步驟1：

我早期的設計采用NTC溫度探頭，采用表查找技術將電阻分壓器的輸入電壓轉換為溫度。由于ESP32能夠進行12位模擬輸入，并且由于我的設計是為了提高精度，因此我決定在電壓到溫度轉換的代碼中實現“Steinhart-Hart”方程。

首先由John S. Steinhart和Stanley R. Hart于1968年發表，Steinhart-Hart方程式定義了NTC溫度探頭的溫度關系阻力如下：

1/T = A +（B *（log（熱敏電阻）））+（C * log（熱敏電阻）* log（熱敏電阻）* log（熱敏電阻））

其中：

T是開氏度。

A，B，C是Steinhart-Hart系數（稍后會詳細介紹）。

熱敏電阻是當前溫度下溫度探頭熱敏電阻的電阻值。

為什么這個看似復雜的Steinhart-Hart方程對于簡單的NTC溫度探頭來說是必不可少的數字溫度計？ “理想的”NTC溫度探頭將提供實際溫度的線性電阻表示，因此涉及電壓輸入和縮放的簡單線性方程將導致精確的溫度呈現。但是，NTC溫度探頭不是線性的，當與幾乎所有低成本單板處理器（如WiFi套件32）的非線性模擬輸入結合時，會產生非線性模擬輸入，從而產生不準確的溫度讀數。通過使用Steinhart-Hart等公式以及仔細校準，可以通過生成非常接近的實際溫度來獲得使用NTC溫度探頭和低成本單板處理器的高精度溫度讀數。

所以回到Steinhart-Hart方程式。該等式利用三個系數A，B和C來確定溫度作為熱敏電阻器的函數。這三個系數來自哪里？一些制造商使用NTC溫度探頭提供這些系數，而其他制造商則沒有。此外，制造商提供的系數可能是也可能不是您可能購買的精確溫度探頭，并且很可能是代表他們在一段時間內制造的所有溫度探頭的大樣本的系數。最后，我根本找不到本設計中使用的探針的系數。

沒有所需的系數，我創建了Steinhart-Hart Spreadsheet，這是一個基于電子表格的計算器，可幫助生成NTC溫度探測所需的系數（我丟失了鏈接到我多年前使用的類似網絡計算器，所以我創造了這個）。為了確定溫度探頭的系數，我首先用數字歐姆表測量分壓器中使用的33k電阻的值，然后將值輸入標有“電阻器”的電子表格的黃色區域。接下來，我將溫度探頭放在三個環境中;第一個室溫，第二個冰水和第三個沸水，以及一個已知的精確數字溫度計，并允許溫度計上的溫度和WiFi套件32顯示屏上出現的熱敏電阻輸入計數（稍后將詳細介紹）穩定下來。當溫度和熱敏電阻輸入計數穩定后，我將已知準確溫度計指示的溫度和WiFi套件32顯示屏上顯示的熱敏電阻計數輸入電子表格的黃色區域，標記為“溫度計的度數F”和“AD分別來自三個環境中的WiFi套件32“。輸入所有測量值后，電子表格的綠色區域將提供Steinhart-Hart方程所需的A，B和C系數，然后將其復制并粘貼到源代碼中。

如前所述Steinhart-Hart方程的輸出以開氏度為單位，此設計顯示華氏度。從開爾文度到華氏度的轉換如下：

首先，通過從Steinhart-Hart方程中減去273.15（開氏度）來將開爾文度轉換為攝氏度：

度C =（A +（B *（log（熱敏電阻）））+（C * log（熱敏電阻）* log（熱敏電阻）* log（熱敏電阻））） - 273.15

第二，將攝氏度轉換為華氏度，如下所示：

度數F =（（度C * 9）/5）+ 32.

隨著Steinhart-Hart方程和系數完成后，需要第二個方程來讀取電阻分壓器輸出。本設計中使用的電阻分壓器型號為：

vRef 《---熱敏電阻《--- vOut 《---電阻《---接地

其中：

此設計中的vRef為3.3vdc。

熱敏電阻是用于電阻分壓器的NTC溫度探頭。

vOut是電阻分壓器的電壓輸出。

電阻是電阻分壓器中使用的33k電阻。

接地是好的。

v本設計中的電阻分壓器連接到WiFi套件32模擬輸入A0（引腳36），并且電阻分壓器的電壓輸出計算如下：

vOut = vRef *電阻/（電阻+熱敏電阻）

然而，正如Steinhart-Hart方程式中，熱敏電阻的電阻值是為了獲得溫度所必需的，而不是電阻分壓器的電壓輸出。因此，重新排列等式以輸出熱敏電阻值需要使用如下的小代數：

將兩側乘以“（電阻+熱敏電阻）”，結果為：

vOut *（電阻+熱敏電阻）= vRef *電阻

將兩側除以“vOut”，結果為：

電阻+熱敏電阻=（vRef *電阻） ）/vOut

從兩側減去“電阻”導致：

熱敏電阻=（vRef *電阻/電壓） - 電阻

最后，使用分配屬性，簡化：

熱敏電阻=電阻*（（vRef/vOut） - 1）

代入WiFi套件32 A0模擬輸入計數為0通過4095表示vOut，并用4096的值代替vRef，提供Steinhart-Hart方程所需的熱敏電阻電阻值的電阻分壓器公式變為：

熱敏電阻=電阻*（（4096/模擬輸入計數） - 1）

因此，在數學背后，讓我們組裝一些電子設備。

第2步：組裝電子設備。

五條4英寸28awg電線（一條紅色，一條黑色，一條黃色和兩條綠色）。

One，Maverick“ET-72溫度探頭”探頭

一個2.5mm“手機”連接器，面板安裝

一個33k歐姆1％1/8瓦電阻器。

一個，壓電蜂鳴器。如果選擇一個不同的壓電蜂鳴器確保它符合這個規格（方波驅動，《= ESP32的當前輸出）。

為了組裝其他組件，我執行了以下步驟：

完成所有布線后，我仔細檢查了我的工作。

剝離并鍍錫每個4“線長的末端，如圖所示。

將黃線的一端和33k歐姆電阻的一端焊接到手機連接器的“Tip”引腳。

將黑線的一端焊接到33k歐姆電阻的自由端，并修掉多余的電阻線。

在導線和電阻上施加熱縮管。

將紅線的一端焊接到手機連接器上的“套管”引腳。

將黃色線的自由端焊接到WiFi套件32上的引腳36.

將黑線的自由端焊接到WiFi套件32上的GND引腳。

將紅線的自由端焊接到WiFi套件32上的3V3引腳。

將一根綠線焊接到壓電蜂鳴器的一根引線上。

將剩余的綠線焊接到壓電蜂鳴器的剩余導線上

將其中一根綠色壓電線的自由端焊接到WiFi套件32上的針腳32上。

將剩余的綠色壓電線的自由端焊接到WiFi套件32上的GND引腳。

將溫度探頭插入電話連接器。

步驟3：安裝軟件。

文件“AnalogInput.ino”是一個包含設計軟件的Arduino環境文件。除此文件外，您還需要WiFi Kit32 OLED顯示屏的“U8g2lib”圖形庫（有關此庫的更多信息，請參閱https://github.com/olikraus/u8g2/wiki）。

在Arduino目錄中安裝U8g2lib圖形庫，并將“AnalogInput.ino”加載到Arduino環境中，編譯并將軟件下載到WiFi套件32中。一旦下載并運行，將在WiFi上顯示OLED顯示屏的頂線套件32應顯示“溫度”，當前溫度以大文本顯示在顯示屏中央。

觸摸中央按鈕（T5）顯示“設置報警溫度”顯示。按照簡介中的說明，按左按鈕（T4）或右按鈕（T6）調節報警溫度。要測試警報，請將警報溫度調整為等于或低于當前溫度，并且應發出警報。完成設置報警溫度后，觸摸中心按鈕返回溫度顯示。

軟件中的值dProbeA，dProbeB，dProbeC和dResistor是我在探頭校準過程中確定的值。這種設計應該產生精確到幾度的溫度讀數。如果不是，或者如果需要更高的精度，則接下來進行校準。

步驟4：校準NTP溫度探測器。

校準溫度探頭需要以下項目：

一個數字歐姆表。

一種已知的精確數字溫度計，能夠在0到250華氏度之間。

一杯冰水。

一壺開水（非常非常小心！）。

首先獲得實際的33k電阻值：

斷開WiFi Kit 32板的電源。

從手機連接器上取下溫度探頭（根據您的數字歐姆表，也可能需要從WiFi套件32中去除黑線。）

打開Steinhart-Hart電子表格。

使用數字歐姆表測量33k歐姆電阻的值，并將其輸入電子表格中的黃色“電阻”框，并輸入軟件中的變量“dResistor”。雖然這看起來似乎過多，但是33k歐姆的1％電阻確實會影響溫度顯示的準確性。

將溫度探頭插入手機連接器。

接下來獲取Steinhart-Hart系數：

打開已知的準確度數字溫度計。

將USB電源插入WiFi套件32.

同時按住左（T4）和右（T6）按鈕，直到出現“Thermistor Counts”顯示。

允許數字溫度計和熱敏電阻計數顯示穩定。

在“房間”行的黃色“溫度計的度數F”和“ESP32的AD計數”列中輸入溫度和熱敏電阻計數。

將數字溫度計和熱敏電阻探頭插入冰水中，使兩個顯示器都穩定下來。

在“冷水”行中輸入黃色的“溫度計的度數F”和“ESP32的AD計數”列中的溫度和熱敏電阻計數。

將數字溫度計和熱敏電阻探頭插入沸水中，使兩個顯示器都穩定下來。

在“沸水”行中輸入黃色的“溫度計的度數F”和“ESP32的AD計數”列中的溫度和熱敏電阻計數。

將綠色“A：”系數復制到源代碼中的變量“dProbeA”中。

將綠色“B：”系數復制到源代碼中的變量“dProbeB”中。

將綠色“C：”系數復制到源代碼中的變量“dProbeC”。

編譯并將軟件下載到WiFi Kit 32中。

步驟5：3D打印案例和最終裝配。

我打印了“Case，Top.stl”和“Case，Bottom.stl” .1mm層高，50％填充，沒有支撐。

打開外殼后，我按如下方式組裝了電子元件和外殼：

我從中拆除了電線三個孔塞，將孔塞壓入“Case，Top.stl”中的位置，然后將導線重新焊接到孔塞上，小心地注意左（T4），中心（T5）和右（T6）導線和各個按鈕。

使用附帶的螺母將手機連接器固定到“Case，Bottom.stl”中的圓孔。

將壓電蜂鳴器放在手機連接器旁邊的機殼底部組件中，并用雙面膠帶固定到位。

將WiFi套件32滑入機箱底部組件的位置，確保WiFi套件32上的USB端口與機箱底部的橢圓形孔對齊（請勿按壓OLED顯示屏以定位在底部組件的WiFi套件32，相信我這一個，只是不要這樣做！）。

將表殼頂部組件壓在表殼底部組件上，并使用角落處的小點濃氰基丙烯酸酯膠固定到位。

步驟6：關于本軟件。

文件“AnalogInput.ino”是對我以前的Instructable“https：//”文件“Buttons.ino”的修改。 www.instructables.com/id/ESP32-Capacitive-Touch-Buttons/”。我修改了原來的三個代碼段“setup（）”，“loop（）”和“InterruptService（）”以包含探測和報警的軟件，并且我添加了另外三個代碼段“Analog（）” ，“按鈕（）”和“顯示（）”清理“循環（）”并添加必要的探針和報警軟件。

“模擬（）”包含讀取所需的代碼熱敏電阻計入一個數組，平均計數數組，使用分壓器生成熱敏電阻值，最后使用Steinhart-Hart方程和溫度轉換方程生成華氏度。

“按鈕（） “包含處理按鈕和編輯報警溫度所需的代碼。

”Display（）“包含在OLED顯示屏上顯示信息所需的代碼。

如果您對此代碼或此Instructable的任何其他方面有任何疑問或意見，請隨時提出，我會盡力回答。

我希望您喜歡它（和仍然清醒）！

第7步：“即將進行的項目”。

即將推出的項目“Intelligrill?Pro”是雙溫度探頭吸煙器監測器，具有以下特點：

Steinhart-Hart溫度探頭計算（與“查找”表相對），以提高此Instructable中的精度。

探針1的預測完成時間，包括Steinhart-Hart計算得出的提高的準確度。

第二個探頭，探頭2，用于監測吸煙者的溫度（限制在32到399度之間）。

電容式觸摸輸入控件（與之前的Instructable相同）。

基于WIFI的遠程監控（使用固定的IP地址，可以在任何可以連接互聯網的地方監控吸煙者的進度）。

擴展溫度范圍（32至399度）。

在Intelligrill?發射器和大多數支持WiFi的監控設備上發出聲音完成警報。

溫度顯示為°F或°C。

時間格式為HH：MM：SS或HH：MM。電池顯示為伏特或％充電。

基于螺旋鉆的吸煙者的PID輸出。

“Intelligrill?Pro”仍在測試，以成為最準確，功能最強大，最可靠的基于HTML的Intelligrill?我有設計的。它仍然在測試中，但是在測試過程中它正在協助準備，我已經獲得了超過幾磅。