एलसीडी पर तापमान को मापने और प्रदर्शित करने के लिए आर्डिनो के साथ थर्मिस्टर को इंटरफैस करना

तापमान को महसूस करने के लिए थर्मिस्टर का उपयोग करना एक आसान और सस्ता तरीका है। और थर्मिस्टर के साथ सटीक तापमान को मापने के लिए, एक माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता होगी। तो यहाँ हम तापमान को पढ़ने के लिए थर्मोस्टर के साथ अर्डिनो का उपयोग कर रहे हैं और तापमान को प्रदर्शित करने के लिए एक एलसीडी। यह सुदूर मौसम केंद्र, होम ऑटोमेशन और औद्योगिक और इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के संरक्षण और नियंत्रण जैसी विभिन्न परियोजनाओं में उपयोगी है।

इस ट्यूटोरियल में, हम Arduino के साथ थर्मिस्टर को इंटरफ़ेस करने जा रहे हैं और एलसीडी पर तापमान प्रदर्शित करते हैं । आप विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक सर्किट आधारित परियोजनाओं को थर्मिस्टर का उपयोग करके बना सकते हैं, जिनमें से कुछ नीचे सूचीबद्ध हैं:

• थर्मिस्टर का उपयोग करके तापमान नियंत्रित डीसी फैन
• थर्मामीटर का उपयोग कर फायर अलार्म

आवश्यक घटक:

1. एनटीसी थर्मिस्टर 10k
2. Arduino (कोई भी संस्करण)
3. 10k ओम रेसिस्टर
4. तारों को जोड़ना

सर्किट आरेख

थर्मिस्टर इसमें विद्युत प्रतिरोध में परिवर्तन के अनुसार तापमान मूल्य प्रदान करता है। इस सर्किट में, Arduino में एनालॉग पिन थर्मिस्टर के साथ जुड़ा हुआ है और केवल ADC मान प्रदान कर सकता है, इसलिए थर्मिस्टर का विद्युत प्रतिरोध सीधे गणना नहीं करता है। तो सर्किट को वोल्टेज विभक्त सर्किट की तरह बनाया जाता है जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है, एनटीसी के साथ श्रृंखला में 10k ओम के ज्ञात प्रतिरोध को जोड़कर। इस वोल्टेज विभक्त का उपयोग करके हम थर्मिस्टर के पार वोल्टेज प्राप्त कर सकते हैं और उस वोल्टेज के साथ हम उस समय थर्मिस्टर के प्रतिरोध को प्राप्त कर सकते हैं। और अंत में हम स्टीन-हार्ट समीकरण में थर्मिस्टर के प्रतिरोध को नीचे के वर्गों में समझाकर तापमान मान प्राप्त कर सकते हैं।

thermistor

इस सर्किट में मुख्य घटक थर्मिस्टर है, जिसका उपयोग तापमान में वृद्धि का पता लगाने के लिए किया गया है। थर्मिस्टर तापमान संवेदी अवरोधक है, जिसका प्रतिरोध तापमान के अनुसार बदलता रहता है। दो प्रकार के थर्मिस्टर हैं एनटीसी (नकारात्मक तापमान सह-कुशल) और पीटीसी (पॉजिटिव तापमान सह-कुशल), हम एक एनटीसी प्रकार थर्मिस्टर का उपयोग कर रहे हैं। एनटीसी थर्मिस्टर एक प्रतिरोधक है जिसका प्रतिरोध तापमान में वृद्धि के रूप में घटता है जबकि पीटीसी में यह तापमान में वृद्धि के रूप में प्रतिरोध को बढ़ाएगा।

थर्मिस्टर का उपयोग करके तापमान की गणना:

हम वोल्टेज विभक्त सर्किट से जानते हैं कि:

वी _आउट = (वी _इन * आरटी) / (आर + आरटी)

तो Rt का मान होगा:

आरटी = आर (विन / वाउट) - 1

यहाँ, Rt थर्मिस्टर का प्रतिरोध होगा और R 10k ओम रेसिस्टर होगा। आप इस वोल्टेज विभक्त कैलकुलेटर से मूल्यों की गणना भी कर सकते हैं।

इस समीकरण का उपयोग आउटपुट वोल्टेज Vo के मापा मूल्य से थर्मिस्टर प्रतिरोध की गणना के लिए किया जाता है। हम Arduino के पिन A0 पर ADC मान से वोल्टता वोट का मान प्राप्त कर सकते हैं जैसा कि नीचे दिए गए Arduino कोड में दिखाया गया है।

थर्मिस्टर प्रतिरोध से तापमान की गणना:

गणितीय रूप से थर्मिस्टर प्रतिरोध केवल स्टेन-हार्ट समीकरण की मदद से गणना की जा सकती है।

T = 1 / (A + Bln (Rt) + Cln (Rt) ³)

जहां, ए, बी और सी स्थिरांक हैं, आरटी थर्मिस्टर प्रतिरोध है और एलएन लॉग का प्रतिनिधित्व करता है।

परियोजना में इस्तेमाल thermistor के लिए निरंतर मूल्य है एक = १.००९२४९५२२ × 10 ^-3, बी = २.३७८४०५४४४ × 10 ^-4, सी = २.०१९२०२६९७ × 10 ^-7 । इन निरंतर मूल्यों को तीन अलग-अलग तापमान पर थर्मिस्टर के तीन प्रतिरोध मूल्यों में प्रवेश करके कैलकुलेटर से प्राप्त किया जा सकता है। आप सीधे थर्मिस्टर की डेटशीट से इन निरंतर मूल्यों को प्राप्त कर सकते हैं या आप अलग-अलग तापमान पर तीन प्रतिरोध मान प्राप्त कर सकते हैं और दिए गए कैलकुलेटर का उपयोग करके कॉन्स्टेंट मान प्राप्त कर सकते हैं।

तो, तापमान की गणना के लिए हमें केवल थर्मिस्टर प्रतिरोध के मूल्य की आवश्यकता होती है। ऊपर दी गई गणना से Rt का मान प्राप्त करने के बाद स्टीन-हार्ट समीकरण में मान डालें और हमें यूनिट केल्विन में तापमान का मान मिलेगा। चूंकि आउटपुट वोल्टेज में मामूली बदलाव होता है, जिससे तापमान में बदलाव होता है।

Arduino थर्मिस्टर कोड

Arduino के साथ Interfacing Thermistor के लिए पूरा Arduino कोड इस लेख के अंत में दिया गया है। यहाँ हमने इसके कुछ भाग बताए हैं।

गणितीय कार्य करने के लिए हम Header फ़ाइल का उपयोग करते हैं “#include ” और एलसीडी हेडर फ़ाइल के लिए "#include है ”। हमें कोड का उपयोग करके एलसीडी के पिन को असाइन करना होगा

लिक्विडकल्चर एलसीडी (44,46,40,52,50,48);

शुरुआत के समय एलसीडी सेटअप के लिए हमें शून्य सेटअप भाग में कोड लिखना होगा

शून्य सेटअप () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); }

थर्मिनिस्टर के विद्युत प्रतिरोध का उपयोग करके स्टीन-हार्ट समीकरण द्वारा तापमान की गणना के लिए हम गणना में बताए अनुसार कोड में कुछ सरल गणितीय समीकरण करते हैं:

फ्लोट ए = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; फ्लोट टी, लॉगआरटी, टीएफ, टीसी; फ्लोट थर्मिस्टर (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1.0 / (A + B * logRt + C * logRt * logRt * logRt)); // हम इस स्टीन-हार्ट समीकरण Tc = T - 273.15 से केल्विन में तापमान मान प्राप्त करते हैं; // केल्विन को सेल्सियस Tf = (Tc * 1.8) + 32.0 में बदलें; // केल्विन को फारेनहाइट रिटर्न टी में परिवर्तित करें; }

नीचे दिए गए कोड में फ़ंक्शन थर्मिस्टर Arduino के एनालॉग पिन से मान पढ़ रहा है, lcd.print ((Thermistor (analogRead (0))));

और उस मूल्य को नीचे दिए गए कोड में लिया जाता है और फिर गणना शुरू होती है

फ्लोट थर्मिस्टर (int Vo)

थर्मामीटर और Arduino के साथ तापमान को मापने:

Arduino को आपूर्ति देने के लिए आप इसे USB के माध्यम से अपने लैपटॉप या 12v एडॉप्टर से कनेक्ट कर सकते हैं। तापमान मूल्यों को प्रदर्शित करने के लिए एक एलसीडी को अर्डुइनो के साथ जोड़ा जाता है और थर्मामीटर सर्किट आरेख के अनुसार जुड़ा होता है। एनालॉग पिन (A0) का उपयोग हर पल थर्मामीटर पिन के वोल्टेज की जांच करने के लिए किया जाता है और Arduino कोड के माध्यम से स्टीन-हार्ट समीकरण का उपयोग करके गणना के बाद हम तापमान प्राप्त करने और सेल्सियस और फ़ारेनहाइट में एलसीडी पर प्रदर्शित करने में सक्षम होते हैं।