Plani i Testit të Termistorit: 8 Hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Qëllimi i këtij plani testimi është të shohim nëse mund të matim temperaturën e trupit të njeriut. Ky plan testi do t'ju japë udhëzime se si të ndërtoni një termometër të thjeshtë dixhital, ta kalibroni, ta programoni dhe pastaj ta përdorni për të parë nëse mund të zbuloni një ethe të simuluar (një temperaturë prej 40 gradë Celsius).

Hapi 1: Hapi 1 - Mblidhni materialet tuaja

Një plan i mirë testimi duhet të fillojë gjithmonë duke parashtruar materialet që ju nevojiten.

Për planin tonë të testimit të termistorit, ne kërkojmë sa vijon:

Mikrokontrolluesi Arduino Uno

Kabllo USB (për të lidhur Arduino me kompjuterin)

Kompjuter laptop

Termistor

Rezistentët (10, 000 Ohm)

Breadboard

Gotë

Ujë

Pjatë e nxehtë

Kasetë

Termometër alkoolik

Hapi 2: Hapi 2: Lidhja e qarkut tuaj

Hapi tjetër është të filloni ndërtimin e qarkut që do t'ju lejojë të matni temperaturën duke përdorur termistorin.

Ndiqni diagramin e mësipërm për të lidhur termistorin tuaj me Arduino -n tuaj në një mënyrë që do t'ju lejojë të matni temperaturën. Siç mund ta shihni, dalja 5V e Arduino -s tuaj është e lidhur me termistorin tuaj. Fundi tjetër i termistorit është i lidhur me rezistencën 10kOhm. Së fundi, skaji tjetër i rezistencës 10kOhm është i lidhur me kunjin e tokëzimit në Arduino, duke përfunduar qarkun.

Ju gjithashtu do të vini re tela të verdhë që lidh kryqëzimin midis termistorit dhe rezistencës me pinin e hyrjes analoge "A0" në Arduino. Mos harroni të lidhni këtë tel! Ky tel është ai që lejon Arduino -n tuaj që në fakt të masë termistorin. Pa të, nuk do të merrni asnjë matje.

Hapi 3: Hapi 3: Programimi i Arduino -s tuaj

Hapi tjetër është të programoni Arduino -n tuaj në mënyrë që të filloni të bëni matje të tensionit në termistorin tuaj. Për ta bërë këtë, kopjoni kodin e mësipërm në redaktorin tuaj dhe pastaj ngarkojeni atë në Arduino tuaj.

Ky kod do të marrë një lexim nga termistori juaj një herë në sekondë dhe do ta shkruajë atë lexim në monitorin serik. Mos harroni: vlerat që do të shkruhen në monitorin serik këtu janë vlerat e tensionit. Për të prodhuar vlerat e temperaturës, do të na duhet të kalibrojmë pajisjen.

Hapi 4: Hapi 4: Regjistrimi i të dhënave tuaja të kalibrimit

Tani për tani, Arduino juaj nuk po prodhon vlera të temperaturës. Ne duhet ta kalibrojmë atë, që do të thotë të marrim një sërë matjesh të tensionit me Arduino në temperatura të ndryshme, ndërsa regjistrojmë njëkohësisht temperaturat në secilën matje të tensionit. Në këtë mënyrë, ne mund të krijojmë një tabelë që ka vlera të tensionit në të majtë dhe temperatura në të djathtë. Nga kjo tabelë do të jemi në gjendje të dalim me një ekuacion që do të na lejojë të konvertojmë automatikisht midis volt dhe gradë.

Për të marrë të dhënat tuaja të kalibrimit, do t'ju duhet të vendosni një gotë të mbushur me ujë në një pjatë të nxehtë dhe ta ndizni. Vendosni një termometër alkooli në ujë dhe shikoni se si rritet temperatura. Kur temperatura arrin 18 gradë Celsius, vendoseni edhe termistorin tuaj në ujë dhe ndizni Arduino -n tuaj në mënyrë që të mund të lexoni monitorin serik.

Kur temperatura në termometrin tuaj të lexojë 20 gradë Celsius, shkruani atë temperaturë. Pranë tij, shkruani leximin e tensionit që Arduino juaj po vendos në monitorin serik. Kur termometri lexon 21 gradë Celsius, përsëriteni këtë. Vazhdoni ta përsërisni derisa termometri juaj të lexojë 40 gradë Celsius.

Tani duhet të keni një seri vlerash të tensionit, secila me një temperaturë të caktuar. Futini këto në një tabelë Excel si në foton e mësipërme.

Hapi 5: Hapi 5: Krijimi i Kurbës tuaj të Kalibrimit

Tani që të gjitha të dhënat tuaja janë në Excel, ne do t'i përdorim ato për të krijuar një kurbë kalibrimi dhe për të gjeneruar një ekuacion që do të na lejojë të konvertojmë midis vlerave të tensionit dhe temperaturës.

Në Excel, nënvizoni të dhënat tuaja (sigurohuni që vlerat e tensionit të jenë në të majtë) dhe zgjidhni "Fut" në shiritin e veglave në krye, pastaj klikoni "Grafiku i shpërndarjes ose flluskave" nga seksioni Grafikët. Një grafik duhet të shfaqet me një seri pikash mbi të. Kontrolloni dy herë që boshti Y përfaqëson vlerat e temperaturës dhe boshti X përfaqëson vlerat e tensionit.

Klikoni me të djathtën në njërën nga pikat e të dhënave dhe zgjidhni "Format Trendline". Do të shfaqet një kuti dialogu. Nën "Opsionet e Trendline", zgjidhni "Linear", dhe pastaj në pjesën e poshtme zgjidhni kutinë që thotë "Display Equation on chart".

Grafiku juaj tani duhet të duket si ai në foton e mësipërme. Shkruani atë ekuacion, pasi kjo është ajo që do të programoni në Arduino tuaj për ta bërë atë të konvertojë tensionin në temperaturë automatikisht.

Hapi 6: Hapi 6: Kalibrimi i sistemit tuaj

Tani që keni krijuar me sukses një kurbë kalibrimi dhe keni nxjerrë ekuacionin që ju lejon të konvertoni vlerat e tensionit në temperatura, duhet të azhurnoni kodin tuaj në mënyrë që Arduino juaj të printojë vlerat e temperaturës në monitorin serik.

Kthehuni përsëri në kodin tuaj Arduino dhe bëni ndryshimet e mëposhtme:

Në vend që të vendosni ndryshoren "val" si një "int", quajeni atë si një "noton". Kjo ndodh sepse "int" do të thotë numër i plotë, ose një numër i plotë. Meqenëse ne do të vendosim vlerën e tensionit të ruajtur në "val" përmes një ekuacioni, ne duhet ta lejojmë atë të ketë vlera dhjetore ose përndryshe konvertimi ynë do të jetë i pasaktë. Duke e quajtur "val" si një ndryshore "float", ne do të sigurohemi që matematika jonë të funksionojë siç duhet.

Tjetra ju duhet të shtoni një linjë të re pas "val = analogRead (0);". Në këtë rresht të ri, shkruani sa vijon: "temperatura e notimit". Kjo do të krijojë një ndryshore të re, temperaturën, të cilën do ta shfaqim së shpejti.

Hapi tjetër është konvertimi i vlerës së tensionit në "val" në një temperaturë që mund ta ruajmë në "temperaturë". Për ta bërë këtë, kthehuni tek ekuacioni juaj që keni marrë nga kurba juaj e kalibrimit. Përderisa tensioni është në boshtin X dhe temperatura është në boshtin Y të grafikut tuaj, atëherë ekuacioni mund të përkthehet si më poshtë: y = a*x + b bëhet temperaturë = a*val + b. Në rreshtin tjetër, shkruani "temperatura = a*val + b", ku "a" dhe "b" janë numra që merrni nga ekuacioni juaj i kalibrimit.

Tjetra, ndryshoni fshirjen "Serial.println (val)". Ne nuk do të shikojmë në vetë temperaturën, por në vend të kësaj do të përdorim një deklaratë if për të vendosur nëse jemi mbi një temperaturë të caktuar apo jo.

Së fundi, ne do të shtojmë një pjesë të kodit që do të përdorë informacionin e temperaturës për të marrë një vendim nëse keni apo jo ethe. Në rreshtin tjetër, shkruani sa vijon:

nëse (temperatura> 40) {

Serial.println ("Kam ethe!")

}

Ruani kodin tuaj dhe ngarkojeni atë në Arduino.

Hapi 7: Hapi 7: Testimi i pajisjes tuaj

Urime! Tani keni ndërtuar një termometër dixhital që mund të masë temperaturën duke përdorur një termistor dhe një Arduino. Tani duhet ta provoni për saktësinë.

Vendoseni përsëri gotën tuaj në pjatën e nxehtë dhe filloni të ngrohni ujin. Vendosni termometrin dhe termistorin tuaj të alkoolit në ujë. Shikoni monitorin Serial si dhe termometrin e alkoolit. Kur monitori juaj Serial thotë "Ju keni ethe!", Shkruani temperaturën në termometrin tuaj të alkoolit dhe fikni pjatën e nxehtë.

Lëreni ujin të ftohet në rreth 32 gradë Celsius dhe më pas përsëritni procedurën e mësipërme. Bëni këtë 5 herë dhe regjistroni vëzhgimet tuaja në një tabelë si ajo e mësipërme.

Hapi 8: Hapi 8: Llogaritni saktësinë e pajisjes tuaj

Tani që keni regjistruar 5 sprova testesh, mund të llogaritni sa larg ishte pajisja juaj nga temperatura e vërtetë.

Mos harroni se ne kemi vendosur pajisjen tuaj në mënyrë që të tregojë "Unë kam ethe!" sa herë që zbulonte një temperaturë më të madhe ose të barabartë me 40 gradë Celsius. Kjo do të thotë që ne do të krahasojmë vlerat e termometrit të alkoolit në 40 gradë dhe do të shohim se sa të ndryshme ishin ato.

Në Excel, zbritni 40 nga secila vlerë e temperaturës që keni regjistruar. Kjo ju jep ndryshimin midis secilës vlerë të vërtetë dhe vlerave tuaja të matura. Tjetra, ndajini këto vlera me 40 dhe shumëzoni me 100. Kjo do të na japë përqindjen e gabimit për secilën matje.

Së fundi, mesatarizoni të gjitha gabimet tuaja në përqindje. Ky numër është gabimi juaj i përgjithshëm në përqindje. Sa e saktë ishte pajisja juaj? A ishte përqindja e gabimit nën 5%? 1%?