با سلام و احترام ،
در اکثر پروژه های موجود در اینترنت ،از ماژول ها و سنسور هایی مثل LM35 , SHT11 , Type K و ... برای اندازهگیری دما استفاده میشه که مسلماً سنسور های اقتصادی و ارزان قیمتی نیستن.
استفاده از NTC برای اندازهگیری دما عموما یک روش تجاری تلقی میشه و بیشتر افراد به علت عدم آشنایی با محاسبات مورد نیاز از این روش استفاده نمیکنن.
تصمیم بر این شد که در این تاپیک نحوه اندازهگیری دما با استفاده از NTC به شکل مرحله به مرحله و تا حد امکان ساده توضیح داده بشه.
روشی که در ادامه این پست توضیح داده میشه ، برای هر میکروکنترلر دارای ADC قابل پیادهسازی هست.
آشنایی با سخت افزار :
همونطور که میبینید ، صرفا از یک مقاومت ، یک NTC و یک خازن ( برای کاهش نویز ) استفاده شده.
VIN به ولتاژ تغذیه میکروکنترلر که عموما 5 ولت هست متصل میشه و VOUT هم به ADC میکروکنترلر متصل میشه.
مقدار مقاومت R1 نسبت به NTC میتونه بسته به شرایط استفاده بین 0.5 تا 5 برابر مقدار اسمی NTC باشه ، برای افزایش دقت اندازه گیری در دما های بالا ، بهتره مقدار R1 کمتر باشه و برای دما های پایین ، بهتره مقدار R1 بیشتر بشه.
در گام اول ، مقدار خوانده شده توسط ADC را تبدیل به ولتاژ میکنیم ، احتمال زیاد قبلا از این فرمول استفاده کردید:
ADC_Value : مقدار خوانده شده توسط ADC
V_REF : مقدار ولتاژ مرجع انتخاب شده برای ADC (بر حسب ولت)
Q_ADC : تفکیک پذیری ( کوانتیزاسیون ) ADC ، اگر ADC میکروکنترلر 10 بیتی باشه این مقدار 1023 هست و اگر ADC از نوع 12 بیتی باشه این مقدار 4095 هست.
V_OUT : مقدار ولتاژ به دست آمده (ولت)
در گام دوم ، مقدار مقاومت NTC را با فرمول تقسیم مقاومتی اندازه میگیریم :
R1 : مقدار مقاومت انتخاب شده برای R1 (بر حسب اهم) که در اینجا 33000 اهم هست.
VIN : ولتاژ تغذیه مدار (بر حسب ولت) که در اینجا 5 ولت هست.
R_NTC : مقدار مقاومت اندازه گیری شده NTC
در گام سوم ، محاسبه دما بر حسب کلوین انجام میشه:
T0 : دمایی که در اون مقدار اسمی NTC اعلام شده (بر حسب کلوین) ، تقریبا در تمام موارد 25 درجه سانتی گراد معادل 298.15 کلوین هست.
B : ضریب منحنی تغییر مقاومت NTC نسبت به دما ، که در دیتاشیت یا روی بسته بندی NTC نوشته میشه که پارامتر مهمی هست و عموما بین 3000 تا 4500 هست.
ln : لگاریتم طبیعی
R_NTC_0 : مقدار مقاومت اسمی NTC ( بر حسب اهم )
T : دمای به دست آمده (بر حسب کلوین)
در گام آخر ، دمای به دست آمده بر حسب کلوین رو با استفاده از فرمول معمول فیزیک ، تبدیل به سانتی گراد میکنیم :
تتا : دمای نهایی به دست آمده بر حسب سانتی گراد
در اکثر پروژه های موجود در اینترنت ،از ماژول ها و سنسور هایی مثل LM35 , SHT11 , Type K و ... برای اندازهگیری دما استفاده میشه که مسلماً سنسور های اقتصادی و ارزان قیمتی نیستن.
استفاده از NTC برای اندازهگیری دما عموما یک روش تجاری تلقی میشه و بیشتر افراد به علت عدم آشنایی با محاسبات مورد نیاز از این روش استفاده نمیکنن.
تصمیم بر این شد که در این تاپیک نحوه اندازهگیری دما با استفاده از NTC به شکل مرحله به مرحله و تا حد امکان ساده توضیح داده بشه.
روشی که در ادامه این پست توضیح داده میشه ، برای هر میکروکنترلر دارای ADC قابل پیادهسازی هست.
آشنایی با سخت افزار :
همونطور که میبینید ، صرفا از یک مقاومت ، یک NTC و یک خازن ( برای کاهش نویز ) استفاده شده.
VIN به ولتاژ تغذیه میکروکنترلر که عموما 5 ولت هست متصل میشه و VOUT هم به ADC میکروکنترلر متصل میشه.
مقدار مقاومت R1 نسبت به NTC میتونه بسته به شرایط استفاده بین 0.5 تا 5 برابر مقدار اسمی NTC باشه ، برای افزایش دقت اندازه گیری در دما های بالا ، بهتره مقدار R1 کمتر باشه و برای دما های پایین ، بهتره مقدار R1 بیشتر بشه.
در گام اول ، مقدار خوانده شده توسط ADC را تبدیل به ولتاژ میکنیم ، احتمال زیاد قبلا از این فرمول استفاده کردید:
ADC_Value : مقدار خوانده شده توسط ADC
V_REF : مقدار ولتاژ مرجع انتخاب شده برای ADC (بر حسب ولت)
Q_ADC : تفکیک پذیری ( کوانتیزاسیون ) ADC ، اگر ADC میکروکنترلر 10 بیتی باشه این مقدار 1023 هست و اگر ADC از نوع 12 بیتی باشه این مقدار 4095 هست.
V_OUT : مقدار ولتاژ به دست آمده (ولت)
در گام دوم ، مقدار مقاومت NTC را با فرمول تقسیم مقاومتی اندازه میگیریم :
R1 : مقدار مقاومت انتخاب شده برای R1 (بر حسب اهم) که در اینجا 33000 اهم هست.
VIN : ولتاژ تغذیه مدار (بر حسب ولت) که در اینجا 5 ولت هست.
R_NTC : مقدار مقاومت اندازه گیری شده NTC
در گام سوم ، محاسبه دما بر حسب کلوین انجام میشه:
T0 : دمایی که در اون مقدار اسمی NTC اعلام شده (بر حسب کلوین) ، تقریبا در تمام موارد 25 درجه سانتی گراد معادل 298.15 کلوین هست.
B : ضریب منحنی تغییر مقاومت NTC نسبت به دما ، که در دیتاشیت یا روی بسته بندی NTC نوشته میشه که پارامتر مهمی هست و عموما بین 3000 تا 4500 هست.
ln : لگاریتم طبیعی
R_NTC_0 : مقدار مقاومت اسمی NTC ( بر حسب اهم )
T : دمای به دست آمده (بر حسب کلوین)
در گام آخر ، دمای به دست آمده بر حسب کلوین رو با استفاده از فرمول معمول فیزیک ، تبدیل به سانتی گراد میکنیم :
تتا : دمای نهایی به دست آمده بر حسب سانتی گراد
دیدگاه