլային ջերմաչափ ջրի մեջ և դիտեք, թե ինչպես է ջերմաստիճանը բարձրանում: Երբ ջերմաստիճանը հասնում է degreesելսիուսի 18 աստիճանի, տեղադրեք նաև ձեր թերմիստորը ջրի մեջ և միացրեք ձեր Arduino- ն, որպեսզի կարողանաք կարդալ սերիական մոնիտորը:

Երբ ձեր ջերմաչափի ջերմաստիճանը 20 աստիճան է, գրեք այդ ջերմաստիճանը: Կողքին գրեք լարման ցուցիչը, որը ձեր Arduino- ն դնում է սերիական մոնիտորի վրա: Երբ ջերմաչափը կարդում է 21 աստիճան Celsius, կրկնում է սա: Շարունակեք կրկնել այն, մինչև ձեր ջերմաչափը չի կարդալ 40 աստիճան Celsius:

Այժմ դուք պետք է ունենաք մի շարք լարման արժեքներ, որոնցից յուրաքանչյուրը համապատասխանում է որոշակի ջերմաստիճանի: Մուտքագրեք դրանք Excel- ի աղյուսակում, ինչպես վերը նշված լուսանկարում:

Քայլ 5: Քայլ 5. Ստեղծեք ձեր ճշգրտման կորը

Այժմ, երբ ձեր բոլոր տվյալները գտնվում են Excel- ում, մենք կօգտագործենք այն `ճշգրտման կորի ստեղծման և հավասարման ստեղծման համար, որը թույլ կտա մեզ փոխարկել լարման և ջերմաստիճանի արժեքների միջև:

Excel- ում ընդգծեք ձեր տվյալները (համոզվեք, որ լարման արժեքները ձախ կողմում են) և վերևի գործիքագոտում ընտրեք «Տեղադրեք», այնուհետև «Գծապատկերներ» բաժնից կտտացրեք «atրվել կամ պղպջակների գծապատկեր»: Գրաֆիկը պետք է հայտնվի մի շարք կետերով: Կրկնակի ստուգեք, որ Y առանցքը ներկայացնում է ջերմաստիճանի արժեքները, իսկ X առանցքը ներկայացնում է լարման արժեքները:

Աջ սեղմեք տվյալների կետերից մեկի վրա և ընտրեք «Format Trendline»: Կհայտնվի երկխոսության տուփ: «Թրենդային ընտրանքներ» բաժնում ընտրեք «Գծային», այնուհետև ներքևում ընտրեք այն դաշտը, որն ասում է «Displayուցադրել հավասարումը գծապատկերում»:

Այժմ ձեր գծապատկերը պետք է նման լինի վերևի լուսանկարին: Գրեք այդ հավասարումը, քանի որ դա այն է, ինչ դուք պատրաստվում եք ծրագրավորել ձեր Arduino- ում, որպեսզի այն լարման ինքնաբերաբար փոխակերպի ջերմաստիճանի:

Քայլ 6: Քայլ 6: Կալիբրացում ձեր համակարգը

Այժմ, երբ դուք հաջողությամբ ստեղծել եք ճշգրտման կոր և ստացել եք այն հավասարումը, որը թույլ է տալիս փոխարկել լարման արժեքները ջերմաստիճանի, դուք պետք է թարմացնեք ձեր կոդը, որպեսզի ձեր Arduino- ն տպի ջերմաստիճանի արժեքները սերիական մոնիտորի վրա:

Վերադարձեք ձեր Arduino կոդին և կատարեք հետևյալ փոփոխությունները.

«Val» փոփոխականը որպես «int» հաստատելու փոխարեն այն անվանեք «float»: Դա պայմանավորված է նրանով, որ «int» նշանակում է ամբողջ թիվ կամ ամբողջ թիվ: Քանի որ մենք մտնելու ենք «val» - ում պահվող լարման արժեքը հավասարման միջոցով, մենք պետք է թույլ տանք, որ այն ունենա տասնորդական արժեքներ, այլապես մեր փոխարկումը սխալ կլինի: «Val» - ը որպես «float» փոփոխական անվանելով ՝ մենք կհամոզվենք, որ մեր մաթեմատիկան ճիշտ է աշխատում:

Հաջորդը պետք է ավելացնել նոր տող «val = analogRead (0);» - ից հետո: Այս նոր տողի վրա գրեք հետևյալը ՝ «բոց ջերմաստիճան»: Սա կհաստատի նոր փոփոխական ՝ ջերմաստիճանը, որը մենք կարճ ժամանակում կցուցադրենք:

Հաջորդ քայլը «val» - ում լարման արժեքը փոխակերպել ջերմաստիճանի, որը մենք կարող ենք պահել «ջերմաստիճանում»: Դա անելու համար վերադարձեք ձեր հավասարման ստացմանը, որը ստացել եք ձեր ճշգրտման կորից: Քանի դեռ լարումը X առանցքի վրա է, իսկ ջերմաստիճանը ՝ ձեր գրաֆիկի Y առանցքի վրա, ապա հավասարումը կարող է թարգմանվել հետևյալ կերպ. Y = a*x + b դառնում ջերմաստիճան = a*val + b: Հաջորդ տողում գրեք «ջերմաստիճան = a*val + b», որտեղ «a» և «b» թվերն են, որոնք ստանում եք ձեր չափման հավասարումից:

Հաջորդը, փոխեք ջնջումը "Serial.println (val)": Մենք չենք պատրաստվում նայել ինքնին ջերմաստիճանին, այլ փոխարենը կօգտագործենք if հայտարարությունը `որոշելու համար, թե մենք որոշակի ջերմաստիճանից բարձր ենք, թե ոչ:

Ի վերջո, մենք մտադիր ենք ավելացնել մի կտոր կոդ, որը կօգտագործի ջերմաստիճանի մասին տեղեկատվությունը `որոշում կայացնելու, թե արդյոք դուք ունեք ջերմություն: Հաջորդ տողում գրեք հետևյալը.

եթե (ջերմաստիճանը> 40) {

Serial.println («Ես ջերմություն ունեմ»)

}

Պահեք ձեր ծածկագիրը և վերբեռնեք այն Arduino- ում:

Քայլ 7: Քայլ 7: Սարքի փորձարկում

Շնորհավորում եմ: Այժմ դուք կառուցել եք թվային ջերմաչափ, որը կարող է չափել ջերմաստիճանը `օգտագործելով թերմիստոր և Arduino: Այժմ դուք պետք է ստուգեք այն ճշգրտության համար:

Նորից դրեք բաժակը տաք ափսեի վրա և սկսեք տաքացնել ջուրը: Տեղադրեք ձեր ալկոհոլային ջերմաչափը և ջերմիստորը ջրի մեջ: Դիտեք Սերիայի մոնիտորը, ինչպես նաև ալկոհոլի ջերմաչափը: Երբ ձեր Սերիայի մոնիտորն ասում է «Դուք ջերմություն ունեք», գրեք ձեր ալկոհոլային ջերմաչափի ջերմաստիճանը և անջատեք տաք ափսեը:

Թող ջուրը սառչի մինչև 32 աստիճան Celsius և կրկնի վերը նշված ընթացակարգը: Դա արեք 5 անգամ և ձեր դիտարկումները գրանցեք վերը նշված աղյուսակում:

Քայլ 8: Քայլ 8. Հաշվեք ձեր սարքի ճշգրտությունը

Այժմ, երբ գրանցել եք թեստերի 5 փորձարկում, կարող եք հաշվարկել, թե որքան հեռու էր ձեր սարքը իրական ջերմաստիճանից:

Հիշեք, որ մենք ստեղծել ենք ձեր սարքը այնպես, որ այն ցույց տա «Ես ջերմություն ունեմ»: երբ այն հայտնաբերում էր 40 աստիճանից բարձր կամ հավասար ջերմաստիճան: Դա նշանակում է, որ մենք ալկոհոլի ջերմաչափի արժեքները կհամեմատենք 40 աստիճանի և կտեսնենք, թե որքանով են դրանք տարբեր:

Excel- ում հանած յուրաքանչյուր ջերմաստիճանի արժեքից հանեք 40 -ը: Սա ձեզ տալիս է տարբերություն յուրաքանչյուր իրական արժեքի և ձեր չափված արժեքների միջև: Հաջորդը, բաժանեք այս արժեքները 40 -ով և բազմապատկեք 100 -ով: Սա մեզ կտա յուրաքանչյուր չափման սխալի տոկոսը:

Ի վերջո, միջինը ձեր բոլոր տոկոսային սխալները: Այս թիվը ձեր ընդհանուր սխալի տոկոսն է: Որքանո՞վ էր ճշգրիտ ձեր սարքը: Արդյո՞ք տոկոսային սխալը 5%-ից ցածր էր: 1%?