Sensorgeneigtheit im Vergleich: Externe vs. Körper-Temperaturmessung

Komponenten und Materialien

Maxim Integrated DS18B20 1-Wire Digitalthermometer	1
DHT11 Temperatur- & Feuchtigkeitssensor (3 Pins)	1
Widerstand 10 kΩ	3
Jumper-Kabel	10
Adafruit Wasserdichter DS18B20 Temperatursensor	1
Testkabel, Krokodilklemmen	3
USB-A auf Mini-USB Kabel	1
Arduino UNO	1
BBC micro:bit Board	1

Apps und Online-Dienste

• Arduino IDE
• Vittascience Plattform für micro:bit

Über dieses Projekt

Verschiedene Sensoren liefern Temperaturdaten – alle mit unterschiedlichen Einschränkungen und Genauigkeiten. Für Gesundheitsprojekte ist es entscheidend, präzise Werte für Außen- und Körpertemperatur zu erhalten, um den Gesundheitszustand realistisch einzuschätzen. Daher vergleiche ich die Genauigkeit der gängigsten Temperatursensoren und des micro:bit-Temperatursensors.

Verwendet: DS18B20, wasserdichter DS18B20, AM2302 (DHT22), Arduino, micro:bit und Referenzthermometer.

Zuerst Sensoren am Arduino anschließen (siehe Schaltplan) – so sehen sie verbunden aus:

Code für Arduino hochladen (siehe Code-Bereich). Für micro:bit Code über Vittascience generieren (en.vittascience.com/microbit/):

Ergebnisse: Raumtemperatur (10 Versuche, repräsentativster Datensatz)

Referenzthermometer: 21 °C (als präzest angesehen).
micro:bit: 27 °C – stark abweichend.
Alle drei Arduino-Sensoren waren bei Raumtemperatur recht genau, aber der AM2302 zeigte die höchste Genauigkeit.

Ergebnisse: Körpertemperatur (10 Versuche, repräsentativster Datensatz)

Zusatzkabel verwendet, um Sensoren in der Hand zu halten.

• Referenzthermometer: 32,2 °C

• micro:bit: 34 °C
• Wasserdichter DS18B20 (3. Spalte): 32,40 °C

• DS18B20 (1. Spalte): 31,50 °C

• AM2302 (2. Spalte): 33 °C

Fazit: Der wasserdichte DS18B20 lieferte die präzisesten Werte für Körpertemperatur und sollte dafür verwendet werden. Der AM2302 ist am besten für Raumtemperatur geeignet.

Code

Code für Arduino und Temperatursensoren (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);
}

Code für 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()))

Schaltpläne