Введение: Электронный термометр имеет множество применений. Не везде мы можем использовать стандартный ртутный термометр, например, из-за его размера, слабость или необходимость измерения на расстоянии.Преимуществом электронных термометров являются также небольшие размеры и теплоемкость зондов, более быстрая реакция цифрового дисплея и устранение токсичной ртути. Его выход также может быть использован для электронной обработки, записи измеренной температуры, тревоги при изменении температуры или работы в качестве термостата.
Схема LM35: Для создания электронного термометра я использовал интегральную схему LM35, линейный датчик температуры в TO92 — 3-контактный корпус, который обеспечивает Напряжение пропорционально температуре в градусах Цельсия на его выходе.Преобразование выходного напряжения составляет 10 мВ / ° C и поэтому может использоваться напрямую для отображения на цифровом счетчике. В качестве дисплея можно использовать обычный мультиметр или цифровой панельный счетчик. Термометр также может быть встроен в мультиметр. Если важно, что отображаемое значение должно быть разделено на 10, может быть панель измерителя или мультиметр, тесно связанный с измерителем, измененным для перемещения десятичной точки. Если мы строим В качестве съемного удлинителя мультиметра можно использовать резистивный делитель, и тем самым получить передачу 1 мВ / ° C и отобразить в ° C.С обычным мультиметром, который имеет диапазон разрешения от 200 мВ до 0,1 мВ, мы получаем термометр с разрешением 0,1 ° C. LM35 можно использовать в дополнение к созданию аналогового термометра с аналоговым счетчиком. Я добавил цепи подавления конденсаторов 100n, потому что при использовании В термометре возле электроники поколения EMI были отклонения до 10 ° C. Термометр я использую, между прочим измерять температуру радиаторов и переключающих силовых преобразователей, и поэтому он не смог использовать ее без этих конденсаторов :).Диапазон напряжения LM35 составляет 4 — 30 В (рекомендуемое напряжение до 20 В). Блок питания, который я использовал, — это аккумулятор 9В. Потребление составляет всего около 50-100 мкА, что позволяет работать до тысячи часов работы от одной батареи (!!!). Некоторые версии LM35 имеют ограниченный диапазон температур, например LM35C, LM35CA и обеспечивают измерения в диапазоне от -40 ° C до +110 ° C, LM35D от 0 ° C до +100 ° C. LM35 (без других букв) и LM35 измеряют во всем диапазоне от -55 до 150 ° C.
цифровой термометр от 2 до 150 ° C: На рисунке 1 представлена ​​простейшая схема термометра с LM35, работающим в качестве термометра в диапазоне от 2 до 150 ° C.На рисунке 2 показана его настройка на передачу 1 мВ / ° C с помощью резистивного делителя. Схема может быть запитана от напряжения 4 — 30 В. Схема может использоваться как измерение температуры окружающей среды, температуры тела, температуры различного оборудования, кулеров, процессора и т. Д.
Цифровой термометр от -55 до 150 ° C: На рисунке 4 показано простейшее соединение с LM35 в качестве термометра в диапазоне от -55 до 150 ° C. На рис. 5 приведена настройка для передачи 1 мВ / ° C с помощью резистивного делителя.Для отрицательного измерения температуры требуется источник небольшого отрицательного напряжения на выводе 3, который подается на второй вывод. Здесь отрицательное напряжение генерируется падением напряжения двух диодов (например, 1N4148). Схема может питаться напряжением 5 — 30 В (падение напряжения на диодах увеличивает минимальное требуемое напряжение примерно на 1 В). Схема имеет применение, где необходимо измерять отрицательную температуру, например, при измерении температуры наружного воздуха, температуры в холодильнике, морозильных камерах, при работе с ячейками Пельтье и т. д.
аналоговый электронный термометр 2-150 ° C: На рисунке 3 представлена ​​простейшая принципиальная схема аналогового электронного термометра с LM35 и аналогового измерителя uA, измеряющего от 2 до 150 ° C. При необходимости может также использоваться для меньшего температурного диапазона. Триммер P1 можно установить так, чтобы значение отображалось измерителем соответствовать реальности. Максимальное отклонение измерителя отразится на температуре (° C):
t = R. I / 10 000
Сопротивление R является суммой заданного значения P1 и сопротивления в омах аналоговой измерительной катушки.Ток I является током максимального отклонения метра в мкА.

LM35 с паяными и клееными штифтами, используемыми в качестве зонда

LM35 используется для измерения температуры радиатора в коммутационном преобразователе.

Цифровое измерение температуры радиатора.

Аналоговое измерение температуры радиатора.

добавлено: 13. 12. 2011
домой

Raspberry Pi с использованием LM35

В нашей серии учебных пособий по Raspberry Pi мы в основном рассмотрели все основные компоненты, взаимодействующие с Raspberry Pi. Мы рассмотрели все учебные пособия простым и подробным образом, так что любой, независимо от того, работал он с Raspberry Pi или нет, может легко извлечь уроки из этой серии. И после прохождения всех руководств вы сможете создавать проекты высокого уровня, используя Raspberry Pi.

Итак, здесь мы разрабатываем первое приложение, основанное на предыдущих уроках.Первое базовое приложение — это температура в помещении для чтения от Raspberry Pi . И вы можете следить за чтениями на компьютере.

Как обсуждалось в предыдущих руководствах, в Raspberry Pi нет внутренних каналов АЦП. Поэтому, если мы хотим подключить любые аналоговые датчики, нам нужен блок преобразования АЦП. И в одном из наших руководств у нас есть интерфейсный чип ADC0804 для Raspberry Pi для считывания аналогового значения. Так что пройдите его, прежде чем строить этот комнатный термометр температуры .

ADC0804 и Raspberry Pi:

ADC0804 — это микросхема, предназначенная для преобразования аналогового сигнала в 8-битные цифровые данные. Этот чип является одной из популярных серий АЦП. Это 8-битная единица преобразования, поэтому у нас есть значения или от 0 до 255 значений. Разрешение этого чипа меняется в зависимости от выбранного нами эталонного напряжения, мы поговорим об этом позже. Ниже приведена распиновка ADC0804 :

Теперь еще одна важная вещь: ADC0804 работает при 5 В и, следовательно, обеспечивает выход в 5 В логическом сигнале.В 8-контактном выходе (представляющем 8 бит), каждый вывод обеспечивает + 5В выход для представления логического «1». Таким образом, проблема в том, что логика ПИ имеет напряжение + 3,3 В, поэтому вы не можете подать логику + 5 В на вывод + 3,3 В GPIO ПИ. Если вы подадите +5 В на любой вывод GPIO PI, плата будет повреждена.

Таким образом, для понижения логического уровня с +5 В мы будем использовать схему делителя напряжения. Мы обсудили схему делителя напряжения, предварительно изучив ее для дальнейшего разъяснения. Мы будем использовать два резистора, чтобы разделить логическую схему + 5 В на 2 * 2.5В логика. Таким образом, после деления мы дадим + 2,5В логики для PI. Таким образом, всякий раз, когда логика «1» представлена ​​ADC0804, мы увидим + 2,5 В на выводе PI GPIO вместо + 5 В.

LM35:

Теперь для Считывания температуры в комнате нам нужен датчик. Здесь мы собираемся использовать датчик температуры LM35 . Температура обычно измеряется в градусах Цельсия или Фаренгейта. Датчик «LM35» обеспечивает вывод в градусах Цельсия.

Как показано на рисунке, LM35 представляет собой трехконтактное транзисторное устройство.Булавки пронумерованы как

PIN1 = Vcc — Питание (подключен к + 5V)

PIN2 = сигнал или выход (подключен к чипу АЦП)

PIN3 = Земля (подключена к земле)

Этот датчик выдает переменное напряжение на выходе в зависимости от температуры. При каждом повышении температуры на +1 ° С на выходном выводе будет повышаться напряжение на + 10 мВ. Таким образом, если температура составляет 0 ° С, выходной сигнал датчика будет равен 0 В, если температура составляет 10 ° С, выходной сигнал датчика будет + 100 мВ, если температура составляет 25 ° С, выходной сигнал датчика будет + 250 мВ.

Необходимые компоненты:

Здесь мы используем Raspberry Pi 2 Model B с Raspbian Jessie OS . Все основные требования к аппаратному и программному обеспечению были обсуждены ранее, вы можете найти их во введении Raspberry Pi, кроме того, что нам нужно:

• Соединительные штифты
Резистор
• кОм (17 шт.)
• 10K горшок
• конденсатор 0,1 мкФ
• конденсатор 100 мкФ
• конденсатор 1000 мкФ
• ADC0804 IC
Датчик температуры
• LM35
• Хлебная доска

Схема и рабочее объяснение:

Соединения, которые выполнены для Подключение Raspberry к ADC0804 и LM35 , показаны на принципиальной схеме ниже.

Выход LM35 имеет много колебаний напряжения; поэтому для сглаживания выходного сигнала используется конденсатор емкостью 100 мкФ, как показано на рисунке.

АЦП всегда имеет много шума, этот шум может сильно повлиять на производительность, поэтому мы используем конденсатор 0,1 мкФ для Noise Filtration . Без этого на выходе будет много колебаний.

Чип работает на тактовом генераторе RC (резистор-конденсатор). Как показано на принципиальной схеме , C2 и R20 образуют часы .Здесь важно помнить, что конденсатор C2 можно изменить на более низкое значение для более высокой скорости преобразования АЦП. Однако с более высокой скоростью будет снижение точности. Поэтому, если приложению требуется более высокая точность, выберите конденсатор с более высоким значением, а для более высокой скорости выберите конденсатор с более низким значением.

Как говорилось ранее, LM35 обеспечивает + 10 мВ для каждого градуса Цельсия. Максимальная температура, которая может быть измерена LM35, составляет 150º по Цельсию.Таким образом, у нас будет максимум 1,5 В на выходной клемме LM35. Но эталонное напряжение по умолчанию ADC0804 составляет + 5В. Таким образом, если мы используем это эталонное значение, разрешение выходного сигнала будет низким, потому что мы будем использовать максимум (5 / 1,5) 34% цифрового выходной диапазон.

К счастью, ADC0804 имеет регулируемый контакт Vref (PIN9), как показано на схеме контактов выше. Таким образом, мы установим Vref чипа в + 2V . Чтобы установить Vref + 2 В, нам нужно обеспечить напряжение + 1 В (VREF / 2) на PIN9.Здесь мы используем 10K pot для регулировки напряжения на PIN9 до + 1V. Используйте вольтметр, чтобы получить точное напряжение.

Ранее мы использовали датчик температуры LM35 для считывания температуры в помещении с помощью Arduino и микроконтроллера AVR. Также проверьте измерение влажности и температуры с помощью Arduino

Объяснение программирования:

После того, как все подключено согласно электрической схеме, мы можем включить PI, чтобы написать программу в PYHTON .

Мы поговорим о нескольких командах, которые мы собираемся использовать в программе PYHTON,

Мы собираемся импортировать файл GPIO из библиотеки, ниже функция позволяет нам программировать контакты GPIO PI. Мы также переименовываем «GPIO» в «IO», поэтому в программе, когда мы хотим обратиться к выводам GPIO, мы будем использовать слово «IO».

импорт RPi.GPIO как IO 

Иногда, когда выводы GPIO, которые мы пытаемся использовать, могут выполнять некоторые другие функции. В этом случае мы получим предупреждения при выполнении программы.Команда ниже указывает ПИ на игнорирование предупреждений и выполнение программы.

IO.setwarnings (False) 

Мы можем ссылаться на контакты GPIO PI, либо по номеру контакта на плате, либо по номеру их функции. Например, «PIN 29» на плате — «GPIO5». Таким образом, мы говорим здесь, или мы собираемся представить булавку здесь «29» или «5».

IO.setmode (IO.BCM) 

Мы устанавливаем 8 контактов в качестве входных. По этим контактам мы обнаружим 8-битные данные АЦП.

IO.setup (4, IO.IN)
IO.setup (17, IO.IN)
IO.setup (27, IO.IN)
IO.setup (22, IO.IN)
IO.setup (5, IO.IN)
IO.setup (6, IO.IN)
IO.setup (13, IO.IN)
IO.setup (19, IO.IN) 

Если условие в фигурных скобках истинно, операторы внутри цикла будут выполнены один раз. Таким образом, если вывод 19 GPIO повышается, операторы внутри цикла IF будут выполнены один раз. Если вывод 19 GPIO не идет высоко, то операторы внутри цикла IF не будут выполняться.

если (IO.вход (19) == True): 

Команда ниже используется как цикл навсегда, с этой командой операторы внутри этого цикла будут выполняться непрерывно.

В то время как 1: 

Дальнейшее объяснение кода приведено в разделе кода ниже.

После написания программы самое время ее выполнить. Перед выполнением программы, давайте поговорим о том, что происходит в схеме, как Summary. Сначала датчик LM35 определяет температуру в помещении и выдает аналоговое напряжение на своем выходе.Это переменное напряжение представляет температуру линейно с +10 мВ на ºC. Этот сигнал подается на микросхему ADC0804, эта микросхема преобразует аналоговое значение в цифровое значение с 255/200 = 1,275 отсчета на 10 мВ или 1,275 отсчета для 1 градуса. Этот подсчет принимается PI GPIO. Программа преобразует счет в значение температуры и отображает его на экране. Типичная температура, считываемая PI, показана ниже,

Отсюда мы этот Raspberry Pi монитор температуры .