Plano sa Pagsubok ng Thermistor: 8 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ang layunin ng plano sa pagsubok na ito ay upang makita kung masusukat natin ang temperatura ng katawan ng tao. Ang plano sa pagsubok na ito ay magbibigay sa iyo ng mga tagubilin sa kung paano bumuo ng isang simpleng digital thermometer, i-calibrate ito, i-program ito, at pagkatapos ay gamitin ito upang makita kung maaari mong makita ang isang simulate fever (isang temperatura na 40 degree Celsius).

Hakbang 1: Hakbang 1 - Ipunin ang Iyong Mga Materyales

Ang isang mahusay na plano sa pagsubok ay dapat palaging magsimula sa pamamagitan ng paglalagay ng mga materyales na kakailanganin mo.

Para sa aming plano sa pagsubok ng thermistor, kinakailangan namin ang sumusunod:

Arduino Uno microcontroller

USB cable (upang ikonekta ang Arduino sa computer)

Laptop computer

Thermistor

Mga Resistor (10, 000 Ohm)

Breadboard

Beaker

Tubig

Mainit na plato

Tape

Thermometer ng alkohol

Hakbang 2: Hakbang 2: Pagkonekta sa Iyong Circuit

Ang susunod na hakbang ay upang simulan ang pagbuo ng circuit na magpapahintulot sa iyo na masukat ang temperatura gamit ang thermistor.

Sundin ang diagram sa itaas upang ikonekta ang iyong thermistor sa iyong Arduino sa isang paraan na papayagan kang masukat ang temperatura. Tulad ng nakikita mo, ang 5V output ng iyong Arduino ay konektado sa iyong thermistor. Ang kabilang dulo ng thermistor ay konektado sa 10kOhm risistor. Sa wakas, ang kabilang dulo ng 10kOhm risistor ay konektado sa ground pin sa Arduino, pagkumpleto ng circuit.

Mapapansin mo rin ang dilaw na kawad na nag-uugnay sa kantong sa pagitan ng thermistor at risistor sa analog input pin na "A0" sa Arduino. Huwag kalimutan na ikonekta ang kawad na ito! Ang kawad na iyon ay ang nagpapahintulot sa iyong Arduino na talagang masukat ang thermistor. Kung wala ito, hindi ka makakakuha ng anumang mga sukat.

Hakbang 3: Hakbang 3: Pag-program ng Iyong Arduino

Ang susunod na hakbang ay i-program ang iyong Arduino upang masimulan mo ang pagkuha ng mga sukat ng boltahe sa iyong thermistor. Upang magawa ito, kopyahin ang code sa itaas sa iyong editor at pagkatapos ay i-upload ito sa iyong Arduino.

Ang code na ito ay tatagal ng isang pagbabasa mula sa iyong thermistor isang oras bawat segundo, at isusulat ang pagbabasa na iyon sa serial monitor. Tandaan: ang mga halagang isusulat sa serial monitor dito ay mga halagang boltahe. Upang makagawa ng mga halagang temperatura, kakailanganin nating i-calibrate ang aparato.

Hakbang 4: Hakbang 4: Pagre-record ng Iyong Pagkalkula ng Data

Sa ngayon, ang iyong Arduino ay hindi gumagawa ng mga halagang temperatura. Kailangan nating i-calibrate ito, na nangangahulugang pagkuha ng isang serye ng mga pagsukat ng boltahe kasama ang Arduino sa iba't ibang mga temperatura, habang sabay na naitala ang mga temperatura sa bawat pagsukat ng boltahe. Sa ganitong paraan, makakalikha tayo ng isang tsart na may mga halaga ng boltahe sa kaliwa at mga temperatura sa kanan. Mula sa tsart na ito makakakuha kami ng isang equation na magpapahintulot sa amin na awtomatikong mag-convert sa pagitan ng mga vol at degree.

Upang makuha ang iyong data sa pagkakalibrate, kakailanganin mong ilagay ang isang beaker na puno ng tubig sa isang mainit na plato at i-on ito. Maglagay ng thermometer ng alkohol sa tubig at panoorin habang tumataas ang temperatura. Kapag umabot sa 18 degree Celsius ang temperatura, ilagay mo rin ang iyong thermistor sa tubig at i-on ang iyong Arduino upang mabasa mo ang serial monitor.

Kapag ang temperatura sa iyong thermometer ay nagbabasa ng 20 degree Celsius, isulat ang temperatura na iyon. Sa tabi nito, isulat ang pagbabasa ng boltahe na inilalagay ng iyong Arduino sa serial monitor. Kapag nagbasa ang thermometer ng 21 degree Celsius, ulitin ito. Patuloy na ulitin ito hanggang sa mabasa ng iyong thermometer na 40 degree Celsius.

Dapat ay mayroon ka ngayong isang serye ng mga halaga ng boltahe, na bawat isa ay tumutugma sa isang tukoy na temperatura. Ipasok ang mga ito sa isang spreadsheet ng Excel tulad ng larawan sa itaas.

Hakbang 5: Hakbang 5: Paglikha ng iyong Calve ng Calve

Ngayon na ang lahat ng iyong data ay nasa Excel, gagamitin namin ito upang lumikha ng isang kurba sa pagkakalibrate at makabuo ng isang equation na magpapahintulot sa amin na mag-convert sa pagitan ng mga halaga ng boltahe at temperatura.

Sa Excel, i-highlight ang iyong data (siguraduhin na ang mga halaga ng boltahe ay nasa kaliwa) at piliin ang "Ipasok" sa toolbar sa itaas, pagkatapos ay i-click ang "Scatter o Bubble Chart" mula sa seksyon ng Mga Chart. Ang isang graph ay dapat na mag-pop up na may isang serye ng mga tuldok dito. I-double check na ang Y-axis ay kumakatawan sa mga halagang temperatura at ang X-axis ay kumakatawan sa mga halaga ng boltahe.

Mag-right click sa isa sa mga puntos ng data at piliin ang "Format Trendline". May lalabas na isang kahon ng diyalogo. Sa ilalim ng "Mga pagpipilian sa trendline", piliin ang "Linear", at pagkatapos ay sa ibaba piliin ang kahon na nagsasabing "Display Equation sa tsart".

Ang iyong tsart ay dapat magmukha ngayon sa isa sa larawan sa itaas. Isulat ang equation na iyon, dahil iyan ang iyong ipaprograma sa iyong Arduino upang gawin itong awtomatikong i-convert ang boltahe.

Hakbang 6: Hakbang 6: Pagkakalibrate ng Iyong System

Ngayon na matagumpay kang nakalikha ng isang curve ng pagkakalibrate at nakuha ang equation na nagbibigay-daan sa iyo upang mai-convert ang mga halaga ng boltahe sa temperatura, dapat mong i-update ang iyong code upang mai-print ng iyong Arduino ang mga halagang temperatura sa serial monitor.

Bumalik sa iyong Arduino code at gawin ang mga sumusunod na pagbabago:

Sa halip na maitaguyod ang variable na "val" bilang isang "int", tawagan ito bilang isang "float". Dahil ang "int" ay nangangahulugang integer, o isang buong numero. Dahil ilalagay namin ang halagang boltahe na nakaimbak sa "val" sa pamamagitan ng isang equation, kailangan naming pahintulutan itong magkaroon ng mga decimal na halaga o kung hindi man magiging mali ang aming conversion. Sa pamamagitan ng pagtawag sa "val" bilang isang variable na "float", titiyakin namin na gagana nang maayos ang aming matematika.

Susunod na kailangan mong magdagdag ng isang bagong linya pagkatapos ng "val = analogRead (0);". Sa bagong linya na ito, isulat ang sumusunod: "temperatura ng float". Ito ay magtataguyod ng isang bagong variable, temperatura, na ipapakita namin sa ilang sandali.

Ang susunod na hakbang ay upang baguhin ang halaga ng boltahe sa "val" sa isang temperatura na maiimbak natin sa "temperatura". Upang magawa ito, bumalik sa iyong equation na nakuha mula sa iyong kurba sa pagkakalibrate. Hangga't ang boltahe ay nasa X-axis at ang temperatura ay nasa Y-axis ng iyong grap, kung gayon ang equation ay maaaring isalin tulad ng sumusunod: y = a * x + b nagiging temperatura = a * val + b. Sa susunod na linya, isulat ang "temperatura = a * val + b", kung saan ang "a" at "b" ay mga numero na nakukuha mo mula sa iyong equation ng pagkakalibrate.

Susunod, palitan ang pagtanggal ng "Serial.println (val)". Hindi namin titingnan ang mismong temperatura, ngunit sa halip ay gagamit ng isang kung pahayag upang magpasya kung nasa itaas kami ng isang tiyak na temperatura o hindi.

Sa wakas, magdaragdag kami ng isang piraso ng code na gagamitin ang impormasyon sa temperatura upang magpasya tungkol sa kung mayroon kang lagnat o hindi. Sa susunod na linya, isulat ang sumusunod:

kung (temperatura> 40) {

Serial.println ("Nilalagnat ako!")

}

I-save ang iyong code at i-upload ito sa Arduino.

Hakbang 7: Hakbang 7: Pagsubok sa Iyong Device

Binabati kita! Nakagawa ka na ngayon ng isang digital thermometer na maaaring masukat ang temperatura gamit ang isang thermistor at isang Arduino. Ngayon ay dapat mong subukan ito para sa kawastuhan.

I-set up muli ang iyong beaker sa mainit na plato at simulang magpainit ng tubig. Ilagay ang iyong thermometer ng alkohol at thermistor sa tubig. Panoorin ang Serial monitor pati na rin ang alkohol thermometer. Kapag sinabi ng iyong Serial monitor na "Mayroon kang lagnat!", Isulat ang temperatura sa iyong alkohol na termometro at patayin ang mainit na plato.

Hayaang lumamig ang tubig sa halos 32 degree Celsius at pagkatapos ay ulitin ang pamamaraang nasa itaas. Gawin ito ng 5 beses, at itala ang iyong mga obserbasyon sa isang tsart tulad ng nasa itaas.

Hakbang 8: Hakbang 8: Kalkulahin ang kawastuhan ng Iyong Device

Ngayon na naitala mo ang 5 mga pagsubok ng mga pagsubok, maaari mong kalkulahin kung gaano kalayo ang iyong aparato mula sa totoong temperatura.

Tandaan na na-set up namin ang iyong aparato upang maipakita ang "May lagnat ako!" tuwing nakakita ito ng temperatura na mas malaki sa o katumbas ng 40 degree Celsius. Nangangahulugan ito na ihahambing namin ang mga halaga ng alkohol thermometer sa 40 degree at makita kung gaano sila pagkakaiba.

Sa Excel, ibawas ang 40 mula sa bawat halaga ng temperatura na naitala mo. Binibigyan ka nito ng pagkakaiba sa pagitan ng bawat totoong halaga at ng iyong sinusukat na mga halaga. Susunod, hatiin ang mga halagang ito ng 40, at i-multiply ng 100. Magbibigay ito sa amin ng porsyento na error para sa bawat pagsukat.

Panghuli, average ang lahat ng iyong mga porsyento ng mga error. Ang numerong ito ang iyong pangkalahatang porsyento ng error. Gaano katumpak ang iyong aparato? Ang porsyento bang error sa ilalim ng 5%? 1%?