Mpango wa Mtihani wa Thermistor: Hatua 8

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Lengo la mpango huu wa majaribio ni kuona ikiwa tunaweza kupima joto la mwili wa binadamu. Mpango huu wa jaribio utakupa maagizo juu ya jinsi ya kujenga kipima joto cha dijiti, kukipima, kukipanga, na kisha ukitumie kuona ikiwa unaweza kugundua homa iliyoonyeshwa (joto la nyuzi 40 Celsius).

Hatua ya 1: Hatua ya 1 - Kusanya vifaa vyako

Mpango mzuri wa mtihani unapaswa kuanza kila wakati kwa kuweka vifaa utakavyohitaji.

Kwa mpango wetu wa mtihani wa thermistor, tunahitaji yafuatayo:

Mdhibiti mdogo wa Arduino Uno

Kebo ya USB (kuunganisha Arduino na kompyuta)

Kompyuta ya Laptop

Thermistor

Resistors (10, 000 Ohm)

Bodi ya mkate

Beaker

Maji

Sahani moto

Tape

Kipima joto cha pombe

Hatua ya 2: Hatua ya 2: Kuunganisha Mzunguko wako

Hatua inayofuata ni kuanza kujenga mzunguko ambao utakuruhusu kupima joto ukitumia kipima joto.

Fuata mchoro hapo juu kuunganisha thermistor yako kwa Arduino yako kwa njia ambayo itakuruhusu kupima joto. Kama unavyoona, pato la 5V ya Arduino yako imeunganishwa na thermistor yako. Mwisho mwingine wa thermistor umeunganishwa na kontena la 10kOhm. Mwishowe, ncha nyingine ya kipinga cha 10kOhm imeunganishwa na pini ya ardhi kwenye Arduino, ikikamilisha mzunguko.

Pia utagundua waya wa manjano ambao unaunganisha makutano kati ya kipima joto na kontena kwa pini ya pembejeo ya analog "A0" kwenye Arduino. Usisahau kuunganisha waya huu! Waya hiyo ndio inayomruhusu Arduino yako kupima kweli thermistor. Bila hiyo, huwezi kupata vipimo vyovyote.

Hatua ya 3: Hatua ya 3: Kupanga Arduino yako

Hatua inayofuata ni kupanga Arduino yako ili uweze kuanza kuchukua vipimo vya voltage kwenye thermistor yako. Ili kufanya hivyo, nakili nambari iliyo hapo juu kwenye mhariri wako kisha uipakie kwenye Arduino yako.

Nambari hii itachukua usomaji kutoka kwa thermistor yako mara moja kwa sekunde, na itaandika usomaji huo kwenye mfuatiliaji wa serial. Kumbuka: maadili ambayo yataandikwa kwenye mfuatiliaji wa serial hapa ni maadili ya voltage. Ili kutoa maadili ya joto, tutahitaji kusawazisha kifaa.

Hatua ya 4: Hatua ya 4: Kurekodi Takwimu zako za Ulinganishaji

Hivi sasa, Arduino yako haitoi maadili ya joto. Tunahitaji kuiweka sawa, ambayo inamaanisha kuchukua safu ya vipimo vya voltage na Arduino kwa joto anuwai, wakati huo huo tukirekodi joto kwenye kila kipimo cha voltage. Kwa njia hii, tunaweza kuunda chati ambayo ina maadili ya voltage upande wa kushoto na joto upande wa kulia. Kutoka kwa chati hii tutaweza kupata equation ambayo itatuwezesha kubadilisha moja kwa moja kati ya volts na digrii.

Ili kuchukua data yako ya upimaji, utahitaji kuweka beaker iliyojaa maji kwenye bamba la moto na uiwashe. Weka kipima joto cha pombe ndani ya maji na angalia wakati joto linapoongezeka. Joto linapofikia nyuzi 18 Selsius, weka kipima joto chako ndani ya maji pia na washa Arduino yako ili uweze kusoma kifuatacho.

Wakati joto kwenye thermometer yako linasoma nyuzi 20 Celsius, andika joto hilo. Karibu nayo, andika usomaji wa voltage ambayo Arduino yako inaweka kwenye mfuatiliaji wa serial. Wakati kipima joto kinasoma nyuzi 21 Celsius, rudia hii. Endelea kurudia hadi kipimajoto chako kisome digrii 40 za Celsius.

Sasa unapaswa kuwa na safu ya maadili ya voltage, na kila moja inalingana na joto maalum. Ingiza hizi kwenye lahajedwali la Excel kama kwenye picha hapo juu.

Hatua ya 5: Hatua ya 5: Kuunda Curve yako ya Calibration

Sasa kwa kuwa data yako yote iko kwenye Excel, tutatumia kuunda curve ya calibration na kutoa equation ambayo itatuwezesha kubadilisha kati ya maadili ya voltage na joto.

Katika Excel, onyesha data yako (hakikisha viwango vya voltage viko kushoto) na uchague "Ingiza" kwenye upau wa zana hapo juu, kisha bonyeza "Tawanya au Chati ya Bubble" kutoka sehemu ya Chati. Grafu inapaswa kutokea na safu ya nukta juu yake. Angalia mara mbili kuwa mhimili wa Y unawakilisha maadili ya joto na mhimili wa X unawakilisha maadili ya voltage.

Bonyeza kulia kwenye moja ya vidokezo vya data na uchague "Fomati Mstari wa Mfumo". Sanduku la mazungumzo litaonekana. Chini ya "Chaguzi za laini", chagua "Linear", halafu chini chagua kisanduku kinachosema "Onyesha Mlingano kwenye chati".

Chati yako sasa inapaswa kuonekana kama ile iliyo kwenye picha hapo juu. Andika usawa huo, kwani ndivyo utakavyopanga kwenye Arduino yako ili kuibadilisha voltage kuwa joto moja kwa moja.

Hatua ya 6: Hatua ya 6: Kusawazisha Mfumo wako

Sasa kwa kuwa umefanikiwa kuunda curve ya calibration na kupata equation ambayo hukuruhusu kubadilisha maadili ya voltage kuwa joto, lazima usasishe nambari yako ili Arduino yako ichapishe maadili ya joto kwa mfuatiliaji wa serial.

Rudi kwenye nambari yako ya Arduino na ufanye mabadiliko yafuatayo:

Badala ya kuanzisha "val" inayobadilika kama "int", iite kama "kuelea". Hii ni kwa sababu "int" inamaanisha nambari kamili, au nambari nzima. Kwa kuwa tutaweka thamani ya voltage iliyohifadhiwa katika "val" kupitia equation, tunahitaji kuiruhusu iwe na maadili ya desimali au sivyo ubadilishaji wetu hautakuwa sahihi. Kwa kuita "val" kama "kuelea", tutahakikisha hesabu zetu zinafanya kazi vizuri.

Ifuatayo unahitaji kuongeza laini mpya baada ya "val = analogRead (0);". Kwenye laini hii mpya, andika yafuatayo: "joto la kuelea". Hii itaanzisha tofauti mpya, joto, ambalo tutalionyesha hivi karibuni.

Hatua inayofuata ni kubadilisha thamani ya voltage katika "val" kuwa joto ambalo tunaweza kuhifadhi katika "joto". Ili kufanya hivyo, rudi kwenye equation yako ambayo umepata kutoka kwa safu yako ya upimaji. Ilimradi voltage iko kwenye mhimili wa X na joto liko kwenye mhimili wa Y wa grafu yako, basi equation inaweza kutafsiriwa kama ifuatavyo: y = a * x + b inakuwa joto = a * val + b. Kwenye mstari unaofuata, andika "joto = a * val + b", ambapo "a" na "b" ni nambari ambazo unapata kutoka kwa hesabu yako ya upimaji.

Ifuatayo, badilisha kufuta "Serial.println (val)". Hatutazingatia joto yenyewe, lakini badala yake tutatumia taarifa ya kuamua ikiwa tuko juu ya joto fulani au la.

Mwishowe, tutaongeza kipande cha nambari ambacho kitatumia habari ya joto kufanya uamuzi kuhusu ikiwa una homa au la. Kwenye mstari unaofuata, andika yafuatayo:

ikiwa (joto> 40) {

Serial.println ("Nina homa!")

}

Hifadhi nambari yako na uipakie kwenye Arduino.

Hatua ya 7: Hatua ya 7: Kupima Kifaa chako

Hongera! Sasa umeunda kipima joto cha dijiti ambacho kinaweza kupima joto kwa kutumia kipima joto na Arduino. Sasa lazima ujaribu kwa usahihi.

Weka beaker yako kwenye bamba la moto tena na anza kupasha maji. Weka kipima joto chako na kipima joto ndani ya maji. Angalia mfuatiliaji wa serial pamoja na kipima joto cha pombe. Wakati mfuatiliaji wako wa serial anasema "Una homa!", Andika joto kwenye kipima joto cha pombe yako na uzime sahani moto.

Acha maji yapoe hadi digrii 32 za Celsius na kisha urudia utaratibu hapo juu. Fanya hivi mara 5, na uandike uchunguzi wako kwenye chati kama hiyo hapo juu.

Hatua ya 8: Hatua ya 8: Kokotoa Usahihi wa Kifaa chako

Sasa kwa kuwa umeandika majaribio 5 ya majaribio, unaweza kuhesabu jinsi kifaa chako kilikuwa mbali na joto la kweli.

Kumbuka kwamba tulianzisha kifaa chako ili kiweze kuonyesha "Nina homa!" wakati wowote iligundua joto kubwa kuliko au sawa na nyuzi 40 Celsius. Hiyo inamaanisha tutalinganisha viwango vya kipima joto vya pombe na digrii 40 na tuone jinsi zilikuwa tofauti.

Katika Excel, toa 40 kutoka kila thamani ya joto uliyorekodi. Hii inakupa tofauti kati ya kila thamani ya kweli na maadili yako yaliyopimwa. Ifuatayo, gawanya maadili haya kwa 40, na uzidishe kwa 100. Hii itatupa kosa la asilimia kwa kila kipimo.

Mwishowe, wastani wa makosa yako ya asilimia. Nambari hii ni kosa lako la asilimia kwa jumla. Kifaa chako kilikuwa sahihi kiasi gani? Je! Kosa lilikuwa asilimia chini ya 5%? 1%?