راه‌اندازی سنسور دما LM32 با میکروکنترلر آردوینو

مقدمه

سنسور دما LM32 یک مدار مجتمع (IC) است که برای اندازه گیری دقیق دما طراحی شده است. این سنسور از خانواده LM35  می باشد و به دلیل دقت بالا، راندمان و سهولت استفاده در بین کاربران محبوب است. LM32 ولتاژی را متناسب با دمای محیط تولید می کند که می توان آن را توسط میکروکنترلر مانند آردوینو خواند و به دمای واقعی تبدیل کرد.

مشخصات کلیدی LM32:

• محدوده اندازه گیری دما: -۵۵°C تا +۱۵۰°C
• دقت: ±۰.۴°C (در دمای اتاق)
• ولتاژ خروجی: ۱۰ میلی ولت به ازای هر درجه سانتیگراد
• مصرف جریان: کمتر از ۶۰ میکرو آمپر
• پکیج:  TO-92
• قیمت: ارزان

مزایای استفاده از سنسور LM32 با آردوینو:

• دقت بالا: LM32 یکی از دقیق ترین سنسورهای دما در رده خود است و برای پروژه هایی که به دقت بالایی نیاز دارند ایده آل است.
• سادگی: استفاده از LM32 بسیار آسان است. این سنسور نیاز به قطعات اضافی کمی دارد و به راحتی می توان آن را به آردوینو متصل کرد.
• قیمت مناسب: LM32 قیمتی مقرون به صرفه دارد که آن را به گزینه ای ایده آل برای پروژه های آموزشی و سرگرمی تبدیل می کند.
• کاربردهای متنوع: LM32 می تواند برای طیف وسیعی از پروژه ها مانند نظارت بر دمای محیط، ثبت داده های دما، سیستم های کنترل دما و غیره استفاده شود.

کاربردهای سنسورهای LM32 در پروژه های آردوینو:

• نظارت بر دمای محیط: LM32 می تواند برای اندازه گیری دمای محیط در خانه، گلخانه، آکواریوم و غیره استفاده شود.
• ثبت داده های دما: LM32 می تواند برای ثبت داده های دما در طول زمان برای تجزیه و تحلیل و نمودار استفاده شود.
• سیستم های کنترل دما: LM32 می تواند برای کنترل دمای سیستم های گرمایشی و سرمایشی، انکوباتورها، یخچال ها و غیره استفاده شود.
• پروژه های اتوماسیون خانگی: LM32 می تواند برای اتوماسیون وظایفی مانند روشن و خاموش کردن فن ها، تنظیم ترموستات و غیره بر اساس دما استفاده شود.
• پروژه های علمی: LM32 می تواند برای جمع آوری داده های دما برای آزمایشات و تحقیقات علمی استفاده شود.

اتصالات سخت افزاری

اتصال با استفاده از برد نانویی:

1. سنسور LM32 را روی برد نانویی قرار دهید.
2. پین VCC سنسور را به پین VCC برد نانویی وصل کنید.
3. پین GND سنسور را به پین GND برد نانویی وصل کنید.
4. پین خروجی سنسور (معمولاً پین OUT یا VOUT) را به پین آنالوگ A0 برد نانویی وصل کنید.
5. (اختیاری) اگر از مقاومت Pull-up استفاده می کنید، آن را بین پین خروجی سنسور و VCC برد نانویی وصل کنید.

اتصال مستقیم به برد آردوینو:

1. پین VCC سنسور را به پین ۵V آردوینو وصل کنید.
2. پین GND سنسور را به پین GND آردوینو وصل کنید.
3. پین خروجی سنسور (معمولاً پین OUT یا VOUT) را به پین آنالوگ A0 آردوینو وصل کنید.
4. (اختیاری) اگر از مقاومت Pull-up استفاده می کنید، آن را بین پین خروجی سنسور و پین ۵V آردوینو وصل کنید.

جهت ثبت نام در دوره های ویدیویی برنامه نویسی آردوینو از طریق مدرسه آنلاین نیراسیستم اقدام نمایید. 

نمودار شماتیکی:

توضیح:

• در نمودار، VCC  و GND منبع تغذیه سنسور را نشان می دهند.
• پین A0 پین آنالوگ ورودی آردوینو است که خروجی سنسور به آن متصل می شود.
• مقاومت Pull-up (اختیاری) برای افزایش پایداری سیگنال و جلوگیری از نویز استفاده می شود.

راه اندازی  Arduino IDE:

1. Arduino IDE را روی کامپیوتر خود باز کنید.
2. برد آردوینو و پورت سریال مربوطه را در Arduino IDE انتخاب کنید.
3. فایل “Blink” را از مثال های Arduino IDE باز کنید.
4. کد “Blink” را با کد مربوط به خواندن داده از سنسور LM32 جایگزین کنید.

کد نمونه:

#include <Arduino.h>

void setup() {

  Serial.begin(9600); // سرعت baud rate را برای چاپ سریال تنظیم کنید

} 

void loop() {

  // خواندن ولتاژ خروجی سنسور

  float voltage = analogRead(A0) * 5.0 / 1024.0; // ولتاژ را محاسبه کنید

  // تبدیل ولتاژ به دما

  float temperature = (voltage – 0.5) * 100.0; // فرمول کالیبراسیون

  // چاپ دمای خوانده شده

  Serial.print(“دمای فعلی: “);

  Serial.print(temperature);

  Serial.println(“°C”);

  delay(1000); // صبر کنید تا ۱ ثانیه

}

توضیح کد:

• این کد ولتاژ خروجی سنسور را از پین آنالوگ A0 می خواند.
• سپس ولتاژ را به دمای سانتیگراد تبدیل می کند.
• در نهایت، دمای خوانده شده را روی مانیتور سریال چاپ می کند.

ذخیره و آپلود کد:

1. کد را در Arduino IDE ذخیره کنید.
2. روی دکمه “Upload” کلیک کنید تا کد را به برد آردوینو آپلود کنید.

مشاهده خروجی:

• پس از آپلود کد، مانیتور سریال را باز کنید.
• باید دمای فعلی محیط را به صورت درجه سانتیگراد مشاهده کنید.

نتیجه گیری

سنسور دما LM32 ابزاری قدرتمند و مقرون به صرفه برای اندازه گیری دقیق دما با استفاده از آردوینو است. با اتصال ساده و استفاده آسان،LM32  را می توان در طیف وسیعی از پروژه ها مانند نظارت بر محیط، ثبت داده ها، سیستم های کنترل دما و اتوماسیون خانگی به کار برد. با کمی دانش برنامه نویسی و خلاقیت، می توانید از LM32 برای ایجاد پروژه های نوآورانه و کاربردی با آردوینو استفاده کنید. برای آشنایی بیشتر با سیستم‌های نهفته می‌توانید به نیرابلاگ مراجعه نمایید.

امیدوارم این راهنما جامع و مفید باشد!