2008-12-19

自製樂高NXT溫度感應器(LEGO NXT Temperature sensor DIY)

終於買到熱敏電阻,完成自製NXT溫度感應器,測試結果不錯喔!真是省錢又有趣!


我是使用樂高9V電線(廢物利用)再加上NXT轉接線,其實也可以直接連接NXT公接頭,其中第一芯跟第二芯(黑,白)



這種自製溫度感應器的原理及構想來自Philo先生的網頁,(請點擊連結,RCX使用的溫感器


找不到嘉義哪裡有賣10K歐姆的負係數熱敏電阻,又不想在網路購物付出太多的運費。


利用機會到台中廣華電子直接購買,恰巧看見『附線熱敏電阻』,可以省去焊接及尋找銅管的時間。



根據Philo先生的說明及NXT測試,RCX顯示溫度範圍為-20度C~+70度C,


下圖:先放到冰箱冷凍庫試試看




直接使用VIEW-->Temperature 度C功能觀察溫度。

下圖:顯示-19.7度C,應該有誤差。

 


下圖:直接連接到冷凍庫



下圖:有好吃的香腸,高湯,貢丸.....阿!是把溫度感應器直接放在冷凍庫裡。



下圖:冰箱冷藏室的溫度是0.3度,果然有誤差!



下圖:早餐吃肉包,有一點冷掉了,還是可以試試看,順便一起使用科學實驗的酒精溫度計,可以做一對照比較。



下圖:將包子捏住,測試溫度。



下圖:果然很爭氣,NXT感應溫度與溫度計相差不遠。




下圖:嗚嗚!我的早餐,變形包子,連女兒都說好噁心!但是做完實驗還是得吃下去。




下圖:從熱水瓶倒熱水測試,溫度值都差不多。




下圖:由冷到熱的測試,當然也要包含體溫(舌下)


(邱老師不顧形象,鬍子也沒刮,吃東西嘴角也沒擦,還要含住溫度計,有點像蛇吞蜥蜴,留一條尾巴在外面......)


(實驗用溫度計不能如此使用,小朋友不要學喔!



下圖:熱水降溫的連續監視比較,NXT溫度計的反應比較慢,未能像酒精溫度計反應快速。



下圖:有了降溫實驗當然也要有升溫實驗,直接放到瓦斯爐煮開水。



下圖:升溫實驗的起始溫度為19.7度



下圖:同時間酒精溫度計也差不多是19點多度




測試結果還令人滿意,與Philo先生的溫度比較圖有差不多的曲線。在常溫範圍的誤差值可以接受。


這種溫度感應器並不適合太快速的溫度變化,需要一定時間穩定量測。


奇怪的是所有溫度在小數點以下都是奇數,例如0.3,20.7,33.5


還有一些測試需要努力:


1. 使用NXT-G或其他語言的讀值。


2. 是否能從Raw value換算,讓顯示讀值可以超過70度C。(因為這個熱敏電阻的範圍是-30~+115)


3. 匹配的電阻可以再調整嗎?


有了這種自製溫度感應器,不用等到NXT的溫度感應器上市,就可以進行許多延伸的實驗,例如:


1. 室內外氣溫變化的記錄。


2. 物體加熱冷卻的溫度變化。


3. 火災感知器。


4. 還有許多溫度有關的測試及感應效果,都可以應用喔!


有興趣的NXT朋友,趕快試試看喔!


5 則留言:

  1. robotman8:52 下午

    因為小朋友做實驗要用到nxt溫度控制的功能...因為用於nxt的溫度感應器要明年才可能進..一個也要兩千多元...所以請教了邱老師..本想用熱電偶(K-TYPE ,R-TYPE)去試..但發現都無法偵測到數值..後來請教了幾個老師才知道要用放大器..才有辦法偵測..後來邱老師就利用熱敏電阻測試出來...真是我的救星...不過我第一次接..出現77.5度c的溫度..就把韌體更新一下..後來測試就正常囉..(真不知是哪邊有問題)....下一步就是要買光電阻囉...要測試大面積的照度...聽說光電阻效果比較好...若邱老師有空..也幫我試看看要怎接....當然我自己也會先做看看..呵...
    [版主回覆12/19/2008 22:47:51]很早就想做這個東西,只是一直沒有材料。

    很高興剛好可以配合林老師的教學使用。

    光敏電阻也是採用這種被動式的類比感應器,只要匹配得當,當然也可以用在NXT上面,不過要先研究一下電阻值的變化。

    大家也可以一起研究喔!

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  2. 歐尼斯特1:50 下午

    邱老師的實驗真是有趣~多謝您的經驗分享,多了這個感測器,未來在作品創意發揮上,相信能讓機器人的功能更加強~~^^
    [版主回覆12/22/2008 20:54:53]大家可以一起分享經驗!

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  3. cybertrek2:06 下午

    真厲害,釋出了在NXT上的自由化感應器,除了光感測之外,電壓、溼度、pH等等也都請邱老師幫忙自由化吧,哈哈~~
    花蓮市區有些電子材料行連小塊的太陽能板都不賣了,因為市場很差,頂多做做維修生意,想批發都被網路管道搶走,雖然網路也方便,但是我這樣小批買的運費很浪費,也是因為這樣花蓮沒有人敢開那種能讓人慢慢逛的店,所以我就等著專家釋放囉!
    剛好明年有的營隊可以上溫度方面的課程,到時候可以用到。感謝感謝!
    [版主回覆12/24/2008 11:22:05]『自由化』!老師太創新名詞了! 真是自由化軟體的推動者!

    我想只要是電阻變化型的感應器,應該都可以使用。

    但是這種類比型的作法不太精確,也不穩定。新的NXT溫度感應器好像已經變成數位化。

    如果有電子電路高手,把感應器數位化透過I2C也可以輕易地跟NXT連接,這些都是高中職、大專院校學生很棒的研究專題。

    花蓮的店面當然比較少,但是至少花蓮到台北比較近,有許多資源可以應用。

    很高興這個溫度感應器可以幫助您上課,有相關討論也歡迎一起研究。







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  4. 老師您好:因第一張圖片看不懂,想請問10K歐姆的負係數熱敏電阻『附線熱敏電阻』感應器要如何接,謝謝!
    接網址這種溫度sensorhttp://shop.cpu.com.tw/product/3252/info/可以嗎?
    ccc5906@gmail.com
    [版主回覆08/22/2010 11:35:41]你好:

    我直接使用附線熱敏電阻,就是接在轉接線的兩端而已,要犧牲一條樂高電線,也可以直接連接轉接線上的2x2的積木,斜對角的兩端。

    可以參考Philo先生的圖解:http://www.philohome.com/sensors/tempsensor.htm

    這些都是類比輸出,所以可以直接連接NXT主機。

    你提到的DS1821是數位感應器,需要搭配其他IC才有辦法接收訊號。

    歡迎討論!

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  5. 老師您好:
    再確認2件事:
    1.如果不是使用附線熱敏電組須再接2.2l歐母電阻,但是廣華電子商城的2.2k電組還分好幾種w,請問如何選擇.http://www.philohome.com/sensors/tempsensor/bom.jpg
    2.直接使用附線熱敏電組連上轉接線對角2端後,nxt要寫程式嘛?
    謝謝!
    [版主回覆08/23/2010 17:38:34]你好:

    NXT主機的電壓是9V,功率不會很大,所以使用1/8w即可,其他瓦數的電阻也OK。

    電子零件材料行就有賣喔!紅紅紅的2.2k歐姆電阻。

    NXT不用寫程式,因為是類比訊號,我當初是使用1.05版的韌體,VIEW裡面就有舊版溫度感應器的功能。

    當然也可以自行寫程式觀看數值及應用。

    祝你成功!歡迎討論!

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