NTC热敏电阻

制作ARDUINO温度传感器(热敏电阻教程)

发布时间:2019-10-17    文章来源:敏创原创    点击次数:

 
NTC热敏电阻是最简单且性价比最高的温度传感器组件,可轻松获取项目的温度数据。广泛的应用在气象站、家庭自动化系统以及设备控制和保护电路。它是一款是模拟传感器,因此与需要特殊库和大量代码的数字温度传感器相比,代码相对简单。
 
在本文中,我将解释热敏电阻的工作原理,然后向您展示如何使用Arduino设置基本的热敏电阻电路,该电路将温度读数输出到串行监视器或LCD。
 
热敏电阻的工作原理
 
热敏电阻是可变电阻,它的阻值会随温度的升高而改变。根据其电阻对温度变化的响应方式对其进行分类。在负温度系数(NTC)热敏电阻中,电阻随温度的升高而减小。在正温度系数(PTC)热敏电阻中,电阻随温度的升高而增加。
 
NTC热敏电阻是最常见的,这就是我们将在本教程中使用的类型。NTC热敏电阻由半导体材料(例如金属氧化物或陶瓷)制成,该材料经过加热和压缩以形成对温度敏感的导电材料。
 
导电材料包含允许电流流过的电荷载流子。高温会导致半导体材料释放更多的载流子。在由氧化铁制成的NTC热敏电阻中,电子是电荷载流子。在氧化镍NTC热敏电阻中,载流子是电子空穴。
 
 
热敏电阻的基本电路
让我们构建一个基本的热敏电阻电路以了解其工作原理,以便稍后将其应用于其他项目。
 
由于热敏电阻是可变电阻,因此在计算温度之前,需要测量电阻。但是,Arduino无法直接测量电阻,只能测量电压。
 
Arduino将在热敏电阻和已知电阻之间的一点上测量电压。这被称为分压器。分压器的公式为:
V_ {out} = V_ {in}  times( frac {R2} {R1 + R2})
 
就热敏电阻电路中的分压器而言,上式中的变量为:
V_ {out}:热敏电阻与已知电阻之间的电压\ V_ {in}: V_ {cc},即 5V \ R1:已知电阻值\ R2:电阻 of 热敏电阻
 
可以重新排列和简化该方程式以解决热敏电阻的电阻R2:
R2 = R1  times( frac {V_ {in}} {V_ {out}}-1)
 
最后,使用Steinhart-Hart方程  将热敏电阻的电阻转换为温度读数。
 
 
连接电路
像这样将热敏电阻和电阻连接到Arduino:
电阻的值应大致等于热敏电阻的电阻。在这种情况下,我的热敏电阻的电阻是100K欧姆,所以我的电阻器也是100K欧姆。
 
热敏电阻的制造商可能会告诉您它的电阻,但是如果不是,则可以使用万用表进行查找。如果您没有万用表,则可以按照我们的  Arduino欧姆表教程,使用Arduino制作欧姆表。您只需要知道热敏电阻的大小即可。例如,如果您的热敏电阻电阻为34,000欧姆,则它是10K热敏电阻。如果为340,000欧姆,则为100K热敏电阻。

串行监视器输出温度读数的代码

连接完上述电路后,将此代码上传到Arduino,以将温度读数输出到华氏温度下的串行监视器:

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无效循环(){
 
  Vo = AnalogRead(ThermistorPin);
  R2 = R1 *(1023.0 /(float)Vo-1.0);
  logR2 = log(R2);
  T =(1.0 /(c1 + c2 * logR2 + c3 * logR2 * logR2 * logR2));
  T = T-273.15;
  T =(T * 9.0)/ 5.0 + 32.0; 
 
  Serial.print(“ Temperature:”); 
 
 
 
 
 

要以摄氏度显示温度,只需在行的开头插入两个正斜杠(“ //”)即可注释掉第18行。

该程序将同时显示摄氏度和华氏度:

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  Serial.print(“ Temperature:”); 
  Serial.print(Tf);
  Serial.print(“ F;”);
  Serial.print(Tc);
  Serial.println(“ C”);   
 
  延迟(500);
}
 
 
 
 
 
 

LCD输出温度读数的代码

要将温度读数输出到  16X2 LCD,请遵循我们的教程如何在Arduino上设置LCD显示器,然后将此代码上传到开发板上:

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  T =(T * 9.0)/ 5.0 + 32.0; 
 
  lcd.print(“ Temp =”);
  lcd.print(T);   
  lcd.print(“ F”);
  
  延迟(500);            
  lcd.clear();
}
 
 
 
 
 
 
 
 

 





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