थर्मिस्टर टेस्ट प्लान: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

इस परीक्षण योजना का लक्ष्य यह देखना है कि क्या हम मानव शरीर के तापमान को माप सकते हैं। यह परीक्षण योजना आपको निर्देश देगी कि कैसे एक साधारण डिजिटल थर्मामीटर का निर्माण करें, इसे कैलिब्रेट करें, इसे प्रोग्राम करें, और फिर इसका उपयोग करके देखें कि क्या आप एक नकली बुखार (40 डिग्री सेल्सियस का तापमान) का पता लगा सकते हैं।

चरण 1: चरण 1 - अपनी सामग्री इकट्ठा करें

एक अच्छी परीक्षण योजना हमेशा उन सामग्रियों को बिछाने से शुरू होनी चाहिए जिनकी आपको आवश्यकता होगी।

हमारे थर्मिस्टर परीक्षण योजना के लिए, हमें निम्नलिखित की आवश्यकता है:

Arduino Uno माइक्रोकंट्रोलर

USB केबल (Arduino को कंप्यूटर से जोड़ने के लिए)

लैपटॉप कंप्यूटर

thermistor

प्रतिरोधों (10, 000 ओम)

ब्रेड बोर्ड

बीकर

पानी

होट प्लैट

फीता

शराब थर्मामीटर

चरण 2: चरण 2: अपने सर्किट को जोड़ना

अगला कदम सर्किट का निर्माण शुरू करना है जो आपको थर्मिस्टर का उपयोग करके तापमान को मापने की अनुमति देगा।

अपने थर्मिस्टर को अपने Arduino से इस तरह से जोड़ने के लिए ऊपर दिए गए आरेख का पालन करें जिससे आप तापमान को माप सकें। जैसा कि आप देख सकते हैं, आपके Arduino का 5V आउटपुट आपके थर्मिस्टर से जुड़ा है। थर्मिस्टर का दूसरा सिरा 10kOhm रेसिस्टर से जुड़ा होता है। अंत में, 10kOhm रोकनेवाला का दूसरा छोर सर्किट को पूरा करते हुए Arduino पर ग्राउंड पिन से जुड़ा है।

आप पीले तार को भी देखेंगे जो थर्मिस्टर और रेसिस्टर के बीच के जंक्शन को Arduino पर एनालॉग इनपुट पिन "A0" से जोड़ता है। इस तार को जोड़ना न भूलें! वह तार वह है जो आपके Arduino को वास्तव में थर्मिस्टर को मापने की अनुमति देता है। इसके बिना, आपको कोई माप नहीं मिलेगा।

चरण 3: चरण 3: अपने Arduino की प्रोग्रामिंग

अगला कदम अपने Arduino को प्रोग्राम करना है ताकि आप अपने थर्मिस्टर में वोल्टेज का माप लेना शुरू कर सकें। ऐसा करने के लिए, ऊपर दिए गए कोड को अपने संपादक में कॉपी करें और फिर इसे अपने Arduino पर अपलोड करें।

यह कोड आपके थर्मिस्टर से प्रति सेकंड एक बार रीडिंग लेगा, और उस रीडिंग को सीरियल मॉनिटर पर लिखेगा। याद रखें: यहां सीरियल मॉनिटर पर जो मान लिखे जाएंगे, वे वोल्टेज मान हैं। तापमान मान उत्पन्न करने के लिए, हमें डिवाइस को कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होगी।

चरण 4: चरण 4: अपना कैलिब्रेशन डेटा रिकॉर्ड करना

अभी, आपका Arduino तापमान मान उत्पन्न नहीं कर रहा है। हमें इसे कैलिब्रेट करने की आवश्यकता है, जिसका अर्थ है कि विभिन्न तापमानों पर Arduino के साथ वोल्टेज माप की एक श्रृंखला लेना, साथ ही साथ प्रत्येक वोल्टेज माप पर तापमान रिकॉर्ड करना। इस तरह, हम एक चार्ट बना सकते हैं जिसमें बाईं ओर वोल्टेज मान और दाईं ओर तापमान होता है। इस चार्ट से हम एक समीकरण के साथ आने में सक्षम होंगे जो हमें वोल्ट और डिग्री के बीच स्वचालित रूप से परिवर्तित करने की अनुमति देगा।

अपना अंशांकन डेटा लेने के लिए, आपको एक गर्म प्लेट पर पानी से भरा बीकर रखना होगा और उसे चालू करना होगा। पानी में अल्कोहल थर्मामीटर रखें और तापमान बढ़ने पर देखें। जब तापमान 18 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाए, तो अपने थर्मिस्टर को भी पानी में रखें और अपने Arduino को चालू करें ताकि आप सीरियल मॉनिटर को पढ़ सकें।

जब आपके थर्मामीटर का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस हो जाए, तो उस तापमान को लिख लें। इसके आगे, उस वोल्टेज को लिखिए जिसे पढ़कर आपका Arduino सीरियल मॉनीटर पर लगा रहा है। जब थर्मामीटर 21 डिग्री सेल्सियस पढ़ता है, तो इसे दोहराएं। इसे तब तक दोहराएं जब तक आपका थर्मामीटर 40 डिग्री सेल्सियस न पढ़ जाए।

अब आपके पास वोल्टेज मानों की एक श्रृंखला होनी चाहिए, जिनमें से प्रत्येक एक विशिष्ट तापमान के अनुरूप हो। इन्हें एक्सेल स्प्रैडशीट में दर्ज करें जैसे ऊपर की तस्वीर में।

चरण 5: चरण 5: अपना अंशांकन वक्र बनाना

अब जब आपका सारा डेटा एक्सेल में है, तो हम इसका उपयोग कैलिब्रेशन कर्व बनाने और एक समीकरण उत्पन्न करने के लिए करेंगे जो हमें वोल्टेज और तापमान मानों के बीच कनवर्ट करने की अनुमति देगा।

एक्सेल में, अपने डेटा को हाइलाइट करें (सुनिश्चित करें कि वोल्टेज मान बाईं ओर हैं) और शीर्ष पर टूलबार पर "इन्सर्ट" चुनें, फिर चार्ट सेक्शन से "स्कैटर या बबल चार्ट" पर क्लिक करें। एक ग्राफ उस पर डॉट्स की एक श्रृंखला के साथ पॉप अप होना चाहिए। दोबारा जांचें कि वाई-अक्ष तापमान मानों का प्रतिनिधित्व करता है और एक्स-अक्ष वोल्टेज मानों का प्रतिनिधित्व करता है।

डेटा बिंदुओं में से किसी एक पर राइट-क्लिक करें और "फॉर्मेट ट्रेंडलाइन" चुनें। एक डायलॉग बॉक्स दिखाई देगा। "ट्रेंडलाइन विकल्प" के अंतर्गत, "रैखिक" चुनें, और फिर सबसे नीचे "चार्ट पर प्रदर्शन समीकरण" कहने वाले बॉक्स का चयन करें।

आपका चार्ट अब ऊपर की तस्वीर की तरह दिखना चाहिए। उस समीकरण को लिख लें, जैसा कि आप अपने Arduino में प्रोग्राम करने जा रहे हैं ताकि यह वोल्टेज को तापमान में स्वचालित रूप से परिवर्तित कर सके।

चरण 6: चरण 6: अपने सिस्टम को कैलिब्रेट करना

अब जब आपने सफलतापूर्वक एक अंशांकन वक्र बना लिया है और समीकरण को व्युत्पन्न कर लिया है जो आपको वोल्टेज मानों को तापमान में बदलने की अनुमति देता है, तो आपको अपना कोड अपडेट करना होगा ताकि आपका Arduino सीरियल मॉनिटर पर तापमान मान प्रिंट कर सके।

अपने Arduino कोड में वापस जाएं और निम्नलिखित परिवर्तन करें:

वैरिएबल "वैल" को "इंट" के रूप में स्थापित करने के बजाय, इसे "फ्लोट" के रूप में कॉल करें। ऐसा इसलिए है क्योंकि "int" का अर्थ पूर्णांक, या पूर्ण संख्या है। चूंकि हम एक समीकरण के माध्यम से "वैल" में संग्रहीत वोल्टेज मान डालने जा रहे हैं, हमें इसे दशमलव मान रखने की अनुमति देने की आवश्यकता है अन्यथा हमारा रूपांतरण गलत होगा। "वैल" को "फ्लोट" वैरिएबल के रूप में कॉल करके, हम यह सुनिश्चित करेंगे कि हमारा गणित ठीक से काम करे।

आगे आपको "val=analogRead(0);" के बाद एक नई लाइन जोड़नी होगी। इस नई लाइन पर, निम्नलिखित लिखें: "फ्लोट तापमान"। यह एक नया चर, तापमान स्थापित करेगा, जिसे हम शीघ्र ही प्रदर्शित करेंगे।

अगला कदम वोल्टेज मान को "वैल" में एक तापमान में परिवर्तित करना है जिसे हम "तापमान" में स्टोर कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, अपने समीकरण पर वापस जाएं जो आपको अपने अंशांकन वक्र से मिला है। जब तक वोल्टेज एक्स-अक्ष पर है और तापमान आपके ग्राफ के वाई-अक्ष पर है, तब समीकरण का अनुवाद इस प्रकार किया जा सकता है: वाई = ए * एक्स + बी तापमान = ए * वैल + बी बन जाता है। अगली पंक्ति पर, "तापमान = ए * वैल + बी" लिखें, जहां "ए" और "बी" संख्याएं हैं जो आपको अपने अंशांकन समीकरण से प्राप्त होती हैं।

इसके बाद, "Serial.println(val)" हटाएं को बदलें। हम स्वयं तापमान को नहीं देखने जा रहे हैं, बल्कि यह तय करने के लिए कि हम एक निश्चित तापमान से ऊपर हैं या नहीं, एक if स्टेटमेंट का उपयोग करेंगे।

अंत में, हम कोड का एक टुकड़ा जोड़ने जा रहे हैं जो तापमान की जानकारी का उपयोग यह निर्णय लेने के लिए करेगा कि आपको बुखार है या नहीं। अगली पंक्ति में निम्नलिखित लिखें:

अगर (तापमान> 40) {

Serial.println ("मुझे बुखार है!")

}

अपना कोड सहेजें और इसे Arduino पर अपलोड करें।

चरण 7: चरण 7: अपने डिवाइस का परीक्षण

बधाई हो! आपने अब एक डिजिटल थर्मामीटर का निर्माण किया है जो एक थर्मिस्टर और एक Arduino का उपयोग करके तापमान को माप सकता है। अब आपको सटीकता के लिए इसका परीक्षण करना होगा।

अपने बीकर को फिर से गर्म प्लेट पर सेट करें और पानी को गर्म करना शुरू करें। अपने अल्कोहल थर्मामीटर और थर्मिस्टर को पानी में रखें। सीरियल मॉनीटर के साथ-साथ अल्कोहल थर्मामीटर भी देखें। जब आपका सीरियल मॉनिटर कहता है "आपको बुखार है!", अपने अल्कोहल थर्मामीटर पर तापमान लिख लें और गर्म प्लेट को बंद कर दें।

पानी को लगभग 32 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा होने दें और फिर उपरोक्त प्रक्रिया को दोहराएं। ऐसा ५ बार करें, और अपने प्रेक्षणों को ऊपर दिए गए चार्ट की तरह एक चार्ट में दर्ज करें।

चरण 8: चरण 8: अपने डिवाइस की सटीकता की गणना करें

अब जब आपने परीक्षणों के 5 परीक्षण रिकॉर्ड कर लिए हैं, तो आप गणना कर सकते हैं कि आपका उपकरण सही तापमान से कितनी दूर था।

याद रखें कि हमने आपका डिवाइस सेट किया है ताकि यह "मुझे बुखार है!" जब भी उसे 40 डिग्री सेल्सियस से अधिक या उसके बराबर तापमान का पता चला। इसका मतलब है कि हम अल्कोहल थर्मामीटर के मूल्यों की तुलना 40 डिग्री से करेंगे और देखेंगे कि वे कितने भिन्न थे।

एक्सेल में, आपके द्वारा रिकॉर्ड किए गए प्रत्येक तापमान मान से 40 घटाएं। यह आपको प्रत्येक वास्तविक मूल्य और आपके मापा मूल्यों के बीच का अंतर देता है। इसके बाद, इन मानों को ४० से विभाजित करें, और १०० से गुणा करें। यह हमें प्रत्येक माप के लिए प्रतिशत त्रुटि देगा।

अंत में, अपनी सभी प्रतिशत त्रुटियों को औसत करें। यह संख्या आपकी समग्र प्रतिशत त्रुटि है। आपका उपकरण कितना सटीक था? क्या प्रतिशत त्रुटि 5% से कम थी? 1%?