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
+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 9600Serial.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。
五、应用拓展
（一）温度显示
可以将读取到的温度值通过液晶显示器（如 16x2 LCD）显示出来。结合之前学过的液晶显示器知识，在代码中添加相应的显示控制部分。
（二）温度报警
设置一个温度阈值，当测量的温度超过或低于该阈值时，触发报警装置，如点亮 LED 灯或触发蜂鸣器。
（三）数据记录
将温度数据存储到 SD 卡或通过无线模块发送到远程服务器，实现数据的长期记录和分析。
六、注意事项
- 电源稳定：为保证测量精度，要确保给 LM35 提供稳定的 5V 电源。不稳定的电源可能导致输出电压波动，影响温度测量结果。
- 引脚连接：连接时要仔细确认引脚对应关系，避免接错导致传感器无法正常工作。
- 环境影响：传感器周围的环境因素，如热辐射、气流等，可能会对测量结果产生一定影响。应尽量将传感器放置在通风良好、无明显热源或冷源干扰的位置。