介绍
在使用Arduino控制LED闪烁并控制继电器之后,每个积极从事DIY项目的业余爱好者都计划建造一个气象站。它不必预测降雨或暴风雨,而只需测量诸如温度和湿度之类的基本信息。
温度传感器和湿度传感器(通常它们装在一个包装中,但也提供谨慎的组件)是Arduino气象站的主要成分。
使用Arduino测量物体或房间的温度是一个非常有用的项目。你可以连续监视温度变化并记录数据以进行进一步分析。
市场上有大量与Arduino兼容的温度传感器。有些相对便宜且易于使用,而有些则非常精确。
我列出了一些常见的Arduino温度传感器,并列出了每个传感器的一些基本规格。这些传感器可以与其他开发板一起使用,例如STM32F103C8T6 Blue Pill Board,Raspberry Pi,ESP8266或ESP32。
因此,如果你正在为自己的DIY项目寻找理想的Arduino温度传感器,请仔细阅读并做出决定。
LM35
如今,有各种各样的温度传感器面向DIY和业余爱好者市场。但是几年前,如果我们谈论温度传感器,那么LM35是唯一的选择(至少对我而言)。
它是目前最流行的温度传感器之一,甚至在今天仍在使用。LM35是一个模拟温度传感器,直接在摄氏温度下校准。输出模拟电压与摄氏度成线性比例关系。
LM35的传递函数是
V OUT = 10mV / C x T,其中V OUT是输出电压,T是C中的温度。
传递函数的意思是,温度每升高1摄氏度,输出电压就会增加10mV。
还有另外两个类似于LM35的温度传感器。它们是LM34(以华氏温度校准)和LM335(以开尔文温度校准)。
LM35的重要规格:
范围 | -55 0 C至150 0 C |
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准确性 | ±0.5 0下在25 0 C ^ |
工作电压范围 | 4V至30V |
通讯协议 | 模拟量输出 |
应用领域 | 电源 暖通空调系统 消费电器 电池管理系统 |
DHT11
DHT11传感器是Arduino项目中最常用的温度传感器之一。它是一个相对湿度传感器,因此可以同时测量温度和湿度。
在内部,DHT11传感器由一个电阻湿度传感器,一个NTC热敏电阻(温度传感器)和一个8位MCU组成,该MCU执行ADC操作以产生数字输出。
说到数字输出,DHT11传感器使用单线协议进行通信。与其较大的兄弟DHT22相比,DHT11温湿度传感器的范围和精度指标并不令人印象深刻。
有关将DHT11温度传感器与Arduino接口的更多信息。签出此项目。
DHT11的重要规格:
温度范围 | 0 0 C至50 0 C |
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温度精度 | ±20C |
湿度范围 | 20 – 90%相对湿度 |
湿度精度 | ±5%相对湿度 |
工作电压范围 | 3.3V至5.5V |
通讯协议 | 一根线 |
应用领域 | 家庭自动化系统 暖通空调系统 气象站 |
DHT22
尽管DHT11是简单应用的理想选择,但其范围和精度可能是一个限制因素。因此,DHT22还是相对湿度传感器(因此既可测量湿度又可测量温度)被认为是更好的选择。
尽管DHT11和DHT22看起来相同,但是两者之间有一个主要区别。DHT11是电阻型相对湿度传感器,而DHT22是电容型相对湿度传感器。
通常DHT11提供蓝色外壳,DHT22提供白色外壳。DHT22 Sensor的引脚与DHT11的引脚相同。由于范围和精度更高,DHT22比DHT11昂贵。
DHT22的重要规格:
温度范围 | -40 0 C至80 0 C |
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温度精度 | ±0.5 0摄氏度 |
湿度范围 | 0 – 100%相对湿度 |
湿度精度 | 相对湿度±2% |
工作电压范围 | 3.3V至6V |
通讯协议 | 一根线 |
应用领域 | 家庭自动化系统 暖通空调系统 气象站 |
DHT11和DHT22温度传感器都可以连接至最长20m的电缆,以进行远程温度测量。
TMP36
TMP36是另一个模拟温度传感器,与著名的LM35温度传感器非常相似。它是一种低压温度传感器,其工作电压范围从2.7V开始,并且温度在0 C内校准。
TMP36的比例因子为10mV / 0 C,与LM35相同,但范围和精度数值略低于LM35。尽管如此,如果你有兴趣购买模拟温度传感器,它是LM35的理想选择。
TMP36的重要规格:
范围 | -40 0 C至125 0 C |
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准确性 | ±2 0下在25 0 C ^ |
工作电压范围 | 2.7V至5.5V |
通讯协议 | 模拟量输出 |
应用领域 | 电源热保护系统 火灾警报 电力系统 监控器CPU散热管理 |
BMP180
本质上,大气压力传感器(博世公司的BMP180)也可以测量温度。这使其成为集成到天气监控或气象站项目中的更好的传感器。
由于BMP180是压力传感器,因此我们也可以测量海拔高度(海拔越高,压力越低)。由于其准确性,稳定性和鲁棒性(相对于EMC),BMP180传感器通常用于移动电话,GPS导航系统和其他户外设备中。
在内部,BMP180组合了一个压阻传感器,一个ADC,一个带有EEPROM的控制单元和I 2 C形式的串行接口。
传感器通过I 2 C总线传输压力和温度数据。
BMP180的重要规格:
压力范围 | 300hPa至1100hPa(与海平面有关的9000m至-500m) |
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压力精度 | -4hPa至2hPa |
温度范围 | 0 0 C至65 0 C |
温度精度 | ±20C |
工作电压范围 | 1.8V至3.6V(用于传感器)3.3V至5V(用于模块) |
通讯协议 | I2C |
应用领域 | 手提电话 GPS导航系统 运动器材 掌上电脑 天气预报 |
DS18B20
DS18B20是另一种数字温度传感器,它以自己的方式独特。首先,它通过1-Wire总线(由Dallas Semiconductor开发)进行通信,这意味着它仅需要一条数据线即可进行通信(当然也需要GND线)。
第二个独特功能是DS18B20传感器可以使用数据线本身供电(称为寄生电源)。这样就无需任何外部电源。第三个独特功能是你可以选择9位至12位之间的输出分辨率。
另一个重要功能是每个DS18B20传感器都有一个唯一的64位序列号。使用此功能,你可以将多个DS18B20传感器连接至同一1-Wire总线,并与单个微控制器通信。
DS18B20的重要规格:
范围 | -55 0 C至125 0 C |
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准确性 | ±0.5 0 ℃下-10 0 C至85 0 C ^ |
工作电压范围 | 3V至5.5V |
通讯协议 | 1线 |
应用领域 | 恒温控制 工业系统 消费产品 |
BME280
博世的另一种一体化传感器是BME280传感器。它可以以很大的测量范围和精度来测量压力,湿度和温度。它是一种低功率传感器,适合电池供电的设备,例如手机,健身追踪器,导航系统等。
该传感器同时支持I2C和SPI通信接口。因此,如果你选择模块,请确保相应的引脚输出可用。
BME280的重要规格:
压力范围 | 300hPa至1100hPa |
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压力精度 | ±1hPa |
温度范围 | -40 0 C至85 0 C |
温度精度 | ±10C |
湿度范围 | 0%至100% |
湿度精度 | ±3% |
工作电压范围 | 1.8V至3.6V(用于传感器)3.3V至5V(对于模块,如果具有稳压器) |
通讯协议 | I2C或SPI(检查引脚排列) |
应用领域 | 手提电话 运动器材(健身追踪器) 掌上电脑 GPS导航系统 天气预报 |
MCP9808
MCP9808是Microchip的高精度数字温度传感器。这是一种低功耗传感器,可通过I 2 C或SMBus进行通信。典型的±0.25 0 C精度使其成为该列表中最精确的温度传感器之一。
使用其三个可调地址引脚,你最多可以将8个MCP9808温度传感器连接到同一I 2 C总线。这种设置适用于多区域温度监控应用。
MCP9808的重要规格:
范围 | -40 0 C至125 0 C |
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准确性 | ±0.25 0摄氏度 |
工作电压范围 | 2.7V至5.5V |
通讯协议 | I 2 C / SMBus |
应用领域 | 工业冷冻柜 食品加工 个人电脑 便携式设备 |
Si7021
Si7021是Silicon Labs的集成湿度和温度传感器。该集成电路集成了湿度传感器,温度传感器,ADC和I 2 C通信接口。
湿度和温度传感器均已在工厂校准,因此无需用户校准。Si7021是具有高精度温度传感器的低功率传感器。
Si7021的重要规格:
温度范围 | -10 0 C至85 0 C |
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温度精度 | ±0.4 0摄氏度 |
湿度范围 | 0 – 80%相对湿度 |
湿度精度 | 相对湿度±3% |
工作电压范围 | 1.9V至3.6V(用于传感器) |
通讯协议 | I2C |
应用领域 | 温控器 气象站 暖通空调系统 汽车气候控制 手提电话 |
TC74
很少见采用TO-220封装的温度传感器,但TC74就是这样一种设备。它是一种串行数字温度传感器,可用于低成本应用。它不是高精度温度传感器,但其低成本和TO-220封装(也可在SOT-23中使用)使TC74成为广泛项目的理想选择。
TC74的通信接口为I 2 C或SMBus,速度为100kHz。
TC74的重要规格:
范围 | 25 0 C至85 0 C |
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准确性 | ±20C |
工作电压范围 | 2.7V至5.5V |
通讯协议 | I2C / SMBus |
应用领域 | 硬碟 电源 个人电脑温控器 |
PCT2075
恩智浦基于I 2 C的出色数字温度传感器是PCT2075。如果你熟悉LM75温度传感器,那么PCT2075是一个很好的选择。
PCT2075传感器包含一个分辨率为0.125 0 C的11位Sigma- DeltaADC。PCT2075的I 2 C总线支持标准模式(100 KHz),快速模式(400 KHz)和快速模式加(1 MHz)频率。
PCT2075的重要规格:
范围 | -55 0 C至125 0 C |
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准确性 | ±20C |
工作电压范围 | 2.7V至5.5V |
通讯协议 | I2C / SMBus |
应用领域 | 工业控制器 电子设备 个人电脑 冷却系统 |
AMT1001
可以同时测量相对湿度和温度的另一个组合传感器是AMT1001传感器。它是一种电容式模拟输出传感器,具有用于湿度和温度的单独输出。
重要说明: AM1001传感器仅测量相对湿度,而AMT1001则同时测量相对湿度和温度。购买一个时要小心。
AMT1001的重要规格:
湿度范围 | 相对湿度20%至90% |
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湿度精度 | ±5% |
温度范围 | 0 0 C至50 0 C |
温度精度 | ±10C |
工作电压范围 | 4V至5.5V |
通讯协议 | 模拟量输出 |
应用领域 | 暖通空调 加湿器 除湿机 |
结论
这是一些常用的Arduino温度传感器的列表。有关各个传感器的更多信息,建议你搜索制造商数据表。