Сравнение точности датчиков температуры: внешняя среда и тело человека

Компоненты и материалы

Компонент	Количество
DS18B20 (цифровой, 1-Wire)	1
DHT11 (температура и влажность, 3 пина)	1
Резистор 10 кОм	3
Перемычки	10
Влагозащищенный DS18B20	1
Крокодиловые зажимы	3
USB-A — Mini-USB кабель	1
Arduino UNO	1
BBC micro:bit	1

Приложения и сервисы

• Arduino IDE
• Платформа Vittascience для micro:bit

О проекте

Разные датчики дают разную точность. Для медицинских проектов критична точность измерения температуры тела и среды. Сравниваю популярные датчики и встроенный датчик micro:bit.

Использовались: DS18B20, влагозащищенный DS18B20, AM2302 (DHT22), Arduino, micro:bit и обычные термометры.

Измерение температуры комнаты (10 экспериментов)

Эталонный комнатный термометр: 21°C.

• micro:bit — 27°C (крупная погрешность, нагревается от процессора).
• Все три датчика на Arduino показали близкие значения, но AM2302 (DHT22) — самый точный.

Измерение температуры тела (в руке, 10 экспериментов)

Эталонный термометр: 32.2°C.

• micro:bit — 34°C
• Влагозащищенный DS18B20 — 32.40°C (лучший результат)
• Обычный DS18B20 — 31.50°C
• AM2302 — 33°C

Вывод: Для измерения температуры тела лучше всего подходит влагозащищенный DS18B20. Для комнатной температуры — AM2302 (DHT22). Встроенный датчик micro:bit непригоден для точных измерений.

Код

Arduino (C/C++)

#include <SoftwareSerial.h>
#include <cactus_io_AM2302.h>
#define AM2302_PIN 3
#include "cactus_io_DS18B20.h"
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#define ONE_WIRE_BUS 2
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
AM2302 dht(AM2302_PIN);
int DS18B20_Pin = 4;
DS18B20 ds(DS18B20_Pin);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  ds.readSensor();
  dht.begin();
  sensors.begin();
  Serial.println("18B20 | AM2302 | DS18B20");
  Serial.println("Temp (C) | Temp (C) | Temp (C)");
}

void loop() {
  ds.readSensor();
  sensors.requestTemperatures();
  dht.readTemperature();
  if (isnan(dht.humidity) || isnan(dht.temperature_C)) return;
  Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0)); Serial.print(" ");
  Serial.print(dht.temperature_C); Serial.print(" ");
  Serial.println(ds.getTemperature_C());
  delay(1500);
}

micro:bit (Python)

from microbit import *
uart.init(baudrate=9600, bits=8, parity=None, stop=1, tx=pin8, rx=pin14)
while True:
    if button_a.is_pressed():
        uart.write(str(temperature()))

Схемы