基于Arduino的水溫檢測

1、水溫測量系統(tǒng)說明書專 業(yè)： 機械電子工程 題 目： 水溫測量系統(tǒng) 目錄1.設計背景及意義12.水溫測量系統(tǒng)設計思路13.元件的選擇13.1傳感器的選擇13.2單片機的選擇23.3選擇溫度顯示方式23.4元件清單24.系統(tǒng)工作原理3參考文獻：3附錄：4Arduino程序代碼4示意圖：661.設計背景及意義生活中，工業(yè)中，常常需要測量水溫來進行生產(chǎn)生活，水溫測量系統(tǒng)在現(xiàn)在的社會生產(chǎn)中，扮演的角色越來越重要；為了提高學生的動手能力，激發(fā)在校學生學習、應用和交流機械電子工程技術(shù)在機械電子工程領域中工程應用和推廣，并為河南省先進制造裝備產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)和儲備有關(guān)機械電子工程技術(shù)的復合型高級工程技術(shù)應用人才，機械

2、電子工程專業(yè)進行了學科競賽。2.水溫測量系統(tǒng)設計思路 溫度傳感器感應溫度，電位器設定高低溫度單片機接收數(shù)據(jù)并處理LCD1602顯示指示燈，報警器工作圖1 水溫測量系統(tǒng)設計思路圖3.元件的選擇3.1傳感器的選擇DS18B20的測溫范圍 55+125，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯誤的）0.5，使用范圍多為中低溫干燥；純水的沸點為100C，在DS18B20的測量范圍內(nèi)，可以使用。熱電偶是一種感溫元件 , 它把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號 , 通過電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導體組成閉合回路 , 當兩端存在溫度梯度時 , 回路中就會有電流通過，此

3、時兩端之間就存在 Seebeck 電動勢熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應。兩種不同成份的均質(zhì)導體為熱電極，溫度較高的一端為工作端， 溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系 , 制成熱電偶分度表 ; 分度表是自由端溫度在 0 時 的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時 , 只要該材料兩個接點的溫度相同 , 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此 , 在熱電偶測溫時 , 可接入測量儀表 , 測得熱電動勢后 , 即可知道被測介質(zhì)的溫度。熱電偶是工業(yè)中常用的溫度測溫元件，具有如下特點

4、： 測量精度高：熱電偶與被測對象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 熱響應時間快：熱電偶對溫度變化反應靈敏。 測量范圍大：熱電偶從 -40+ 1600 均可連續(xù)測溫。 性能可靠， 機械強度好。 使用壽命長，安裝方便。經(jīng)過比較，我決定選擇熱電偶傳感器，該傳感器，不但可以測量水溫，還可以測量水蒸氣的溫度，適用范圍更廣，在生活中適用的范圍更廣。3.2單片機的選擇隨著科技的發(fā)展，單片機也越來越現(xiàn)代化，從原來的8位到16位到現(xiàn)在的32位，而且使用也是越來越方便，自帶的庫文件也越來越完全，為開發(fā)者提供了很大的方便。C51，S52是性價比最高的芯片，是學習單片機的入門芯片，但是自身帶的功能比較少，avr是最新的

5、芯片，語言代碼也和C51有很大的區(qū)別，對于新手來說上手比較慢，arduino也是屬于avr旗下的一款芯片，但是自帶的庫文件很多，很適合大學生制作，而且我自己也有arduino的板子，故在經(jīng)濟和制作方便的前提下我選擇了arduino開發(fā)板來制作水溫測量系統(tǒng)。3.3選擇溫度顯示方式數(shù)碼管成本低，但是顯示的不夠形象，沒有LCD1602液晶顯示屏顯示的清晰明了，而且LCD1602可以使用更少的單片機端口，方便后續(xù)功能的增加，故選擇LCD1602液晶屏顯示。3.4元件清單序號名稱數(shù)量1Max667512K型熱電偶傳感器13Arduino14電位器25LCD160216LED17小喇叭181K電阻29面包

6、板110公共杜邦線若干4.系統(tǒng)工作原理通過熱電偶傳感器感受到溫度的變化，通過max6675冷端補償?shù)?，把?shù)據(jù)信號傳給arduino，同時電位器通過對點位的調(diào)整設定高低溫度的限度，單片機接收數(shù)據(jù)并進行處理，當溫度過高的時候喇叭鳴叫，當溫度過低的時候指示燈點亮，正常工作時由LCD1602顯示溫度。圖2 protuse仿真電路參考文獻：1趙英杰. 完美圖解Arduino互動設計入門. 北京. 科學出版社. 2014.2周杏鵬. 現(xiàn)代檢測技術(shù). 北京. 高等教育出版社. 2010.附錄：Arduino程序代碼#include <LiquidCrystal.h> /調(diào)用arduino自帶的L

7、iquidCrystal庫#include "Max6675.h"Max6675 ts(2, 3, 4); LiquidCrystal lcd(12, 11, 9, 8,7, 6);/設置接口byte H = A0;byte L =A1;int high,low,a;void setup() ts.setOffset(0); Serial.begin(9600); lcd.begin(16, 2); /初始化LCD lcd.print("Temp"); /使屏幕顯示文字Temp pinMode(13,OUTPUT); pinMode(5,OUTPUT);

8、 delay(10); /延時10ms void loop () float m=0; high=map(analogRead(H),0,1023,0,110); low=map(analogRead(L),0,1023,0,110); if(low>high)m=high;high=low;low=m; float t =ts.getCelsius()*0.96; /得到溫度t if(t>=high)tone(5,450); /設置最高、最低溫度 if(t<high)noTone(5); if(t<low)digitalWrite(13,HIGH); if(t>

9、=low)digitalWrite(13,LOW); Serial.println(t, 2); /串口輸出 lcd.clear(); /清屏 lcd.print("Temp"); /使屏幕顯示文字Temp lcd.setCursor(7, 0) ; /設置光標位置為第二行第一個位置 lcd.print(t); /顯示溫度 lcd.print(char)223); /顯示o符號 lcd.print("C"); /顯示字母C lcd.setCursor(0, 1) ; /設置光標在第二行第一個 lcd.print("H"); lcd.print(high); lcd.print(char)223); /顯示o符號 lcd.print("C"); /顯示字母C lcd.setCursor(8, 1) ; lcd.print("