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Arduino 第十一章：温度传感器

article 2025/2/12 9:44:16

Arduino 第十一章：LM35 温度传感器

一、LM35 简介

LM35 是美国国家半导体公司（现德州仪器）生产的一款精密集成电路温度传感器。与基于热力学原理的传统温度传感器不同，LM35 能直接将温度转换为电压输出，且输出电压与摄氏温度呈线性比例关系，无需额外的校准即可提供高精度的温度测量。它具有精度高、线性度好、成本低、使用方便等优点，在温度测量和控制系统中应用广泛。

二、工作原理(根据不同温度传感器修改计算方式)

LM35 基于半导体的物理特性工作。半导体材料的带隙电压会随温度变化，LM35 内部电路利用这一特性，将温度变化转化为电压输出。其输出电压与摄氏温度成线性关系，比例系数为 10mV/℃，即温度每升高 1℃，输出电压增加 10mV。例如，在 25℃时，LM35 的输出电压为 250mV（25×10mV）。

三、硬件连接

（一）所需材料

Arduino 开发板（如 Arduino Uno）
LM35 温度传感器
杜邦线若干

（二）引脚说明

LM35 通常有三个引脚：

VCC：电源正极，接 +5V。
GND：电源负极，接地。
Vout：温度电压输出端。

（三）连接方式

将 LM35 的 VCC 引脚连接到 Arduino 的 5V 引脚，为传感器供电；GND 引脚连接到 Arduino 的 GND 引脚；Vout 引脚连接到 Arduino 的一个模拟输入引脚，这里选择 A0 引脚。

（四）连接图

在这里插入图片描述

          +5V (Arduino)
           |
           |
       [VCC] (LM35)
       [Vout] ---- A0 (Arduino)
       [GND] ---- GND (Arduino)

四、代码实现

（一）使用 Arduino IDE 编程

// 定义 LM35 连接的模拟引脚
const int lm35Pin = A0;

void setup() {
  // 初始化串口通信，波特率为 9600
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 读取模拟引脚的值
  int sensorValue = analogRead(lm35Pin);

  // 将模拟值转换为电压（Arduino 模拟输入范围 0 - 1023 对应 0 - 5V）
  float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);

  // 根据 LM35 特性（10mV/℃）将电压转换为温度（℃）
  float temperatureC = voltage / 0.01;

  // 打印温度值到串口监视器
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperatureC);
  Serial.println(" °C");

  // 延时 1 秒
  delay(1000);
}

（二）代码解释

变量定义：
- const int lm35Pin = A0;：定义 LM35 的输出连接到 Arduino 的 A0 模拟引脚。
setup() 函数：
- Serial.begin(9600);：初始化串口通信，设置波特率为 9600，用于将温度数据发送到计算机的串口监视器。
loop() 函数：
- int sensorValue = analogRead(lm35Pin);：使用 analogRead() 函数读取 A0 引脚的模拟值，范围是 0 - 1023。
- float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);：将模拟值转换为对应的电压值，因为 Arduino 的模拟输入 0 - 1023 对应 0 - 5V。
- float temperatureC = voltage / 0.01;：根据 LM35 输出电压与温度的线性关系（10mV/℃），将电压转换为摄氏温度。
- Serial.print() 和 Serial.println()：将温度值输出到串口监视器。
- delay(1000);：延时 1 秒，避免频繁读取数据。