《物联网硬件技术 第2版》课件 项目1任务1 制作温度报警器

《物联网硬件技术》项目1拼搭传感器简单电路与应用任务1制作温度报警器纲要任务描述1234任务实施知识提炼能力提升01任务描述PartOne1.任务描述

温度是一个与大众生活息息相关的物理量，也是各行各业在生产、科研中需要测量和控制的重要物理量。温度检测与控制需要温度传感器这个关键部件，它能感受自然界的温度状态，并能量化为具体的数值，从而更好的指挥与控制执行部件报警或做出相应处理。例如，房间温度的自动调节、居家使用的智能电饭锅、红外辐射温度计等，其功能的实现依靠的都是温度传感器。场景体验识图与准备仿真实验电路拼搭功能测试与分析知识提炼能力拓展传感器的定义与特点温湿度传感器的选型温湿度传感器的应用与发展趋势万用表的使用02任务实施PartTwo物联网应用体验2.任务实施任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试应用场景搭建设定基准温度场景体验12345678装入四个模块传感器模块与继电器模块连接传感器模块与继电器模块接地继电器模块连接指示灯正极

继电器模块与风扇模块的正极连接指示灯和风扇模块负极与12V电源连接继电器模块与12V电源正极连接温控场景环境搭建整体效果原理解析操作视频2.任务实施应用场景搭建设定基准温度场景体验基准温度：场景中所要控制的温度边界值，当外界的温度（即感受温度），高于或低于该值时，风扇模块或指示灯模块将启动工作，通过散热或加热促使室内温度可控。通过转动旋钮将代表基准温度的垂直线条调到30℃的位置。物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析操作视频2.任务实施应用场景搭建设定基准温度场景体验若当前室内温度低于所设定的基准温度，即感受温度低于基准温度，则指示灯亮，模拟加热器工作。1.感受温度低于基准温度时的温度特性曲线感受温度高于基准温度时的温度特性曲线2.用手握住温度传感器所引出的光敏电阻，人体体温促使感受温度上升，当超过基准温度时，指示灯灭，风扇启动，模拟散热器工作；当手放开后，感受温度下降，恢复到原先状态。物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析操作视频2.任务实施任务要求任务准备敏感器件：热敏电阻

当外界温度降低时，NTC阻值会随着温度降低而升高，此时A点电位升高，三极管导通，发光二级管LED发光，警示用户温度已经降低到警戒值，需要使用加热设备加热。物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析2.任务实施任务要求任务准备(1)元器件准备与检测说明图示图形符号热敏电阻（NTC）4

电位器RP4.7KΩ

R1

R2

LED或Ø4

三极管9014

(2)面包板(3)工具物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析2.任务实施①打开仿真软件Proteus8Professional，选择菜单File->OpenProject浏览到“素材文件夹”，并选择“温度报警电路.pdsprj”文件。②

选择菜单Debug->StartVSMDebugging，开始仿真。电路图中显示的箭头方向，就是电路工作时电流的方向。

③

选择菜单Debug->StopVSMDebugging，停止仿真。

④选择左侧工具栏，第13个工具ProbeMode，在PROBES框中，选择VOLTAGE，可以在电路图中任何节点位置插入电压探针。在三极管9014和R1电阻之间插入电压探针，观察三极管基极的电压值；在三极管9014和D1灯之间插入电压探针，观察D1灯负引脚的电压值。

⑤

点击电路中的RV2电位器的左侧箭头，调小连入电路的电阻值，三极管基极的电压会减少，当电压值小于0.6V时，三极管将处于关闭状态，发射集和集电极电阻很大，没有电流流过，D1灯灭。

⑥

点击电路中的RV2电位器的右侧箭头，增大连入电路的电阻值，三极管基极的电压会增加，当电压值大于0.6V时，三极管将处于放大或导通状态，发射集和集电极之间电阻较小，有电流流过，D1灯呈现微亮和亮的状态。物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析2.任务实施剥线元器件拼接万用表测试电源接通功能测试剪出一段网线，剥掉塑料外皮，根据实际需要，截取二根相应长度的电线。将线头置入剥线工具的0.6MM小口径孔中，如图1-20所示，将电线两端的外皮剥离，裸露出1厘米左右的金属丝。物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析操作视频2.任务实施剥线元器件拼接万用表测试电源接通功能测试12345678电源正极连接二极管连接三极管连接R1电阻连接R2电阻连接电位器连接热敏电阻连接电源负极连接物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析操作视频2.任务实施剥线元器件拼接万用表测试电源接通功能测试将万用表开关打开，拨动转动开关到蜂鸣档，把万用表的表笔连接在一起，万用表有蜂鸣声发出，说明导通；如果有电线短路，用万用表正负表线夹住电源正极与负极，如果有蜂鸣声，说明短路。然后逐段检测，找出短路的位置。万用表测试正常后再通电使用，保障电路安全。物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析2.任务实施剥线元器件拼接万用表测试电源接通功能测试直接使用5V左右的电池，将电池的正负极与正负极连接线相连接，为电路供电。（1）使用电池（2）使用电池盒使用电池盒，计算电池组合的电压值，并装入电池盒，将正负极连接线与电池盒正负接口相连，与直接使用电池相比，不需要用手来固定，节省人力。（3）使用直流稳压可调电源电池、电池盒给电路供电可能会因为电路本身的问题而烧毁元器件，使用直流稳压可调电源可以方便、安全的达到供电要求。物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析操作视频2.任务实施剥线元器件拼接万用表测试电源接通功能测试通过电位器上方的旋钮进行调整，将灯光调整到昏暗状态，即边界状态将电烙铁移开热敏电阻，经过一小段时间，LED会随着温度自然下降而点亮将电烙铁移开热敏电阻，经过一小段时间，LED会随着温度自然下降而点亮123物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析操作视频2.任务实施物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试原理解析（1）工作过程测量-波形分析用示波器表笔的负极与电路板的负极连接，再用示波器的正极连接LED的负极，测量电路波形（2）热敏电阻的工作特性正温度系数热敏电阻（PTC）负温度系数热敏电阻NTC临界负温度系数热敏电阻CTR03知识提炼PartThree3.

知识提炼认知传感器温度传感器选型温度传感器应用领域温度传感器发展趋势

传感器技术与通信技术、计算机技术共同构成信息技术的三大支柱，是信息获取的重要手段。传感器属于物联网感知层的重要器件，是实现物联网准确、有效获取现实世界信息的基础，是信息采集的“窗口”，是物理世界和虚拟世界联系的桥梁。

传感器的定义为：能感受被测量，并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器敏感元件转换元件信号调节电路辅助电源3.

知识提炼认知传感器温度传感器选型温度传感器应用领域温度传感器发展趋势类别热电偶热敏电阻金属热电阻温度传感器IC温度传感器选型（以NTC热敏电阻为例）明确应用功能明确应用场合明确工作温度范围解读技术参数热时间常数τ耗散系数δ产品额定功率Pn3.

知识提炼认知传感器温度传感器选型温度传感器应用领域温度传感器发展趋势家电行业建材检测农业生产博物馆、档案管理食品储运3.

知识提炼认知传感器温度传感器选型温度传感器应用领域温度传感器发展趋势未来的温度传感器市场尤其是在消费电子及