Arduino LM35温度传感器实验教程

一、Arduino开发板简介 Arduino是一款便捷、灵活、成本低廉的开源电子原型平台，它由一个简单的微控制器板和一套开发环境组成。Arduino板可以通过各种各样的传感器、执行器和其他部件与现实世界互动，非常适合于个人制作项目、原型设计及学习电子编程。 二、LM35温度传感器介绍 LM35是一款常用的模拟温度传感器，它的输出电压与温度呈线性关系，具有高精度和可靠性。LM35的温度范围是-55℃到150℃，其输出灵敏度为10mV/℃，也就是说当温度每变化1℃，LM35的输出电压变化10毫伏。 三、实验目的 本实验旨在使用Arduino开发板结合LM35温度传感器，进行温度采集和显示。这对于初学者来说，不仅能够学习如何操作Arduino开发板，还能够掌握基本的传感器使用方法，对温度这一常见的环境参数进行实时监控和控制。 四、实验材料和工具 1. Arduino开发板：如Arduino UNO。 2. LM35温度传感器：用于检测温度。 3. 电阻：若需要进行电压分压等操作。 4. 导线：连接各个组件。 5. 电脑：用于编写和上传Arduino程序代码。 6. Arduino IDE：用于编程Arduino开发板。 五、实验步骤 1. 连接硬件：将LM35的三个引脚分别连接到Arduino的5V、GND和模拟输入口（如A0）。 2. 编写代码：在Arduino IDE中编写程序，使用analogRead()函数读取LM35连接的模拟口的值。 3. 数值转换：根据LM35的输出特性，将模拟读取的电压值转换成实际温度值。 4. 显示结果：可以使用电脑串口监视器查看输出的温度值，或者将温度值显示在LCD显示屏或LED数码管上。 六、实验代码分析 ```cpp int tempPin = A0; // 将LM35的输出引脚连接到Arduino的A0口 void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信速率 } void loop() { int reading = analogRead(tempPin); // 读取A0口的模拟值 float voltage = reading * 5.0; // 将模拟值转换成电压值，假设Arduino使用5V作为参考电压 voltage /= 1024.0; // 转换为0-5V的电压值 float temperatureC = (voltage - 0.5) * 100 ; // 根据LM35的特性公式计算温度值 Serial.print("温度: "); Serial.print(temperatureC); Serial.println("C"); delay(1000); // 每秒读取一次温度 } ``` 七、实验结果处理 完成以上步骤后，打开Arduino IDE的串口监视器，即可看到每秒钟更新一次的温度读数。实验者可以通过观察温度变化，了解环境温度的基本控制和数据读取方法。 八、实验知识点总结 通过LM35温度传感器实验，初学者可以学习以下知识点： - Arduino开发板的基本操作和编程入门。 - 模拟信号读取和数字信号转换的原理。 - LM35传感器的工作原理和温度到电压的转换关系。 - 如何使用Arduino IDE进行代码编写和上传。 - 简单的数据处理和串口通信。 九、实验拓展应用 了解LM35传感器和Arduino的基本操作后，可以进一步拓展应用，例如： - 设计温度报警系统，当温度超出预设阈值时发出警告。 - 制作温度记录仪，记录一段时间内的温度变化并进行数据图表分析。 - 进行更复杂的项目，比如温湿度控制系统，结合DHT11或DHT22等温湿度传感器进行环境监控。 实验者在完成本实验后，应具备使用Arduino进行温度数据采集和初步处理的能力，并可在此基础上深入探索更复杂的项目。