Arduino入门教程(8)—温度报警器

Arduino 入门教程(8)—温度报警器

在上一节中，我们认识了一个发声元件——蜂鸣器，也做了一个简单的小报警 器。是不是还不过瘾呢？这次我们要做一个更实际的应用——温度报警器。当 温度到达我们设定的限定值时，报警器就会响。我们可以用于厨房温度检测报警 等等，各种需要检测温度的场合。这个项目中，除了要用到蜂鸣器外，还需要一 个 LM35 温度传感器。 我们这里将头一回接触传感器，传感器是什么？简单的从字面上的理解就是，一 种能感知周围环境，并把感知到的信号转换为电信号的感应元件。感应元件再把 电信号传递给控制器。就好比人的各个感官，感知周围环境后，再信息传递给大 脑是一样的道理。

所需元件

1× 蜂鸣器

1× LM35 温度传感器

STEP 1：硬件连接

在接 LM35 温度传感器时，注意三个引脚的位置，从左至右依次接 5V、Analog

0、GND，如我们下图所示。

STEP 2：输入代码

完成硬件连接后，打开 Arduino IDE,输入下面这段代码。

1.

float sinVal; int toneVal;

unsigned long tepTimer ; 2.

3. 4.

5. void setup(){

6. pinMode(8, OUTPUT); 7. Serial.begin(9600);

// 蜂鸣器引脚设置 //设置波特率为 9600 bps 8.

9.

}

10. void loop(){

11. int val; //用于存储 LM35 读到的值 12. double data; //用于存储已转换的温度值 13. val=analogRead(0); //LM35 连到模拟口，并从模拟口读值 14. data = (double) val * (5/10.24); // 得到电压值，通过公式换成温度

15. 16.

if(data>27){ // 如果温度大于 27，蜂鸣器响 17. for(int x=0; x<180; x++){ 18.

19. 20.

//将 sin 函数角度转化为弧度 sinVal = (sin(x*(3.1412/180))); //用 sin 函数值产生声音的频率 21. toneVal = 2000+(int(sinVal*1000)); 22. //给引脚 8 一个

23. 24. 25. 26. 27. 28. } tone(8, toneVal); delay(2); // 如果温度小于 27 ，关闭蜂鸣器 noTone(8); //关闭蜂鸣器 } else { } 29. 30.

if(millis() - tepTimer > 500){ // 每 500ms，串口输出一次温度值 31. tepTimer = millis(); 32. Serial.print(\// 串口输出“温度” 33. Serial.print(data); // 串口输出温度值 34. Serial.println(\// 串口输出温度单位

35. }

36. }

成功下载完程序后，打开 Arduino IDE 的串口监视器。

设置串口监视器的波特率为 9600。

就可以直接从串口中读取温度值，并尝试升高周围环境温度，或者用手直接接触 LM35 使其升温，串口可以很直观的看到温度有明显的变化。

蜂鸣器工作的条件是，一旦检测到环境温度大于 27 度，蜂鸣器鸣响，环境温度 小于 27 度，则关闭蜂鸣器。 STEP 3: 代码回顾 这段代码与报警器一节的大部分内容是相同的，就直接讲讲不同的吧！ setup()函数的第一句，我们想必已经很熟了，设置蜂鸣器为输出模式，有人可 能会问为什么 LM35 不用设置呢？LM35 是个模拟量，模拟量不需要设置引脚模 式。pinMode 只用于数字引脚。 Arduino 的通信伙伴——串口

串口是 Arduino 和外界进行通信的一个简单的方法。每个 Arduino 都至少有一 个串口，UNO 分别与数字引脚 0(RX)和数字引脚 1(TX)相连。所以如果要用到 串口通信的，数字 0 和 1 不能用于输入输出功能。 串口可用的函数也有好多，可用查看语法手册。我们这里就先介绍几个常用的:

1.

Serial.begin(9600);

这个函数用于初始化串口波特率，也就是数据传输的速率，是使用串口必不可少 的函数。直接输入相应设定的数值就可以了，如果不是一些特定的无线模块对波 特率有特殊要求的话，波特率设置只需和串口监视器保持一致即可。我们这里就 只是用于串口监视器。

1.

val=analogRead(0);

这里用到了一个新函数——analogRead(pin)。 这个函数用于从模拟引脚读值，pin 是指连接的模拟引脚。Arduino 的模拟引脚 连接到一个了 10 位 A/D 转换，输入 0~5V 的电压对应读到 0~1023 的数值， 每个读到的数值对应的都是一个电压值。 我们这里读到的是温度的电压值，是以 0~1023 的方式输出。而我们 LM35 温 度传感器每 10mV 对应 1 摄氏度。

1.

data = (double) val * (5/10.24);

从传感器中读到的电压值，它的范围在 0~1023，将该值分成 1024 份，再把结 果乘以 5，映射到 0~5V，因为每度 10mV，需要再乘以 100 得到一个 double 型温度值，最后赋给 data 变量。

后面进入一个 if 语句，对温度值进行判断。这里的 if 语句与之前讲的有所不同。

if…else 用于对两种情况进行判断的时候。

if…else 语句格式：

if(表达式){ 语句 1；

} else{

语句 2；

}

表达式结果为真时，执行语句 1，放弃语句 2 的执行，接着跳过 if 语句，执行 if 语句的下一条语句；如果表达式结果为假时，执行语句 2，放弃语句 1 的执行， 接着跳过 if 语句，执行 if 语句的下一条语句。无论如何，对于一次条件的判断， 语句 1 和语句 2 只能有一个被执行，不能同时被执行。

回到我们的代码, if 中的语句就省略不说了，不明白的可以回看前一节：

1. if(data>27){

2.

for(int x=0; x<180; x++){ …… 3. 4. }

5.

} else { …… 6. 7.

}

进入 if 判断，对 data 也就是温度值进行判断，如果大于 27，进入 if 前半段， 蜂鸣器鸣响。否则，进入 else 后的语句，关闭蜂鸣器。 除了不断检测温度进行报警，我们还需要代码在串口实时显示温度。这里又用到 millis()函数（项目三中有说明），利用固定的机器时间，每隔 500ms 定时向串 口发出数据。 那串口收到数据后，如何在串口监视器上显示呢？就要用到下面的两句语句：

1.

Serial.print(val); Serial.println(val);

2. 3.

print()的解释是，以我们可读的 ASCII 形式从串口输出。 这条命令有多种形式：

（1）数字则是以位形式输出（例 1）

（2）浮点型数据输出时只保留小数点后两位（例 2）

（3）字符和字符串则原样输出，字符需要加单引号（例 3），字符串需要加双 引号（例 4）。 例如：

（1）Serial.print(78); 输出“78”

（2）Serial.print(1.23456); 输出“1.23”

（3）Serial.print(‘N’); 输出“N”

（4）Serial.print(“Hello world.”); 输出“Hello world.” 不仅有我们上面这种形式输出，还可以以进制形式输出，可以参看语法手册。 println()与 print()区别就是，println()比 print()多了回车换行，其他完全相同。 串口监视器输出还有一条语句比较常见的是 Serial.write(),它不是以 ASCII 形式 输出，而是以字节形式输出，感兴趣的可以查看语法手册。 代码中，可能有一处会不太明白：

1.

Serial.print(data);

有人会问，data 不是字符串吗？怎么输出是数字呢？不要忘了，这是我们前面 定义的变量，它其实就是代表数字，输出当然就是数字啦！

STEP 4: 硬件回顾

LM35

LM35 是一种常见的温度传感器，使用简便，不需要额外的校准处理就可以达到 + 1/4℃的准确率。

我们看一下 LM35 引脚示意图，Vs 接入电源，Vout 是电压输出，GND 接地。

计算公式：Vout = 10mV/℃ * T℃（温度范围在+2℃~40℃）

可以做些其他的事

将我们上面的温度报警器再结合 LED 灯。在不同的温度范围设置不同颜色灯， 并伴随不同频率的声音。

比如：温度小于 10 或者大于 35，亮红灯，蜂鸣器发出比较急促的声音。

温度在 25~35 之间，亮黄灯，蜂鸣器伴随相对缓和的声音。 温度在 10~25 之间，亮绿灯，关闭蜂鸣器。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/r9c3.html