Ім'я файлу: Лабораторна робота №2.pdf
Розширення: pdf
Розмір: 338кб.
Дата: 16.12.2023
скачати
Пов'язані файли:
Екологічний проект Влив зелених насаджень пришкільної ділянки на
Розширення: pdf
Розмір: 338кб.
Дата: 16.12.2023
скачати
Пов'язані файли:
Екологічний проект Влив зелених насаджень пришкільної ділянки на
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЖИТОМИРСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ФІКТ Кафедра комп’ютерних технологій в медицині та телекомунікаціях
Група ІВ-22-1
Лабораторна робота №2 АЦП. СТВОРЕННЯ ВОЛЬТМЕТРА ТА ТЕРМОМЕТРА НА БАЗІ
ARDUINO»
Виконав:
Лісовець АС.
Перевірив:
Корніюк А.В. Житомир 2023
Зм. Лист
№ докум.
Підпис Дата Лист
2
Лабораторна №2 Мета роботи:
1. Практичне ознайомлення з АЦП.
2. Створення на базі Arduino вольтметра з використанням АЦП мікроко- нтролера.
3. Створення на базі Arduino термометра з використанням спеціалізова- ної мікросхеми LM35 та АЦП мікроконтролера. Тема роботи:
Розробка та випробування вольтметра та термометра на основі Arduino з використанням аналого-цифрового преобразувача (АЦП)
Прилади які були використані в даній лабораторній роботі:
• Arduino Uno R3
• Датчик температури(LM35)
• Вольтметр
• Потенціометр
Зм. Лист
№ докум.
Підпис Дата Лист
3
Лабораторна №2
Короткі теоретичні відомості
Аналогово-цифровий перетворювач АЦП) - це пристрій, який пере- творює аналоговий сигналу цифровий. Аналоговий сигнал - це сигнал, який змінюється плавно, наприклад, зміна напруги або струму. Цифровий сигнал - це сигнал, який змінюється дискретно, наприклад, послідовність цифр. АЦП використовують у багатьох електронних пристроях, наприклад, у комп'ютерах, мікроконтролерах, мобільних телефонах. Вони застосовуються для вимірювання фізичних величин, таких як температура, напруга, струм.
Створення вольтметра та термометра на базі Arduino Для створення вольтметра та термометра на базі Arduino можна вико- ристовувати АЦП, який вбудований уплату має 10-ти бітний АЦП, який може вимірювати напругу в діапазоні від 0 до 5 В. Для створення вольтметра потрібно підключити до АЦП джерело на- пруги, яке потрібно вимірювати. Наприклад, можна підключити до одного з аналогових входів Arduino (A0-A5) вольтметр. Для створення термометра потрібно підключити до АЦП датчик темпе- ратури, наприклад, датчик DS18B20. В нашому випадку це буде датчик за за- мовчуванням з Tinkercad
Зм. Лист
№ докум.
Підпис Дата Лист
4
Лабораторна №2
Хід роботи Для початку зберемо схему буде виводити в монітор послідовного порту кількість отриманих відліків та напругу у вольтах Рис Зібрана схема в Tinkercad
Далі пишемо код який повинен виводи необхідні дані які будуть зчи- тані з вольтметра Рис. Код для виводу напруги та кількості відліків
Зм. Лист
№ докум.
Підпис Дата Лист
5
Лабораторна №2
Наступним кроком буде розрахунок одного відліку за відповідною формулою 𝑈
ВІДЛ
=
𝑈
опорна
2
Розрядність АЦП. Оскільки опорна напруга майже завжди дорівнює
5 V, а розрядність АЦП Arduino дорівнює
2 10
можна дізнатись чому дорів- нює напруга одного відліку підставивши відповідні числа у формулу.
𝑈
ВІДЛ
=
5 2
10
=
5 1024
= 0,0048828
Після виконання цього нам потрібно порівняти напругу яку видає вольтметр тате що ми розрахували. Для розрахунку напруги потрібно помно- жити кількість відліків яке видає монітор інтерфейсу на напругу одного від- ліку яку ми розрахували раніше, тобто 𝑈 = 𝑈
відл
∗ 𝑁. (N-кількість відліків) Для порівняння намалюємо таблицю:
№
Кількість відліків
Напруга на вольтметрі, В
Розрахункова напруга, В
1 818 4.00 3.99 2
389 1.90 1.90 3
102 0.50 0.50 4
634 3.10 3.09 5
941 4,60 4,59
Можна мобачити що різниця між розрахунковою напругою та напру- гою на вольтметрі незначна
Будуємо наступну схему для виміру температури на датчику
Зм. Лист
№ докум.
Підпис Дата Лист
6
Лабораторна №2 Рис Загальний вигляд схеми для виміру температури Код для виміру температури виглядає наступним чином
Співвідношення напруги на виході мікросхеми до температури в мікро- схемі LM35 дорівнює 10 mV/°C
Зм. Лист
№ докум.
Підпис Дата Лист
7
Лабораторна №2 Ось рівняння, що описує співвідношення між вихідною напругою
LM35 і температурою
Uout = 10 mV/°C * T де
Uout - вихідна напруга LM35, в мілівольтах
T - температура навколишнього середовища, в градусах Цельсія
Наприклад, якщо виміряти вихідну напругу LM35 і отримати значення
350 мВ, можна використовувати наступне рівняння, щоб визначити температуру навколишнього середовища:
T = Uout / (10 mV/°C)
T = 350 mV / (10 mV/°C)
T = 35°C
Після запуску програми отримаємо наступні результати з невеликою похибкою Рис
Зм. Лист
№ докум.
Підпис Дата Лист
8
Лабораторна №2
Напишемо код для виводу градусів
Цельсія та
Фарангейта
Рис.5 Рис Результат вимірювання з невеликою похибкою
Зм. Лист
№ докум.
Підпис Дата Лист
9
Лабораторна №2
Висновок У ході виконання цієї лабораторної роботи було досягнуто поставленої мети. Ми успішно ознайомилися з АЦП, його принципами роботи та застосу- ванням у практичних задачах.
Було створено вольтметр на базі Arduino, використовуючи АЦП мікроконт- ролера. Це дозволило нам виміряти напругу в реальному часі та отримати ко- рисний досвід роботи з цими компонентами.
Також було створено термометр на базі Arduino з використанням спеціалізо- ваної мікросхеми LM35 та АЦП мікроконтролера. Це дозволило нам вимі- ряти температуру в реальному часі та краще зрозуміти, як працює цей про- цес. В результаті, ми розробили та випробували вольтметр та термометр на основі
Arduino з використанням аналого-цифрового преобразувача (АЦП. Це дало нам цінний досвід роботи з цими технологіями та краще зрозуміти, як вони можуть бути використані в реальних ситуаціях. В цілому, ця лабораторна робота була успішною, оскільки ми досягли всіх поставлених цілей та отримали корисний досвід. Ми з нетерпінням чекаємо наступних викликів та можливостей для навчання та розвитку наших нави- чок.