RCWL-0516 Uygulama Örneği - 2

Programlama Kodları

//AÇIKLAMA
//Arka arkaya sürekli algılama olmaması için "motionState" isminde 
//değişken tanımlayarak HIGH ve LOW değerleri verilmiştir. 

int ledPin = 3;
int inputPin = 8;
int motionState = LOW;  //motion: hareket.
int val = 0;

void setup()
{
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(inputPin, INPUT);

  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  val = digitalRead(inputPin);

  if (val == HIGH)
  {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);

    if (motionState == LOW)
    {
      Serial.println("Motion detected!");
      motionState = HIGH;
    }
  }
  else
  {
    digitalWrite(ledPin, LOW);

    if (motionState == HIGH)
    {
      Serial.println("Motion ended!");
      motionState = LOW;
    }
  }
}

Devre Şeması

Devamını Oku

RCWL-0516 Uygulama Örneği - 1

Programlama Kodları

//AÇIKLAMA
//Uygulamada sensör belli sayıda hareket algıladığında seri port ekranına yazdırdık.
int sayac = 0;
void setup()
{
  pinMode(8, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  if (digitalRead(8) == HIGH)
  {
    sayac++;
  }
  else if (digitalRead(8) == LOW)
  {
    sayac = 0;
  }

  if (sayac > 3)
  {
    Serial.println("Nesne Algılandı");
    sayac = 0;
  }
  delay(500);
}

Devre Şeması

Devamını Oku

Arduino İle RCWL-0516 Mikrodalga Radar Hareket Sensörü Kullanımı

RCWL-0516 Mikrodalga Radar Hareket Sensörü

Hareket algılama, elektronikte çok yaygın olarak kullanılan bir uygulamadır. En yaygın yöntem klasik PIR sensörü (HC-SR501 gibi) kullanmaktır. Ancak PIR sensörü yalnızca canlı nesnelerin yaydığı ısıdaki kızılötesi değişimi algılayarak çalışır. Bu sensörler, ısıya duyarlı oldukları için sıcak ortamlarda verimsizdir. İşte tam da bu noktada RCWL-0516 gibi bir mikrodalga sensörü devreye girer. 

RCWL-0516 mikrodalga sensörü, hareketli nesnelerin varlığını tespit etmek için mikrodalga radar kullanan küçük ve uygun fiyatlı bir sensördür. Bu sensörler, hareketli bir nesneyi tespit etmek için “Mikrodalga Doppler Radarı” tekniğini kullanır. Sensör, bir mikrodalga sinyali yayar ve ardından nesneler hareket ettikçe yansıyan dalgalardaki Doppler kaymasını tespit ederek çalışır. Sensör, herhangi bir nesneden gelen her hareketi algılar ve mikrodalga sinyalleri sayesinde ahşap kapıların, camların ve hatta ince duvarların arkasındaki hareketi bile algılayabilir. Çalışma prensibi ısıya dayanmadığı için sıcak ortamlarda da güvenilir olarak çalışır.

Mikrodalga Doppler Radarı, hedef bölgeye sürekli olarak düşük enerjili mikrodalga sinyali iletir ve daha sonra yansıyan sinyali analiz eder. Doppler etkisi nedeniyle, bir nesne sensöre doğru yaklaşırken veya sensörden uzaklaşırken yansıyan mikrodalga sinyalinin frekansı iletilen sinyalden farklıdır. Örneğin; bir araba Mikrodalga Doppler Radarına yaklaştığında, geri dönen sinyalin frekansı iletilen sinyalin frekansından daha yüksektir. Araba uzaklaştığında ise geri dönen frekans daha düşüktür.

Doppler Etkisi Nedir?

Doppler etkisi, adını bu olguyu 1842 yılında tanımlayan Avusturyalı fizikçi Christian Doppler'den almaktadır. Doppler etkisi, frekans kaynağı hareket halindeyken sabit bir gözlemcinin gözlemlediği frekans değişimini tanımlar. Frekans kaynağı; su, ışık, radyo ve ses gibi her türlü dalga için geçerlidir.

Doppler etkisinin nasıl meydana geldiğini anlamak için bir ses kaynağının ürettiği belirli bir frekansa ve dalga boyuna (dalganın iki tepe noktası arasındaki mesafe) sahip seslerin bir gözlemci tarafından nasıl algıladığını ele alalım: Kaynaktan yayılan sesler taşıyıcı bir ortamın içinde (su, hava vb.) yol alarak gözlemciye ulaşır. Kaynaktan yayılan sesin gözlemciye ulaşması sırasında geçen süre, aradaki mesafeye ve sesin ortamdaki yayılma hızına bağlı olarak değişir. Eğer kaynak ve gözlemci birbirlerine göre hareket etmiyorlarsa, gözlemcinin algıladığı ses frekansı kaynaktan yayılan seslerin frekansıyla aynı olacaktır. 

Kaynak, gözlemciden uzaklaşıyorsa; gözlemcinin algıladığı seslerin frekansı düşer. Çünkü kaynağın ürettiği ses dalgasının her bir tepe noktası gözlemciye ulaşırken, kendisinden önceki tepe noktalarından daha fazla yol kat eder. Böylece gözlemci sesleri giderek daha seyrek algılamaya başlar. Yani algılanan seslerin frekansı azalır, dalga boyu uzar.

Kaynak, gözlemciye yaklaşıyorsa; tam tersi olur. Kaynaktan yayılan sesin her bir tepe noktası gözlemciye ulaşmak için kendisinden önce yayılanlardan daha az yol kat eder. Dolayısıyla gözlemci sesleri giderek daha sık algılamaya başlar. Yani gözlemlenen seslerin frekansı artar, dalga boyu kısalır.

Doppler etkisini günlük hayatta gözlemleyebiliriz. Örneğin yolun kenarında beklerken bize yaklaşan bir ambulansın çıkardığı sesin frekansının giderek arttığını duyarız. Ambulans yanımızdan geçip bizden uzaklaşmaya başladığındaysa frekans giderek azalır.

Doppler Radarı

Doppler radarı, mikrodalga sinyalini istenen bir hedefe gönderir ve geri dönen sinyalin frekansını okur. Hedefin hareketinin, iletilen sinyalin frekansını nasıl değiştirdiği analiz edilerek hedefin hızı ölçülebilir. 

Polis memurlarının, çok hızlı giden araçları yakalamak için radar hızölçerleri kullandığını görmüş olabilirsiniz. Bu radar hızölçerler diğer radar türleri gibi, bir mikrodalga vericisi ve alıcısından oluşur. Hızölçer bir mikrodalga sinyali gönderir ve hedeften geri yansıyan bu sinyali alır. Doppler etkisinden dolayı, eğer cisim hızölçere doğru yaklaşıyor veya hızölçerden uzaklaşıyorsa, yansıyan mikrodalga sinyalinin frekansı iletilen sinyalin frekansından farklıdır. Araç radara yaklaştığında, geri dönen sinyalin frekansı iletilen sinyalin frekansından daha yüksek, araç uzaklaştığında ise geri dönen frekans daha düşüktür. Radar hızölçer, bu farka dayanarak sinyalin yansıdığı aracın hızını hesaplar.

RCWL-0516 Mikrodalga Radar Hareket Sensörünün Yapısı ve Çalışması

RCWL-0516, HC-SR501 Kızılötesi (PIR) Sensörü gibi pasif değil, aktif bir sensördür. Aktif sensörler bir enerji darbesi gönderir ve geri dönüş sinyalindeki değişiklikleri algılar. Sensör, üzerinde bulunan osilatör sayesinde 3.18 GHz frekansında bir mikrodalga sinyali üretir. Üretilen bu sinyal 360 derecelik açıyla gönderilir. Bu sinyal sensörün menzili içindeki nesnelere çarpar ve geri döner. Eğer menzil içerisinde hareket eden bir nesne (insan, hayvan, robot, eşya vb.) varsa, geri dönen dalgaların frekansı çok hafif değişir. Sensör üzerindeki alıcı, yansıyan dalgaların frekansını ölçer ve orijinal sinyalin frekansıyla karşılaştırır. Yansıyan dalgaların frekansı değişmişse, sensör nesnenin hareket ettiğini anlar ve çıkış pinini 2 sn’ye boyunca HIGH yapar. Hareket algılanmadığında ise çıkış pini LOW’dur.

RCWL-0516’ın Teknik Özellikleri

• Çalışma Voltajı: 4-28V (tipik olarak 5V)

• Algılama Mesafesi: 5-7 Metre

• Çekilen Maksimum Akım: ~ 2,7 mA

• Çalışma Frekansı: ~ 3,18 GHz

• İletim Gücü: 20 mW (tipik)/30 mW (maks.)

• Sinyal uzunluğu(çıkış sinyali süresi): ~ 2s

• Sensör DC Çıkışı(3V3): 3.3V, 100mA

• Çıkış Sinyal(OUT) Low Seviyesi: 0V

• Çıkış Sinyal(OUT) High Seviyesi: 3.3V

• Çalışma Sıcaklığı: -20 ile 80C arası.

RCWL-0516, 7 metreye kadar algılama menziline sahiptir ve 2m/sn kadar hızlarda hareket eden nesneleri algılayabilir. Ayrıca, sensörün aynı nesne üzerinde tekrar tekrar tetiklenmesini önlemek için kullanılabilen dâhili ayarlanabilir bir gecikme süresine sahiptir. Duvar, cam, ahşap arkasını görür. Sensörü projenizde, plastik bir kutunun içine gizleyebilirsiniz; yine de çalışır. Metal yüzeylerin arkasını göremez (mikrodalga sinyalleri metalden geçemez). WiFi sinyalleriyle nadiren de olsa parazit yapabilir.

RCWL-0516 Yapısındaki Bileşenler

Sensörün üzerinde Doppler Radar Kontrol IC'si (RCWL-9196) bulunmaktadır. Bu IC, PIR sensörlerinde kullanılan BISS0001 IC'sine oldukça benzemektedir. Bu çip ayrıca tekrarlı tetiklemeleri destekler ve kör nokta içermeyen 360 derecelik bir algılama alanına sahiptir. MMBR941M RF güç amplifikatörü ile düşük güçlü RF sinyali yükseltilir. Bu RF güç amplifikatörü genellikle sensörün antenini çalıştırır. Mikrodalga anteni PCB'nin üzerine entegre edildiğinden, RCWL-0516 tamamen kendi kendine yeten bir ünite haline gelmiştir.

İsteğe Bağlı LDR

 RCWL-0516 sensörünün, yalnızca karanlıkta çalışması için, sensör, üzerine, ışığa duyarlı direnç (LDR) takılmasına olanak sağlar. LDR takıldığında sensör yalnızca karanlıkta hareket algılar. Modül PCB’si üzerinde LDR montajı için delikler vardır. Delik üzerine LDR olarak değil CDS olarak yazılmıştır. Bunun sebebi, CDS, LDR'lerin çoğunda bulunan foto aktif bileşen olan kadmiyum sülfürün kısaltmasıdır. Bu nedenle LDR'lere bazen CDS foto dirençleri de denir. Sensörün bu özelliği, geceleri davetsiz misafirleri tespit etmek veya bir odadaki ışıkları kontrol etmek için kullanılabilir. 

LDR'yi sensörün üst kısmındaki iki CDS pedine bağlayabilir veya LDR'nin bir bacağını modülün çıkış pinlerinden olan CDS pinine, diğer bacağını da GND'ye bağlayabilirsiniz. LDR'lerin polaritesi yoktur, bu nedenle istediğiniz herhangi bir yönde bağlanabilirler. LDR ışığa maruz kaldığında direnci azalır ve sensörün çıkış üretmediğini fark edersiniz. Ancak, oda karardığında LDR’nin direnci artar ve sensör tekrar çalışmaya başlar. 

RCWL-0516 Jumper-Köprü Ayarları

Modülü yakından incelediğinizde arka tarafta üç adet lehim köprüsü olduğunu göreceksiniz. Köprülerin yeri yukarıdaki resimdeki gibi farklı olabilir ama işlevleri aynıdır. Köprülere uygun dirençler ve kondansatörler lehimleyerek sensörün varsayılan ayarlarını değiştirebilirsiniz:

C-TM(Pulse Length Adjustment): “Darbe Uzunluğu Ayarı” anlamına gelir. Sensör, nesnenin hareketini algıladıktan sonra varsayılan olarak çıkış pinini 2 sn’ye boyunca HIGH yapar. Hareket algılanmadığında ise çıkış pini LOW’dur. C-TM köprüsüne uygun bir SMD kondansatör lehimleyerek bu süreyi uzatabilirsiniz. Daha yüksek kondansatör değerleri daha uzun süre demektir. Örneğin; 0,2 µF’lık kondansatör HIGH süresini 50 saniyeye, 1 µF’lık kondansatör ise HIGH süresini 250 saniyeye uzatır.

R-GN(Detection Range Adjustment): “Algılama Aralığı Ayarı” anlamına gelir. Sensörün menzilinin değiştirilmesini sağlar. Varsayılan olarak algılama aralığı 7 metre olarak ayarlanmıştır. R-GN'ye uygun bir SMD direnç ekleyerek sensörün algılama aralığını azaltabilirsiniz. R-GN köprüsüne 1MΩ’luk direnç bağlanırsa algılama aralığı 5 metreye, 270 kΩ’luk direnç bağlanırsa algılama aralığı 1,5 metreye düşer.

R-CDS (Light Sensitivity Adjustment): “Işık Hassasiyeti Ayarı” anlamına gelir. LDR kullanıldığında sensörün, ışıklı ortamda pasif, karanlık ortamda aktif olacağından bahsetmiştik. R-CDS’nin rolünü şu şekilde anlatalım:

Sensör üzerinde bulunan RCWL 9196 entegresinin 9 numaralı pini, 1MΩ'luk bir pull-up direnci ile Vcc’ye çekilmiştir. Bu durumda sensör çıkış verebilir. R-CDS köprüsünde direnç yok iken, LDR takıldığında ve LDR'ye ışık geldiğinde, LDR ~269kΩ'un altına düşerse 9 numaralı pin toprağa çekilir ve 0,7V sınırının altına düşer. Bu durumda sensör çıkış veremez. Eğer istediğimiz bir ışık seviyesinde LDR hala ~269kΩ'un altına düşmediyse, R-CDS köprüsüne lehimleyeceğimiz bir direnç ile 9 numaralı pinin voltajını 0,7V'un altına düşürebiliriz. Çünkü; R-CDS köprüsüne lehimlenen direnç dâhili 1MΩ’luk pull-up direncine paraleldir. Yani kısaca R-CDS; istenilen bir ışık seviyesinde, 9 numaralı pinin, 0,7V’un altına düşmesini sağlayan, dâhili 1MΩ’luk pull-up direncine paralel bir direnç eklemenize olanak tanır. Sensörün aktif olmasını istediğiniz karanlık bir ortamda, LDR direnci ~269kΩ'un altındaysa, LDR'ye seri olarak harici bir direnç ekleyebilirsiniz. R-CDS’ye lehimlenen direnç değeri ne kadar küçükse, sensörün çıkışını devre dışı bırakmak için o kadar çok ışık gerekir. 47KΩ - 100KΩ aralığındaki herhangi bir direnç yeterli olacaktır.

RCWL-0516 Pin Çıkışları

3V3: Güç kaynağı girişi değildir. Sensör üzerindeki 3.3V regülatörün çıkışıdır. Harici mantık devrelerine güç sağlamak için temiz bir 3.3V çıkışına ihtiyacınız varsa, bunu kullanabilirsiniz. 100mA'e kadar akım sağlayabilir.

GND: Toprak pinidir.

OUT: Sensörün 3.3V TTL çıkış pinidir. Hareket algılandığında 2 saniye boyunca HIGH, hareket algılanmadığında ise LOW olur.

VIN: Sensörün güç girişidir. Bu pine 4 ile 28 V arasında herhangi bir giriş voltajı uygulanabilir. Ancak genellikle 5V kullanılır. Sensör 3 mA'den az akım tüketir.

CDS: Bu pinler ışığa duyarlı bir direnç LDR’nin takılabileceği yerlerdir. LDR takıldığında RCWL-0516 yalnızca karanlıkta çalışır.

RCWL-0516 İle İlgili Dikkat Edilmesi Gerekenler

RCWL-0516, gizli güvenlik sistemleri, akıllı aydınlatmalar ve estetik kaygısı olan (sensörün görünmemesi gereken) projeler için mükemmeldir. Arduino kodlaması çok basittir. Sadece dijital bir pini okumanız (HIGH/LOW) yeterlidir. İndüksiyon tarafının hemen önüne herhangi bir metal yerleştirilmemelidir. Ön ve arka tarafta 1 cm'den fazla boşluk bırakmalıdır. Radar sinyalleri plastik gibi iletken olmayan malzemelerden geçebildiği için sensörü gizlemek veya hasardan korumak istiyorsanız, plastik bir muhafazanın içine yerleştirebilirsiniz. Uygulama yaparken sensörü bread board’a dik olarak yerleştirmek uygun olacaktır. Sensörden gelen mikrodalga sinyallerini engellemek için alüminyum folyolar kullanabilirsiniz.

Sensörün Doğrudan Kullanımı(Temel Kullanım)

RCWL-0516 sensörünü herhangi bir mikro denetleyici olmadan da tek başına kullanabiliriz. Hareket algılandığında LED’in yandığı devre şemasına baktığımızda, kablolama işlemi çok basittir. Sensörün VIN ve GND'sini 4-28V arası bir güç kaynağına bağlamanız yeterli. Ardından, OUT pinine 220Ω'luk bir akım sınırlayıcı direnç aracılığıyla bir LED bağlayın. İşte bu kadar basit. Sensör hareket algıladığında, sensörün OUT pini "HIGH" (YÜKSEK) olur ve kırmızı LED yaklaşık 2 saniye boyunca yanar. Sensörün OUT pini "LOW" (DÜŞÜK) olduğunda led söner.

Arduino İle RCWL-0516 Mikrodalga Radar Hareket Sensörü Kullanımı

Uygulama Notları:

Uygulamalarda sensör hem Arduino ile hem de doğrudan başarılı bir şeklide kullanıldı. LDR ışık varken 40kΩ civarı değer verirken, karanlıkta 4MΩ civarı direnç değeri verdi. Dolayısıyla 269kΩ'luk sınırla ilgili de herhangi bir sorun yaşanmamıştır. 

Devamını Oku

TMP36 Sıcaklık Ölçümü Referans Voltaj 1.1V

Programlama Kodları

//AÇIKLAMA
//Referans voltaj olarak Arduino'nun dahili referans voltajı olan 1.1V'u kullandık.
//analogReference(DEFAULT): Bu komut Arduino Uno'da Referans voltajını dahili 5V yapar.Bu komut
//                          hiç kullanılmadığında da varsayılan referans voltajı yine dahili 5V'tur.
//analogReference(INTERNAL): Bu komut Arduino Uno'da Referans voltajını dahili 1.1V yapar.

int okunan_deger;
float voltaj, sicaklik;
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  analogReference(INTERNAL);
}

void loop()
{
  okunan_deger = analogRead(A0);
  voltaj = okunan_deger * (1.1 / 1023.0);
  sicaklik = (voltaj - 0.5) / 0.01;
  Serial.print("Sıcaklık: ");
  Serial.print(sicaklik);
  Serial.print(" derece ");
  Serial.print("\xC2\xB0"); //Santigratın üzerindeki küçük yuvarlağı çıkarır.
  Serial.println("C");
  delay(1000);
}

Devre Şeması

Seri Port Ekran Görüntüleri

Devamını Oku

TMP36 Sıcaklık Ölçümü Referans Voltaj 5V

Programlama Kodları

//AÇIKLAMA
//Referans voltaj olarak Arduino'nun dahili referans voltajı olan 5V'u kullandık.
//analogReference(DEFAULT): Bu komut Arduino Uno'da Referans voltajını dahili 5V yapar.Bu komut
//                          hiç kullanılmadığında da varsayılan referans voltajı yine dahili 5V'tur.
//analogReference(INTERNAL): Bu komut Arduino Uno'da Referans voltajını dahili 1.1V yapar.

int okunan_deger;
float voltaj, sicaklik;
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  okunan_deger = analogRead(A0);
  voltaj = okunan_deger * (5.0 / 1023.0);
  sicaklik = (voltaj - 0.5) / 0.01;
  Serial.print("Sıcaklık: ");
  Serial.print(sicaklik);
  Serial.print(" derece ");
  Serial.print("\xC2\xB0"); //Santigratın üzerindeki küçük yuvarlağı çıkarır.
  Serial.println("C");
  delay(1000);
}

Devre Şeması

Seri Port Ekran Görüntüleri

Devamını Oku

Arduino İle TMP36 Sıcaklık Sensörü Kullanımı

TMP36 Sıcaklık Sensörü

TMP36, Analog Devices tarafından üretilen düşük voltajlı, hassas bir santigrat sıcaklık sensörüdür. Santigrat °C cinsinden sıcaklığa doğrusal orantılı bir voltaj çıkışı sağlar. TMP36 sıcaklık sensörü oldukça hassastır. Asla aşınmaz. Birçok çevre koşulunda çalışır ve çalışması için harici bir bileşene ihtiyaç duymaz. Ayrıca, TMP36 sensörü kalibrasyon gerektirmez. +25°C'de ±1°C ve -40°C ile +125°C arasında ±2°C'lik bir doğruluk sağlar.

Sensör, 2,7 V ile 5,5 V güç kaynağıyla çalıştırılabilir ve aktif sıcaklık dönüşümleri sırasında yalnızca 50 µA tüketerek çok düşük bir kendi kendine ısınma sağlar (durgun havada 0,1°C'den az). Ayrıca, besleme akımını 0,5 µA'nın altına düşürmek için bir kapatma fonksiyonu da mevcuttur.

TMP36'nın çıkış ölçek faktörü 10 mV/°C'dir. Yani analog çıkış, sıcaklıktaki her 1°C'lik artış için 10 mV artar. Vout aralığı -40°C'de 0,1 V ve +125°C'de 1,75 V’tur. Oda sıcaklığında (25°C) ise Vout 0,75V'dur. 

Voltaj-Sıcaklık Grafiği

TMP Serisi Sıcaklık Sensörlerinin Karakteristik Değerleri

TMP Sıcaklık Sensörü	Sıcaklık Aralığı	Ölçek Faktörü
TMP35	10°C ≤ TA ≤ 125°C	10 mV/°C
TMP36	−40°C ≤ TA ≤ +125°C	10 mV/°C
TMP37	5°C ≤ TA ≤ 85°C	20 mV/°C

TMP36 Sıcaklık Sensörünün Çalışma Prensibi

Hemen hemen her silikon diyot sıcaklık ölçüm dönüştürücüsü olarak kullanılabilir. Standart bir gerçek diyot yerine diyot bağlantılı bir bipolar transistör (BJT) önerilir. Bunun nedeni, BJT'lerin tutarlı sıcaklık katsayısına sahip olması ve bu sayede sıcaklık üzerindeki hataların daha düşük olmasıdır. Transistör diyot bağlantılı olduğundan, kollektör-emitör gerilimi, baz-emitör gerilimiyle aynıdır. Bu gerilim, diyotun ileri gerilimi olarak kabul edilir. İleri gerilim, diyot uyarımı için yeterli akım kaynağı olduğunda mevcuttur. 

TMP36, diyot bağlantılı transistörün baz ve emitör arasındaki voltaj düşüşünün (ileri voltaj – VBE ) sıcaklık arttıkça bilinen bir oranda azaldığı gerçeğinden yararlanır. Bu voltaj değişimini hassas bir şekilde artırarak, sıcaklıkla doğru orantılı bir analog sinyal üretmek kolaydır. İleri gerilim ve sıcaklık arasındaki bu doğrusal ilişki, diyot bağlantılı transistörlerin sıcaklık ölçüm cihazı olarak kullanılmasının nedenidir. Esasen sıcaklık bu şekilde ölçülür.

TPM36 Sıcaklık Sensörünün Arduino İle Kullanımı

Sensörünün Vout pinini Arduino'daki A0 pinine veya herhangi bir analog giriş pinine bağlayabilirsiniz. Sensörün kararlılığını artırmak için, veri sayfasında +Vs pini ile GND arasına 0,1μF seramik kapasitör eklenmesi öneriliyor. Uzun kablolar kullanıyorsanız, sinyal hattına (Vout) seri olarak küçük bir direnç (örneğin 750 Ω) eklemek de gürültüyü azaltabilir.

TMP36 Sıcaklık Sensörü Nasıl Okunur?

TMP36'ya güç verdiğinizde, Vout pini hemen analog bir voltaj sinyali göndermeye başlar. Bu voltaj, sıcaklıkla orantılı (doğrusal) olarak değişir. Sıcaklıktaki her 1°C'lik artışta voltaj 10 milivolt (mV) veya 0,01 volt (V) artar. Örneğin, sensör -40°C'de 100mV ve +125°C'de 1750mV çıkış verir. Oda sıcaklığında (25°C) ise Vout 750mV'dur.

Arduino’da analogRead() komutu ile analog voltajı okuyabiliriz. Fakat bu fonksiyon bize gerçek voltajı doğrudan vermez. Voltajın karşılık geldiği dijital değeri verir. Arduino'da 10 bitlik bir Analog-Dijital Dönüştürücü (ADC) bulunur. Bu dönüştürücü, 0 ile ADC referans voltajı arasındaki giriş voltajlarını, 0 ile 1023 arasında tam sayı değerlerine dönüştürür. Bu, toplamda 1024 farklı olası değer anlamına gelir. İşte analogRead() komutu bize bu 0-1023 arasındaki dijital değerleri verir.

Arduino Uno’da referans voltajını yapılandırmadığımızda varsayılan olarak 5V’tur. Referans voltajı 5V ise; 5000mV / 1023 = 4,88 mV. Her bir dijital değerin karşılığı 4,88 mV’tur. Buna çözünürlük voltajımız 4,88 mV diyebiliriz. analogRead() komutu; 0V’da 0 değerini,  4,88mV’da 1 değerini,  9,76mV’da 2 değerini okur.

analogRead() komutu ile elde ettiğiniz sayıyı gerçek voltaja dönüştürmek için şu formülü kullanabilirsiniz: 

• Vout = (analogOkuma değeri) × (ADC referans voltajı / 1023)

Voltajı elde ettiğimize göre artık bunu sıcaklığa dönüştürebiliriz. TMP36'nın 500 mV ofseti olduğundan çıkış voltajından(Vout) 500mV(veya 0,5V) çıkarıyoruz. Bu ofset, sensöre negatif sıcaklıkları okuma yeteneği kazandırır. Ardından, TMP36 her santigrat derece için 10 mV (veya 0,01 V) ürettiğinden sıcaklığı hesaplamak için çıkan sonucu 10mV(veya 0,01 V)’a bölmeniz gerekir:

• Sıcaklık (°C) = [Vout(mV) - 500(mV)] / 10(mV)

Vout=100 x 4,88 = 488 mV, Sıcaklık=[488-500] / 10 = -1,2 ⁰С.

Vout=101 x 4,88 = 492,88 mV, Sıcaklık=[492,88-500] / 10 = -0,71 ⁰С.

Vout=102 x 4,88 = 497,76 mV, Sıcaklık=[497,76 -500] / 10 =  -0,22⁰С.

Vout=103 x 4,88 = 502,64 mV, Sıcaklık=[502,64 -500]  / 10 = 0,26 ⁰С.

Vout=104 x 4,88 = 507,52 mV, Sıcaklık=[507,52-500]  / 10 =  0,75⁰С.

olur.

Sıcaklığı bu şekilde bulabiliriz. Fakat burada dikkat edilmesi gereken birkaç nokta vardır: Referans voltajını 5V olarak aldığımız zaman analogRead() komutu 4,88mV’un tam katlarında bir değer okur. Yani 4,88mV’da, 9,76mV’da, 14,64mV’da, 19,52mV’da……… gibi ama TMP36’nın çıkışı, sıcaklık her 1°C arttığında 10mV artar. 4,88mV’lik artışlarla 10mV’luk artışlar kolay kolay aynı katta birleşmez. Bu nedenle 10mV’un tam katlarında okuma yapamayabiliriz. Bu durumdan dolayı hesaplanan sıcaklık değeri çoğu zaman gerçek sıcaklık değerine yakın, virgüllü değer çıkar. Bunun önüne geçmek için referans voltajını 1,1V ya da 3,3V yapabiliriz. Referans voltajını 1,1V yaparsak yeni çözünürlük değerimiz 1100mV / 1023 = ~ 1mV olur. Yani her bir dijital değerin karşılığı 1mV olur. Daha küçük değerlerde, dolayısıyla daha sık okuma yapacağımız için çözünürlüğü artırmış oluruz. Bu durumda 10mV’un tam katlarında voltaj değeri okuyabilir ve gerçek sıcaklık değerlerine daha yakın sıcaklık değerleri okuyabiliriz.

Referans voltajını 1,1V yaptığımızda gerçeğe daha yakın değerler okuyabiliriz ama bu seferde TMP36’nin yüksek sıcaklıklardaki çıkış voltajlarını okuyamayız. Çünkü referans voltajı 1100mV’tur. Oysaki TMP36 maximum 125°C’de 1750mV çıkış verir. 3,3V ya da farklı referans voltajları kullanabiliriz. Oda sıcaklığında uygulama yapacağımız için referans voltajını 1,1V ve 5V olarak alarak farklı Arduino uygulamaları yaptık.

Vout=480 x 1 = 480 mV, Sıcaklık=[480-500] / 10 = -2 ⁰С.

Vout=490 x 1 = 490 mV, Sıcaklık=[490-500] / 10 =  -1⁰С.

Vout=500 x 1 = 500 mV, Sıcaklık=[500 -500] / 10 =  0⁰С.

Vout=510 x 1 = 510 mV, Sıcaklık=[510 -500]  / 10 =  1⁰С.

Vout=520 x 1 = 520 mV, Sıcaklık=[520-500]  / 10 =  2⁰С.

olur.

Yapılan uygulamalarda TMP36’yı uzun kablo ile Arduino’ya bağladığımızda aynı ortamda ardı ardına yapılan ölçümlerde ±1-2 derece farklılıklar olduğu gözlemlendi. Aynı ortamda sürekli olarak aynı sıcaklık değerini vermedi. Fakat kısa kablo ile yapılan ölçümlerde daha stabil değerler ölçüldü.

Devamını Oku