موازين الحرارة هي جهاز مفيد يتم استخدامه منذ وقت طويل لقياس درجة الحرارة. في هذا المشروع ، قمنا بصنع مقياس حرارة رقمي قائم على Arduino لعرض درجة الحرارة المحيطة الحالية على وحدة LCD مقاس 16 × 2 في الوقت الفعلي. يمكن نشره في المنازل والمكاتب والصناعات وما إلى ذلك لقياس درجة الحرارة. يمكننا تقسيم ميزان الحرارة القائم على Arduino إلى ثلاثة أقسام - يستشعر القسم الأول درجة الحرارة باستخدام مستشعر درجة الحرارة LM35 ، ويحول القسم الثاني قيمة درجة الحرارة إلى أرقام مناسبة في مقياس سيليزي الذي يتم بواسطة Arduino ، ويعرض الجزء الأخير من النظام درجة الحرارة على 16x2 LCD. نفس الشيء موضح في الرسم البياني أدناه.
في مستشعر درجة الحرارة الرقمي هذا مع Arduino ، يتم استخدام Arduino Uno للتحكم في العملية بأكملها. يتم استخدام مستشعر درجة الحرارة LM35 لاستشعار درجة حرارة البيئة التي تعطي درجة حرارة واحدة عند كل تغيير بمقدار 10 مللي فولت عند دبوس الإخراج. يمكنك التحقق من ذلك بسهولة باستخدام الفولتميتر عن طريق توصيل Vcc عند الطرف 1 والأرضي عند الطرف 3 والجهد الناتج عند الطرف 2 من مستشعر LM35. على سبيل المثال ، إذا كان جهد الخرج لمستشعر LM35 هو 250 متر فولت ، فهذا يعني أن درجة الحرارة تبلغ حوالي 25 درجة مئوية.
يقرأ Arduino جهد خرج مستشعر درجة الحرارة باستخدام دبوس تناظري A0 ويقوم بإجراء الحساب لتحويل هذه القيمة التناظرية إلى قيمة رقمية لدرجة الحرارة الحالية. بعد إجراء الحسابات ، يرسل اردوينو هذه الحسابات أو درجة الحرارة إلى وحدة LCD مقاس 16 × 2 باستخدام أوامر LCD المناسبة. لقد قمنا أيضًا ببناء مشاريع ميزان حرارة رقمي أخرى باستخدام DHT11 و DS18B20 ومستشعرات درجة الحرارة الأخرى.
مكونات الدائرة
اردوينو
في هذا المشروع ، استخدمنا Arduino للتحكم في عملية النظام بأكملها. Arduino عبارة عن وحدة تحكم تعمل على وحدة تحكم ATmega AVR. Arduino عبارة عن منصة أجهزة مفتوحة المصدر ومفيدة جدًا لأغراض تطوير المشروع. هناك العديد من أنواع لوحات Arduino مثل Arduino UNO و arduino mega و arduino pro mini و Lilypad وما إلى ذلك المتوفرة في السوق أو يمكنك أيضًا إنشاء Arduino بنفسك.
مستشعر درجة الحرارة LM35
LM35 عبارة عن مستشعر درجة حرارة 3 دبابيس يعطي درجة واحدة مئوية عند كل تغيير 10mVolt يمكن لهذا المستشعر استشعار درجة حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية. رقم واحد من مستشعر lm35 هو Vcc ، والثاني هو الإخراج والثالث هو الأرضي. LM35 هو أبسط مستشعر لدرجة الحرارة ويمكن توصيله بسهولة بأي متحكم. يمكنك التحقق من قياس درجات الحرارة المختلفة باستخدام المشاريع القائمة على LM35 هنا.
|
دبوس لا |
وظيفة |
اسم |
|
1 |
مصدر التيار؛ 5 فولت (+ 35 فولت إلى -2 فولت) |
Vcc |
|
2 |
جهد الإخراج (+ 6 فولت إلى -1 فولت) |
انتاج | |
|
3 |
الأرض (0 فولت) |
أرض |
يمكن ربط LM35 بسهولة مع Raspberry Pi و NodeMCU و PIC microcontroller وما إلى ذلك لقياس درجة الحرارة ويمكن أيضًا استخدامه بشكل مستقل مع Op-amp للإشارة إلى مستويات درجة الحرارة.
شاشة LCD
تستخدم وحدة LCD مقاس 16 × 2 على نطاق واسع في مشاريع الأنظمة المضمنة لأنها رخيصة الثمن ومتاحة بسهولة وصغيرة الحجم وسهلة الواجهة. 16 × 2 بها صفان و 16 عمودًا ، مما يعني أنها تتكون من 16 كتلة من 5 × 8 نقاط. 16 دبوسًا للاتصالات التي بها 8 بتات بيانات D0-D7 و 3 بتات تحكم وهي RS و RW و EN. تُستخدم بقية المسامير للتزويد والتحكم في السطوع والإضاءة الخلفية.
مزود الطاقة
تحتوي لوحة Arduino بالفعل على قسم لإمداد الطاقة يحمل في ثناياه عوامل. هنا نحتاج فقط إلى توصيل محولات 9 فولت أو 12 فولت باللوحة.
مخطط الدائرة وشرحها
الدائرة حرفين متتاليين ل ميزان الحرارة الرقمي باستخدام اردوينو وLM35 استشعار درجة الحرارة ، ويظهر في الشكل أعلاه. قم بإجراء التوصيلات بعناية كما هو موضح في التخطيطي. هنا يتم توصيل وحدة LCD مقاس 16x2 مباشرة بـ arduino في وضع 4 بت. تتصل دبابيس بيانات LCD وهي RS ، EN ، D4 ، D5 ، D6 ، D7 برقم دبوس اردوينو الرقمي 7 ، 6 ، 5 ، 4 ، 3 ، 2. مستشعر درجة الحرارة LM35 متصل بالدبوس التناظري A0 من اردوينو ، والذي يولد درجة حرارة 1 درجة مئوية على كل تغيير خرج 10mV عند دبوس الإخراج.
إذا كنت جديدًا في Arduino ، فتعلم كيفية استخدام واجهة شاشة LCD مقاس 16 × 2 مع Arduino في برنامجنا التعليمي السابق.
كود وشرح اردوينو LM35
يعد رمز قياس درجة الحرارة باستخدام LM35 بسيطًا ويتم تقديمه في نهاية هذا البرنامج التعليمي. أولاً نقوم بتضمين مكتبة لوحدة LCD ثم نحدد دبابيس البيانات والتحكم لشاشات الكريستال السائل ومستشعر درجة الحرارة.
بعد الحصول على القيمة التناظرية عند الطرف التناظري ، نقرأ تلك القيمة باستخدام وظيفة القراءة التناظرية ونخزن هذه القيمة في متغير. ثم قم بتحويل القيمة إلى درجة حرارة بتطبيق الصيغة التالية.
تعويم analog_value = analogRead (analog_pin) ؛ درجة حرارة الطفو = القيمة التناظرية * العامل * 100 حيث العامل = 5/1023 القيمة_ التناظرية = خرج مستشعر درجة الحرارة
هنا يتم إنشاء رمز الدرجة باستخدام طريقة الأحرف المخصصة
هذه هي الطريقة التي يمكننا بها بناء ميزان حرارة رقمي بسيط لقياس درجة الحرارة باستخدام Arduino. الكود الكامل مع الفيديو التوضيحي معطى أدناه.