本样例只是简单地增加一个热敏传感器(热敏电阻),接入GEC的引脚,复制终端用户程序及US-Monitor程序模板,并更改相应的程序,实现热敏传感器采集的温度A/D转换值,通过NB-IoT通信,显示在用户服务器US的页面上。
为方便演示“照葫芦画瓢”过程,在金葫芦IoT-GEC开发套件中,由于PTE18引脚具有A/D转换采样功能(GEC芯片的引脚说明将在本书第11章中给出,这里先简单了解一下即可),所以直接将热敏传感器接入该引脚。金葫芦 IoT-GEC 开发套件上已经接入,模板程序中不采样,目的是留给演示“照葫芦画瓢”过程使用。热敏传感器在金葫芦IoT-GEC开发套件底板上的位置如图5-1所示。GEC芯片各个引脚的基本功能见附录B.4。图5-1中还给出了三色灯、磁阻传感器、光敏传感器、红外发射管与接收管的位置。
图5-1 热敏传感器在金葫芦IoT-GEC开发套件底板上的位置
热敏电阻是对温度敏感的器件,其阻值随温度而变化 。为了理解方便,选用一个型号为NTC-MF52-103/3435的热敏电阻来讲解。NTC热敏电阻通用手册 给出了电阻R t 与温度T的换算公式为:
其阻值随温度的升高而降低,可以测量的温度范围为-55~125℃。式中,R t 为环境温度T 1 下的电阻值;R为环境温度T 2 下的电阻值,这里T 1 和T 2 的单位是开尔文温度;开尔文温度T k 与摄氏温度T s 的关系为T k =273.15+T s ;B为常数,手册中给出该型号B值为3435,在 25℃时;R 为 10 kΩ,由此可以计算出任何测量温度下的电阻值,例如在摄氏温度为0℃,即T 1 =0+273.15时R t 为:
由计算出的电阻范围设计采样电路。图 5-2 给出了热敏电阻及其采样电路,采样电路采用10 kΩ电阻对3.3 V电源进行分压与限流。热敏电阻阻值最大为500 kΩ(-55℃),最小为0.544 kΩ(125℃)。经计算,对应的采样点电压范围为0.17~3.24 V,接近0~3.3 V最大范围,采样电路分压电阻的选择比较合适。采样点接入GEC的PTE18引脚(需设置成ADC采样功能),即可通过GEC程序对其进行A/D转换采样。
图5-2 热敏电阻及其采样电路
实际上,对于这里给出的电阻计算公式,读者了解即可,在实践中可通过直接采样回归的方式进行应用。当然,了解基本原理对细致深入的应用开发有益,这里只是期望借助热敏电阻的接入来讲解“照葫芦画瓢”过程。