Teplotne riadený ventilátor!: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Život v tropickej krajine, ako je Singapur, je frustrujúce sa celý deň potiť a medzitým sa musíte zamerať na štúdium alebo prácu v takom dusnom prostredí. Aby vzduch prúdil a ochladil sa, prišiel som na nápad s teplotne riadeným ventilátorom, ktorý sa automaticky zapne, keď teplota dosiahne 25 stupňov Celzia (Vtedy sa väčšina ľudí začne cítiť horúco) a rýchlosť ventilátora sa dokonca zvyšuje a prináša silnejší vietor pri 30 stupňoch Celzia.

Potrebné súčasti:

1. Jeden Arduino Uno.

2. Jeden snímač teploty (TMP36, ktorý má analógový výstup).

3. Jeden tranzistor TIP110.

4. Jeden 6V DC motor s lopatkou ventilátora.

5. Jedna dióda (1N4007).

6. Jedna LED.

7. Dva odpory (220Ohm a 330Ohm)

Napájanie 8,6V.

Krok 1: Vytvorte schému

Tu je schéma, ktorú som pre tento projekt vytvoril pomocou programu Eagle.

Obvod snímača teploty poskytuje analógový vstup, na základe ktorého je motor zapnutý, a mení jeho rýchlosť. Ako je znázornené na obrázku vyššie, kolík 1 by mal byť pripojený k zdroju napájania. Pretože TMP36 pracuje dobre pod napätím 2,7 V až 5,5 V (z technického listu), 5 V z dosky Arduino stačí na napájanie snímača teploty. Pin 2 odosiela hodnotu analógového napätia na pin A0 v Arduine, ktorá je lineárne úmerná teplote Celzia. Kým Pin3 je pripojený k GND v Arduine.

Na základe zistenej teploty bude pin 6 PWM „vydávať rôzne napätie“(rôzne napätie sa dosahuje opakovaným zapínaním a vypínaním signálu) na základňu tranzistora TIP110. R1 sa používa na obmedzenie prúdu, takže neprekročí maximálny základný prúd (pre TIP110 je to 50 mA na základe údajového listu.) Na napájanie motora sa používa 6 V externý zdroj napájania, nie 5 V od Arduina. prúd odoberaný motorom môže zničiť Arduino. Tranzistor tu tiež slúži ako vyrovnávacia pamäť na izoláciu obvodu motora od Arduina z rovnakého dôvodu (zabráňte tomu, aby prúd odoberaný motorom poškodil Arduino.) Motor sa bude otáčať rôznymi rýchlosťami pri inom napätí, ktoré je naň privádzané. Dióda pripojená k motoru má rozptýliť indukovaný emf generovaný motorom v okamihu, keď zapíname a vypíname ventilátor, aby sme predišli poškodeniu tranzistora. (Náhla zmena prúdu spôsobí spätné elektromagnetické pole, ktoré môže poškodiť tranzistor.)

Digitálny kolík 8 je pripojený k LED, ktorá sa rozsvieti pri otáčaní ventilátora, odpor R2 tu slúži na obmedzenie prúdu.

Poznámka*: Všetky komponenty v obvode zdieľajú rovnakú zem, takže existuje spoločný referenčný bod.

Krok 2: Kódovanie

Pripomienky v mojom kódovaní vysvetlili každý krok, nasledujúce sú doplňujúce informácie.

Prvá časť môjho kódovania je definovať všetky premenné a piny (prvá fotografia):

Riadok 1: Teplota je definovaná ako plávajúca, takže je presnejšia.

Riadok 3 a riadok 4: Minimálnu teplotu, pri ktorej je ventilátor zapnutý, je možné prispôsobiť iným hodnotám, ako aj „tempHigh“, pri ktorom sa ventilátor otáča rýchlejšie.

Riadok 5: Kolíkom ventilátora môžu byť akékoľvek kolíky PWM (kolíky 11, 10, 9, 6, 5, 3.)

Druhá časť môjho kódovania je ovládať celý obvod (druhá fotografia):

Riadok 3 a riadok 4: Analógovo-digitálny prevodník v Arduino získa hodnotu analógového signálu z analogRead () a vráti digitálnu hodnotu od 0-1023 (10-bit). Aby bolo možné previesť digitálnu hodnotu na teplotu, je vydelená číslom 1024 a vynásobená 5 V na výpočet výstupu digitálneho napätia zo snímača teploty.

Riadok 5 a riadok 6: Podľa údajového listu TMP36 má napäťový posun 0,5 V, takže 0,5 V sa odpočíta od pôvodného digitálneho napätia, aby sa získal skutočný výstup napätia. Nakoniec znásobíme skutočné napätie hodnotou 100, pretože TMP36 má koeficient mierky 10 mV/stupeň Celzia. (1/(10 mV/stupeň Celzia)) = 100 stupňov Celzia/V.

Riadok 18 a Line24: Výstupné napätie PWM Pin sa pohybuje od 0 do 5 V. Toto napätie je určené pracovným cyklom v rozmedzí od 0 do 255, pričom 0 predstavuje 0% a 255 predstavuje 100%. „80“a „255“tu teda predstavujú rýchlosť ventilátora.

Krok 3: Testovanie a spájkovanie

Po navrhnutí schémy a kódovaní je čas otestovať obvod na doske!

Pripojte obvod podľa schémy

Počas tejto fázy som použil 9V batériu, ktorá nie je vhodná pre 6V jednosmerný motor, ale malo by byť v poriadku ich na chvíľu spojiť. Počas skutočného prototypu som použil externý zdroj napájania na 6V pre motor. Po testovaní sa ukázalo, že obvod funguje dobre. Je teda načase ich spájkovať na prúžku!

Pred spájkovaním obvodu…

Je dobré nakresliť obvod na plánovací list rozvádzača, aby ste naplánovali, kam umiestniť komponenty a kde vyvŕtať otvory. Na základe mojich skúseností je jednoduchšie spájkovať, keď necháte stĺpček medzi dvoma spájkovaním.

Pri spájkovaní…

Dávajte pozor na polaritu komponentov. V tomto obvode to budú LED diódy, ktorých dlhšou nohou je anóda a dióda, ktorých sivou časťou je katóda. Je tiež potrebné zvážiť vývod tranzistora TIP110 a snímač teploty TMP36.

Krok 4: Demostrácia

Aby bol celý obvod úhľadný a nebol taký neporiadok, používam na pripojenie stripboardu na Arduino hlavičku ženy až muža a zároveň pripájam na pin v Arduine. Tiež 3D tlačím držiak ventilátora na držanie ventilátora, súbor stl je priložený nižšie. Počas ukážky používam externý napájací zdroj, pretože moja 9V batéria nefunguje.

Záverečné ukážkové video je pripojené vyššie. Ďakujem za sledovanie!