Sensorer ya Joto la DIY Kutumia Diode Moja: Hatua 3

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Kwa hivyo kama moja ya ukweli juu ya makutano ya PN ni kwamba kushuka kwa voltage yao ya mbele hubadilika kulingana na sasa ya kupita na kwa joto la makutano pia, tutatumia hii kufanya sensorer ya joto rahisi.

Usanidi huu hutumiwa kwa kawaida katika Mizunguko mingi Iliyounganishwa kupima joto lake la ndani na sensorer nyingi za joto kama LM35 maarufu ambayo inategemea mali hii.

Kushuka tu kwa diode ya mbele ya diode (ambayo ni makutano ya PN moja) hubadilika kadri kiwango cha sasa kinachopita kinabadilika, pia joto la diode linapobadilisha kushuka kwa voltage kutabadilika (Kama joto linavyoongezeka, mbele kushuka kunapungua kwa thamani ya (mililita 1.0Volts hadi milimita 2.0Volts kwa diode za silicon na 2.5 milliVolts kwa diode za germanium).

Kwa hivyo kwa kupitisha mkondo wa mara kwa mara kupitia diode kushuka kwa voltage ya mbele inapaswa sasa kutofautiana kulingana na joto la diode. Tunahitaji tu sasa kupima voltage ya mbele ya diode, tumia hesabu rahisi na hapa hapa kuna sensor yako ya joto !!!

Vifaa

1 - 1n4007 diode # 12 - 1 Kohm resistor # 13 - bodi ya Arduino

Hatua ya 1: Mchoro wa Mzunguko

Kama unavyoona katika mpango ni rahisi sana. kwa kuunganisha diode mfululizo na kipingaji cha sasa cha kizuizi na chanzo thabiti cha voltage tunaweza kupata chanzo kibaya cha sasa cha kawaida, kwa hivyo voltage iliyopimwa kwenye diode itatofautiana tu kwa sababu ya mabadiliko ya joto. chini sana kwamba sasa nyingi hupita kupitia diode na hufanya kupokanzwa kwa kibinafsi kwenye diode, pia sio kipingaji cha juu sana kwa hivyo kupita kwa sasa haitoshi kudumisha uhusiano wa laini kati ya voltage ya mbele na joto.

kipinzani cha kilo 1 cha Ohm na usambazaji wa 5V inapaswa kusababisha diodi ya sasa ya milliAmpere ambayo ni thamani ya kutosha kwa kusudi hili. Mimi (diode) = VCC / (Rseries + Rdiode)

Hatua ya 2: Usimbuaji

Tunahitaji kukumbuka kuwa kuna maadili kadhaa ya kurekebisha nambari ili kupata matokeo bora kama:

1 - VCC_Voltage: kama thamani ya AnalogRead () inategemea VCC ya chip ya ATmega basi tunahitaji kuiongeza kwa equation baada ya kuipima kwenye bodi ya arduino.

2 - V_OLD_0_C: kushuka kwa voltage ya diode iliyotumiwa kwa sasa ya 4 mA na joto la 0 Celsius

3 - Joto la joto: kiwango cha joto cha diode yako (ni bora kupata kutoka kwa data) au unaweza kuipima kwa kutumia equation hii: Vnew - Vold = K (Tnew - Told)

wapi:

Vnew = voltage mpya ya kushuka baada ya kupasha diode

Vold = kipimo cha kushuka kwa voltage kwenye joto la kawaida la chumba

Tnew = joto ambapo diode ilikuwa moto

Imeambiwa = joto la zamani la chumba ambalo Vold alipimwa

K = Joto_Coefficient (thamani hasi tofauti kati ya -1.0 hadi -2.5 milliVolts) Mwishowe sasa unaweza kupakia nambari hiyo na kupata matokeo yako ya joto.

#fafanua Sens_Pin A0 // PA0 kwa bodi ya STM32F103C8

mara mbili V_OLD_0_C = 690.0; // 690 mV Voltage ya kusambaza kwa 0 Celsius saa 4 mA ya sasa ya mtihani

mara mbili V_NEW = 0; // Voltage mpya ya mbele kwa joto la kawaida kwa mA ya jaribio la Joto la sasa mara mbili = 0.0; // Chumba kilichohesabiwa joto mara mbili Joto_Coefficient = -1.6; //-1.6 mV mabadiliko kwa digrii Celsius (-2.5 kwa diode za germanium), bora kupata kutoka kwa diode ya data ya diode mara mbili VCC_Voltage = 5010.0; // Voltage iliyopo kwenye reli ya 5V ya arduino katika milliVolts (inahitajika kwa usahihi bora) (3300.0 kwa stm32)

usanidi batili () {

// weka nambari yako ya usanidi hapa, kukimbia mara moja: pinMode (Sens_Pin, INPUT); Kuanzia Serial (9600); }

kitanzi batili () {

// weka nambari yako kuu hapa, kukimbia mara kwa mara: V_NEW = analogRead (Sens_Pin) * VCC_Voltage / 1024.0; // gawanya na 4.0 ikiwa unatumia Joto la ADC 12 = ((V_NEW - V_OLD_0_C) / Joto_Coefficient);

Serial.print ("Temp =");

Printa ya serial (Joto); Serial.println ("C");

kuchelewesha (500);

}

Hatua ya 3: Kupata Maadili Bora

Nadhani inashauriwa kuwa na kifaa cha kupima joto kinachoaminika kando yako wakati wa kufanya mradi huu.

unaweza kuona kuwa kuna hitilafu inayoonekana katika usomaji ambayo inaweza kufikia digrii 3 au 4 za Celsius kwa hivyo kosa hili linatoka wapi?

1 - unaweza kuhitaji kurekebisha vigeuzi vilivyotajwa katika hatua ya awali

2 - azimio la ADC la arduino ni la chini kuliko kile tunachohitaji kugundua tofauti ndogo ya voltage

3 - kumbukumbu ya voltage ya arduino (5V) ni kubwa sana kwa mabadiliko haya madogo ya voltage kwenye diode

Kwa hivyo ikiwa utatumia usanidi huu kama sensorer ya joto, unapaswa kujua kwamba ingawa ni ya bei rahisi na rahisi, sio sahihi lakini inaweza kukupa wazo nzuri sana juu ya halijoto ya mfumo wako iwe iko kwenye PCB au imewekwa kwa kuendesha gari nk…

Hii inaweza kufundishwa kutumia kiwango kidogo cha vifaa iwezekanavyo Lakini ikiwa unataka kupata matokeo sahihi zaidi kutoka kwa wazo hili unaweza kufanya mabadiliko:

1 - ongeza ukuzaji na hatua za kuchuja kwa kutumia op-amps kama ilivyo kwenye kiunga hiki2 - tumia kidhibiti cha chini cha kumbukumbu ya analog kama bodi za STM32F103C8 zilizo na voltage ya rejeleo ya Volts 3.3 (angalia nambari 4) 3 - tumia rejea ya ndani ya Analog 1.1 V katika arduino lakini fahamu kuwa huwezi kuunganisha zaidi ya 1.1 Volt kwa pini yoyote ya analog ya arduino.

unaweza kuongeza laini hii katika kazi ya usanidi:

Rejea ya Analog (YA NDANI);

4 - Tumia mdhibiti mdogo ambaye ana azimio kubwa ADC kama STM32F103C8 ambayo ina azimio la ADC 12 Kwa hivyo kwa kifupi, usanidi huu wa arduino unaweza kutoa muhtasari mzuri juu ya halijoto ya mfumo wako lakini sio matokeo sahihi (takriban 4.88 mV / Usomaji)

usanidi wa STM32F103C8 utakupa matokeo sahihi kabisa kwani ina ADC ya juu ya 12-bit na kiwango cha chini cha kumbukumbu ya 3.3V ya analog (takriban 0.8 mV / Reading)

Kweli, ndio hivyo !!: D