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2.2.2 Termistore

Nota

A seconda della versione del tuo kit, identifica se hai ADC0834 o MCP3008 e procedi con la sezione corrispondente.

Introduzione

Proprio come il fotorisistore può rilevare la luce, il termistore è un dispositivo elettronico sensibile alla temperatura che può essere utilizzato per realizzare funzioni di controllo della temperatura, come creare un allarme termico.

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	COMPONENTI IN QUESTO KIT	LINK
Raphael Kit	337	Raphael Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link seguenti.

INTRODUZIONE AI COMPONENTI	LINK PER L’ACQUISTO
Scheda di estensione GPIO	ACQUISTA
Breadboard	ACQUISTA
Cavi Jumper	ACQUISTA
Resistore	ACQUISTA
Termistore	ACQUISTA
ADC0834	-

Schema Elettrico

Procedure Sperimentali

Passo 1: Costruisci il circuito.

Passo 2: Vai nella cartella del codice.

cd ~/raphael-kit/c/2.2.2/

Passo 3: Compila il codice.

gcc 2.2.2_Thermistor.c -lwiringPi -lm

Nota

-lm serve per caricare la libreria matematica. Non ometterlo, o genererai un errore.

Passo 4: Esegui il file eseguibile.

sudo ./a.out

Quando il codice è in esecuzione, il termistore rileva la temperatura ambientale che verrà stampata sullo schermo una volta terminato il calcolo del programma.

Nota

Se non funziona dopo l’esecuzione o appare un errore come: "wiringPi.h: No such file or directory", fai riferimento a Installa e Controlla wiringPi.

Codice

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;

#define     ADC_CS    0
#define     ADC_CLK   1
#define     ADC_DIO   2

uchar get_ADC_Result(uint channel)
{
    uchar i;
    uchar dat1=0, dat2=0;
    int sel = channel > 1 & 1;
    int odd = channel & 1;

    digitalWrite(ADC_CLK, 1);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK, 0);
    delayMicroseconds(2);

    pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
    digitalWrite(ADC_CS, 0);
    // Bit di Start
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // Modalità Single End
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // ODD
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // Selezione
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);

    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    delayMicroseconds(2);

    for(i=0;i<8;i++)
    {
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);

        pinMode(ADC_DIO, INPUT);
        dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
    }

    for(i=0;i<8;i++)
    {
        dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
    }

    digitalWrite(ADC_CS,1);
    pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
    return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;
}

int main(void)
{
    unsigned char analogVal;
    double Vr, Rt, temp, cel, Fah;
    if(wiringPiSetup() == -1){ //quando l'inizializzazione wiring fallisce, stampa messaggio a schermo
        printf("setup wiringPi fallito !");
        return 1;
    }
    pinMode(ADC_CS,  OUTPUT);
    pinMode(ADC_CLK, OUTPUT);

    while(1){
        analogVal = get_ADC_Result(0);
        Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
        Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));
        temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));
        cel = temp - 273.15;
        Fah = cel * 1.8 +32;
        printf("Celsius: %.2f C  Fahrenheit: %.2f F\n", cel, Fah);
        delay(100);
    }
    return 0;
}

Spiegazione del Codice

#include <math.h>

Questa libreria numerica in C dichiara un insieme di funzioni per calcolare operazioni matematiche comuni e trasformazioni.

analogVal = get_ADC_Result(0);

Questa funzione serve a leggere il valore del termistore.

Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));
temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));
cel = temp - 273.15;
Fah = cel * 1.8 +32;
printf("Celsius: %.2f C  Fahrenheit: %.2f F\n", cel, Fah);

Questi calcoli convertono i valori del termistore in gradi Celsius.

Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));

Queste due righe di codice calcolano la distribuzione della tensione con il valore analogico letto per ottenere Rt (resistenza del termistore).

temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));

Questo codice si riferisce al plug-in Rt nella formula TK=1/(ln(RT/RN)/B+1/TN) per ottenere la temperatura in gradi Kelvin.

temp = temp - 273.15;

Converte la temperatura in gradi Kelvin in gradi Celsius.

Fah = cel * 1.8 +32;

Converte i gradi Celsius in gradi Fahrenheit.

printf("Celsius: %.2f C  Fahrenheit: %.2f F\n", cel, Fah);

Stampa i gradi Celsius, i gradi Fahrenheit e le loro unità sul display.

Immagine del Fenomeno