И. А. Маслов, Е. Д. Тертица, В. М. Ченцов
Аннотация. В этой статье мы разберем метрологические аспекты Arduino в контексте умных домов, сосредоточившись на погрешностях и аппроксимации на примере термопары типа K. Мы опираемся на данные из технических описаний и стандартов, чтобы дать полный анализ для инженеров и энтузиастов. Показано, что метрология, как наука об измерениях, играет важную роль в развитии систем «умного дома», где точность данных напрямую влияет на эффективность автоматизации..
Ключевые слова: микроконтроллер Arduino, термопары типа K, система «умный дом», метрология
Литература
1. Бехтенев Е.А. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи: Метод. указ.; Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск: РИЦ НГУ, 2015. 28 с.
2. ГОСТ Р 8.585-2001. Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования. Введ. 2002-07-01. Москва: Стандартинформ, 2005. 44 с.
3. Датчики температуры и влажности для Arduino. URL: https://kotyara12.ru/iot/th_sensors/
4. Метрологические характеристики АЦП в микроконтроллерах: анализ INL, DNL, смещения и шума. 2020. 25 сентября. URL: https://habr.com/ru/companies/milandr/articles/528164/
5. Райс Вольфганг. Как работают аналогово-цифровые преобразователи и что можно узнать из спецификации на АЦП // Компоненты и Технологии. 2005. №47. URL: https://library.tsilikin.ru/Техника/ Электроника%20и%20радиотехника/Изготовление/Компоненты/ АЦП%20ЦАП/2005_03_116.pdf
6. A Basic Guide to Thermocouple Measurements: application note. 2018. URL: https://www.ti.com/lit/pdf/sbaa274
7. ATmega328P 8-bit AVR Microcontroller with 32K Bytes In-System Programmable Flash Datasheet. 2018. URL: https://ww1.microchip.com /downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf
8. Evaluating Arduino and Due ADCs. URL: https://www.djerickson. com/arduino/due_adc.html
9. Goldschmidt J. The Physics of Thermoelectric Energy Conversion. 2017. URL: https://iopscience.iop.org/book/mono/978-1-6817-4641-8/chapter/bk978-1-6817-4641-8ch1.pdf
10. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM). 2008. URL: https://www.bipm.org/documents/20126/2071204/ JCGM_100_2008_E.pdf
11. Home Automation — Arduino Online Shop. URL: https://store-usa.arduino.cc/collections/home-automation
12. Smart Home With Arduino: 11 Steps. URL: https://www. instructables. com/ Smart-home-with-arduino/
13. Thermocouple Polynomial Coefficients (NIST ITS-90). URL: https:// srdata.nist.gov/its90/download/all.tab
14. Thermocouple Reference Data and Information. URL: https://www.omega.co.uk/literature/thermocouple.html
Metrology of the Arduino microcontroller in smart home system
I. A. Maslov, E. D.Tertitsa, V. M. Chentsov
Abstract. In this article, we will analyze the metrological aspects of Arduino in the context of smart homes, focusing on the sins of the ADC and approximation using the example of a type K thermocouple. We rely on data from technical descriptions and standards to provide a complete analysis for engineers and enthusiasts. It is shown that metrology, as a measurement science, plays an important role in the development of smart home systems, where data accuracy directly affects automation efficiency.
Keywords: Arduino microcontroller, type K thermocouples, smart home system, metrology