【入门教程】DFR0100 Arduino教程08--- 温度报警器
本帖最后由 dfrobot 于 2016-12-5 16:54 编辑该教程实验平台：Arduino入门套件
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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。
http://www.dfrobot.com.cn/community/data/attachment/forum/201405/29/164840s6kcjcihxahooi6b.jpg
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。
float sinVal;
int toneVal;
unsigned long tepTimer ;
void setup(){
pinMode(8, OUTPUT); // 蜂鸣器引脚设置
Serial.begin(9600); //设置波特率为9600 bps
}
void loop(){
int val; //用于存储LM35读到的值
double data; //用于存储已转换的温度值
val=analogRead(0); //LM35连到模拟口，并从模拟口读值
data = (double) val * (5/10.24);// 得到电压值，通过公式换成温度
if(data>27){ //如果温度大于27，蜂鸣器响
for(int x=0; x<180; x++){
//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
toneVal = 2000+(int(sinVal*1000));
//给引脚8一个
tone(8, toneVal);
delay(2);
}
} else { // 如果温度小于27，关闭蜂鸣器
noTone(8); //关闭蜂鸣器
}
if(millis() - tepTimer > 500){ // 每500ms，串口输出一次温度值
tepTimer = millis();
Serial.print("temperature: "); // 串口输出“温度”
Serial.print(data); // 串口输出温度值
Serial.println("C"); // 串口输出温度单位
}
}
成功下载完程序后，打开Arduino IDE的串口监视器。http://www.dfrobot.com.cn/community/data/attachment/forum/201405/29/165354w2r6m283a2c3imwm.png
设置串口监视器的波特率为9600。http://www.dfrobot.com.cn/community/data/attachment/forum/201405/29/165354mw0wk1ij2wf1koh0.png
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。http://www.dfrobot.com.cn/community/data/attachment/forum/201405/29/165355gqbs2njsq3cd2rgq.png
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: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。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。
Arduino官方：analogRead(pin)
DFRobot 中文版：analogRead(pin)
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。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： if(data>27){
for(int x=0; x<180; x++){
……
}
} else {
……
}
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：
Serial.print(val);
Serial.println(val);
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：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。
http://www.dfrobot.com.cn/community/data/attachment/forum/201405/29/173401s3buzub3c1o1mo18.jpg
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。
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