温度报警器

学习目标:

1.理解温度传感器的工作原理并能正确使用“启动开关”节点;

2.能正确连接并使用温度传感器,蜂鸣器,完成温度报警器的制作;

3.能够正确配置所用到节点的参数。

一、项目描述

   在炎热的夏天或者是干燥的冬天,火灾都是人们不可小视的灾难,因此预防火患可以提高人们生活的安全性,我们将温控报警器安置在恰当的位置,如果温度过高,温控报警器就自动报警,让人们知道哪里可能即将发生火灾,人们好尽快的将火灾灭杀在襁褓之中,极大的减小了火灾的可能,提高了生活的安全性。

图1 温度报警器

二、项目分析

  完成温度报警器的关键在于温度传感器获得环境的温度,当其高于某一阈值的时候,打开蜂鸣器,进行报警;当低于某一阈值的时候,蜂鸣器不工作。这就要求温度传感器能够不间断的获得环境温度,来取得较为理想的报警效果。根据项目分析表1,我们可以更加清楚的了解此项目的实质。

表1 温度报警器项目分析

项目名称

温度报警器

项目功能

获取环境温度,当高于规定阈值时,蜂鸣器进行报警

器材清单

Arduino/Genuino101、扩展板、温度传感器、蜂鸣器

 

三、基础知识

   (一)温度传感器

  基于LM35半导体的温度传感器(图2所示),可以用来对环境温度进行定性的检测。LM35半导体温度传感器是美国国家半导体公司生产的线性温度传感器。其测温范围是-40℃到150℃,灵敏度为10mV/℃,输出电压与温度成正比。LM35线性温度传感器Arduino/Genuino101专用传感器扩展板结合使用,可以非常容易地实现与环境温度感知相关的互动效果。

图2 温度传感器

   (二)蜂鸣器

   数字蜂鸣器(图3)是Arduino/Genuino101传感器模块中最简单的发声装置,只要简单的高低电平信号就能够驱动。在制作预警和报警装置中,该蜂鸣器传感器是非常有必要使用的。

图3 蜂鸣器

四、实现过程

   (一)硬件连接

   准备好器材后将温度传感器、蜂鸣器、Arduino/Genuino101和扩展版连接起来,这里我们将温度传感器通连接到模拟针脚A0,蜂鸣器连接数字针脚8,如图4所示。

图4 “温度报警器”连接图

  (二)流程设计

   为了实现温度报警器的功能,我们需要实时来判断外界环境温度,当温度值达到某一设定阈值时,触发蜂鸣器开关,实现报警功能,参考程序如图5所示。

图5 “温度报警器”参考程序

  (三)节点设置

  为了获取外界温度值,我们需要引用“启动开关”节点,使单片机上电后,温度传感器直接打开。双击“启动开关”节点之后会出现如下图6所示的界面,我们设置输出值为1,作为下一节点的开关使用。

图6 “启动开关”节点及其设置

   温度传感器节点主要来配置温度传感器的使用参数,以此来获得环境温度,我们此案例中将模拟管脚接在A0,将获取环境温度的间隔值设置为1000ms,节点配置如图7所示。

图7 “温度传感器”节点及其设置

  为了设置外界温度值的阙值,我们双击“判断”节点,如图 8所示。点击“+规则”按钮,在下拉框中选择“<”并输入30时并生成连接点1,在下拉框选择“>”输入30并生成连接点2。为了程序的可读性,也可以对节点名进行设置。

图8 “判断/切换”节点及其设置

  引入“改变”节点可以实现当外界光线值低于一定阙值时触发下一节点,双击“改变”节点即可对于“改变”节点进行设置。在本案例中为了控制让蜂鸣器工作,将“改变”节点分别设置“1”或“0”,如图 9所示。

图9 “改变”节点及其设置

   蜂鸣器节点来设置蜂鸣器模块的数字管脚接口,当温度达到阈值时,实现报警功能,节点及其设置如图10所示。

图10 “蜂鸣器”节点及其设置

  (四)效果测试

  点击“部署”按钮,可以自己来改变环境温度,来试一试自制温度报警器是否正常工作。需要根据实际情况对具体外界环境的温度阙值进行调整。如果不能产生预期的效果,可以老师或同学交流问题所在,最后分享自己的作品和经验。

五、挑战自我

  “温度报警器”程序看着很复杂,但是按照节点数据流梳理后也是很简单的。我们可以考虑温度传感器的工作时间,是不是可以把“启动开关”改为“按钮”节点呢?动手试试吧!

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