اندازه گیری دما منفی و مثبت با سنسور دما LM35 و آردوینو

می 28, 2019 آردوینو, آردوینو Arduino Uno, پروژه های آردوینو 6,919 بازدید

اندازه گیری دما

سنسورهای متفاوتی در بازار وجود دارند که به واسطه آن ها می توان دمای محیط و یا یک جسم را اندازه گیری کرد. به طور کلی می توان تراشه های اندازه گیری دما را از لحاظ خروجی دما اندازه گیری شده به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم بندی کرد.

بعد قبل

اندازه گیری دما منفی و مثبت با سنسور دما LM35 و آردوینو

بعد قبل

لیست قطعات مورد نیاز

برد آردوینو Arduino UNO R3 مدل DIP	1 عدد
سنسور اندازه گیری دما LM35DZ	1 عدد
LCD کاراکتری مدل 16×2 با Backlighting آبی	1 عدد
دیود 1N4148	2 عدد
مقاومت 18 کیلو اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 1 درصد	1 عدد
برد بورد (پروجکت برد) مدل GL	1 عدد
سیم جامپر برد بوردی مدل دو سر نری (سری 40تایی)	1 عدد

اندازه گیری دما با سنسورهای دارای خروجی آنالوگ

اولین تراشه های دما که در دستگاه های دیجیتال برای اندازه گیری دما استفاده می شد، سنسورهای دما با خروجی آنالوگ بودند، البته هنوز نیز ار این سنسورهای پر کاربرد در بخش های مختلف صنعت استفاده می شود. معمولا این دسته از سنسورها توانایی اندازه گیری رنج وسیع تری از دما را نسبت به سایر سنسورها دارند. همچنین این سنسورها را می توان به راحتی و معمولا بدون استفاده از قطعات جانبی به سرعت راه اندازی نمود که همین دلیل باعث شده است، امروزه در ساخت بسیاری از دستگاه های اندازه گیری از این دسته از سنسورهای دما جهت اندازه گیری دما استفاده شود.

در آی سی های اندازه گیری دما با خروجی آنالوگ (به عنوان مثال سنسور دمای LM35) بسته به میزان دمای محیط یک ولتاژ متناسب با آن بر روی پایه خروجی سنسور اعمال می شود، که در نتیجه می توان با اندازه گیری ولتاژ اعمال شده بر روی پایه خروجی سنسور به راحتی به میزان دمای محیط پی برد.

اندازه گیری دما با سنسورهای دارای خروجی دیجیتال

تراشه های دما با خروجی دیجیتال جزوء جدیدترین تراشه های اندازه گیری دما می باشند، که امروژه کاربرد بسیار وسیعی در تجهیزات اندازه گیری دما با دقت بالا دارند. این تراشه ها دقت بسیار بالایی در اندازه گیری دما دارند و البته نسبت به سایر سنسورهای اندازه گیری دما، قیمت بالاتری نیز دارند. به همین دلیل از آن ها بیشتر در پروژه هایی استفاده می شود که نیاز به اندازه گیری دما با دقت بالا است.

در آی سی های اندازه گیری دما با خروجی دیجیتال، سنسور بعد از اندازه گیری دما، مقدار دما را در قالب یک بسته داده دیجیتالی و با توجه به پروتکل مورد استفاده از طریق یکی از پروتکل های ارتباطی Uart و SPI و I2C و 1Write برای سایر دستگاه ها ارسال می کند.

معرفی سنسور اندازه گیری دما LM35

آی سی LM35 یک سنسور دیجیتالی دما با خروجی آنالوگ می باشد که می تواند دمای بین منفی 55 درجه سانتی گراد الی مثبت 150 درجه سانتی گراد را با تلرانس 0.5 درجه سانتی گراد اندازه گیری کند. سنسور دما LM35 دارای سه پایه است که ترتیب و نام هر یک از پایه ها به شکل زیر است:

همانطور که ذکر شد و در تصویر بالا مشاهده می کنید سنسور دما LM35 دارای 3 پایه است که دو پایه آن به نام های GND و VS مربوط به تغذیه تراشه می باشند و شما می توانید یک ولتاژ DC با مقدار 4 الی حداکثر 30 ولت به آن متصل کنید. پایه وسط این سنسور Vout نام دارد که وظیفه آن اعلام مقدار دما اندازه گیری شده توسط سنسور می باشد. عملکرد این پایه به این صورت می باشد که به ازای تغییر هر یک درجه سانتی گراد از دما مقدار 10 میلی ولت به ولتاژ این پایه افزوده و یا کاسته می شود. بنابراین برای اندازه گیری دما تنها کافی است مقدار ولتاژ اعمال شده بر روی این پایه از سنسور را محاسبه نمود.

نحوه اندازه گیری دما منفی با سنسور LM35

برای اینکه بتوانیم دمای منفی را توسط سنسور LM35 اندازه گیری کنیم باید این سنسور را مطابق نقشه شماتیک زیر راه اندازی کنیم.

برای محاسبه دما در مدار بالا توسط برد آردوینو Arduino باید در برنامه نویسی، برنامه را به این صورت بنویسیم که ابتدا مقدار آنالوگ دو پایه ADC+ و ADC- را توسط ورودی آنالوگ آردوینو بخوانیم و سپس دو مقدار بدست آمده را از یکدیگر کم کنیم.

adc0 = analogRead(A0);
adc1 = analogRead(A1);
adc = adc0 - adc1;

adc0 = analogRead(A0);

adc1 = analogRead(A1);

adc = adc0 - adc1;

پس از کسر دو مقدار ADC+ و ADC- از یکدیگر، حاصل آنرا در عدد 5 ضرب می کنیم و سپس نتیجه را در عدد 1023 تقسیم می کنیم. دلیل این عملیات ضرب و تقسیم تبدیل مقدار ADC به مقدار ولتاژ واقعی اعمال شده بر روی پایه Vout سنسور دمای LM35 می باشد.

vout_voltage = (adc * 5) / 1023;

1	vout_voltage = (adc * 5) / 1023;

در مرحله آخر بعد از اینکه مقدار آنالوگ خوانده شده از سنسور دما LM35 را به ولتاژ تبدیل کردیم، برای اینکه بتوانیم از مقدار ولتاژ خوانده شده مقدار دما را تشخیص دهیم باید طبق عملکرد سنسور LM35 هر 10 میلی ولت را برابر با یک درجه سانتی گراد در نظر بگیریم به همین دلیل باید در برنامه آردوینو مقدار ولتاژ بدست آمده در مرحله قبلی را در عدد 100 ضرب کنیم تا به مقدار واقعی دما برسیم.

temp = vout_voltage * 100;

1	temp = vout_voltage * 100;

شرح عملکرد پروژه

در این پروژه آردوینو از مبحث آموزش آردوینو می خواهیم نحوه برنامه نویسی و ساخت دماسنج دیجیتال با قالبیت اندازه گیری دما منفی و مثبت را با استفاده از سنسور دما LM35 و برد آردوینو Arduino Uno آموزش دهیم. عملکرد پروژه اینگونه است که ابتدا برد آردوینو به واسطه برنامه ای که برای آن نوشته شده است، توسط سنسور دما LM35 دمای محیط را اندازه گیری می کند، سپس مقدار دما محیط را بر روی یک LCD کاراکتری که در مدار پروژه تعبیه شده است نمایش می دهد.

نقشه شماتیک پروژه

برنامه آردوینو در نرم افزار آردوینو

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 9, 10, 4, 5, 6, 7);
const int contrast_display = 100;
const int backlight_display = 255;
float adc , adc0, adc1 , vout_voltage , temp;
void setup() {
  lcd.begin(16, 2);
  analogWrite(11, contrast_display);
  analogWrite(3, backlight_display);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("*electronics 98*");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print ("      LM35      ");
  delay(2000);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("*electronics 98*");
}
void loop() {
  adc0 = analogRead(A0);
  adc1 = analogRead(A1);
  adc = adc0 - adc1;
  vout_voltage = (adc * 5) / 1023;
  temp = vout_voltage * 100;
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp=");
  lcd.print(temp);
  lcd.print("C    ");
  delay(500);
}

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(8, 9, 10, 4, 5, 6, 7);

const int contrast_display = 100;

const int backlight_display = 255;

float adc , adc0, adc1 , vout_voltage , temp;

void setup() {

lcd.begin(16, 2);

analogWrite(11, contrast_display);

analogWrite(3, backlight_display);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("*electronics 98*");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print (" LM35 ");

delay(2000);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("*electronics 98*");

}

void loop() {

adc0 = analogRead(A0);

adc1 = analogRead(A1);

adc = adc0 - adc1;

vout_voltage = (adc * 5) / 1023;

temp = vout_voltage * 100;

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Temp=");

lcd.print(temp);

lcd.print("C ");

delay(500);

}

ویدیو ضبط شده از نحوه راه اندازی و عملکرد پروژه

دانلود ویدئو با لینک مستقیم از سرورهای پرقدرت الکترونیک 98

اطلاعات پروژه

رمز فایل : www.electronics98.com

حجم فایل : 1/42 مگابایت

محیط برنامه نویسی : Arduino (IDE)

برنامه نویسی شده به زبان : ترکیبی از برنامه نویسی به زبان سی (C) یا سی پلاس پلاس (++C)

نویسنده : فرهاد اکبری

تاریخ انتشار : 28 می 2019

ثبت نام / ورود

کاربر گرامی جهت مشاهده لینک دانلود ابتدا باید وارد سایت شوید، اگر کاربر جدید هستید می توانید در کمتر از یک دقیقه، به خانواده الکترونیک98 بپیوندید.

به خانواده 41017 نفری الکترونیک98 بپیوندید

12 دیدگاه

شرایط و قوانین ثبت دیدگاه

فارسی بنویسید و از کیبورد فارسی استفاده کنید.

لطفاً بیش‌از‌حدِ معمول، شکلک یا ایموجی استفاده نکنید و از کشیدن حروف یا کلمات با صفحه‌کلید بپرهیزید.

به کاربران و سایر اشخاص احترام بگذارید. پیام‌هایی که شامل محتوای توهین‌آمیز و کلمات نامناسب باشند، حذف می‌شوند.

از ارسال لینک‌های سایت‌های دیگر و ارایه‌ی اطلاعات شخصی خودتان مثل شماره تماس، ایمیل و آی‌دی شبکه‌های اجتماعی پرهیز کنید.