Ventilador controlat per temperatura: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Viure en un país tropical com Singapur, és frustrant suar tot el dia i, mentrestant, cal centrar-se en el seu estudi o treballar en un entorn tan tapat. Per fer fluir l’aire i refrescar-se, se m’acut la idea d’un ventilador controlat per temperatura que s’encén automàticament quan la temperatura arriba a 25 centígrads (és a dir, quan la majoria de la gent comença a sentir-se calenta) i la velocitat del ventilador fins i tot augmenta i augmenta vent més fort a 30 centígrads.

Components necessaris:

1. Un Arduino Uno.

2. Un sensor de temperatura (TMP36 que té sortida analògica).

3. Un transistor TIP110.

4. Un motor de 6 V CC amb fulla de ventilador.

5. Un díode (1N4007).

6. Un LED.

7. Dues resistències (220 Ohm i 330 Ohm)

Font d'alimentació de 8,6 V.

Pas 1: creeu un esquema

Aquí teniu l’esquema que he creat per a aquest projecte amb Eagle.

El circuit del sensor de temperatura proporciona l'entrada analògica en funció de la qual s'engega el motor i varia la seva velocitat. Com es mostra a la disposició de pins anterior, el pin1 s'hauria de connectar a la font d'alimentació. Com que TMP36 funciona bé amb una tensió de 2,7 V a 5,5 V (a partir del full de dades), és suficient 5 V de la placa Arduino per alimentar el sensor de temperatura. El pin 2 emet un valor de voltatge analògic al pin A0 a Arduino, que és linealment proporcional a la temperatura centígrad. Mentre Pin3 està connectat al GND a Arduino.

En funció de la temperatura detectada, el pin 6 del PWM "generarà una tensió diferent" (s'obté una tensió diferent en activar i apagar el senyal repetidament) a la base del transistor TIP110. El R1 s’utilitza per limitar el corrent de manera que no superi el corrent base màxim (per al TIP110, és de 50 mA segons el full de dades.) Una font d’alimentació externa de 6 V en lloc dels 5 V d’Arduino s’utilitza per alimentar el motor el corrent generat pel motor pot destruir l'Arduino. El transistor també serveix com a memòria intermèdia per aïllar el circuit del motor de l'Arduino per la mateixa raó (evitar que el corrent que el motor provoca danyi l'Arduino). El motor girarà a diferent velocitat a diferent voltatge que se li aplicarà. El díode connectat al motor ha de dissipar l’emf induït generat pel motor en el moment que encenem i apagem el ventilador per evitar danys del transistor.

El pin digital 8 està connectat a un LED que s’encén quan el ventilador està girant, la resistència R2 és aquí per limitar el corrent.

Nota *: Tots els components del circuit comparteixen la mateixa terra, de manera que hi ha un punt de referència comú.

Pas 2: Codificació

Els comentaris de la meva codificació han explicat cada pas, a continuació es mostra la informació complementària.

La primera part de la meva codificació és definir totes les variables i pins (First Photo):

Línia 1: la temperatura es defineix com a flotant, de manera que és més precisa.

Línia 3 i línia 4: la temperatura mínima a la qual s'encén el ventilador es pot personalitzar per tal que siguin altres valors, així com el "tempHigh" en què el ventilador gira més ràpidament.

Línia 5: el pin del ventilador pot ser qualsevol pin PWM (pin 11, 10, 9, 6, 5, 3.)

La segona part de la meva codificació és controlar tot el circuit (Segona foto):

Línia 3 i línia 4: el convertidor analògic-digital a Arduino obté el valor d’un senyal analògic d’analogicRead () i retorna un valor digital de 0-1023 (10 bits). Per convertir el valor digital en temperatura, es divideix per 1024 i es multiplica per 5 V per calcular la sortida de tensió digital del sensor de temperatura.

Línia 5 i línia 6: segons el full de dades de TMP36, té una compensació de tensió de 0,5 V, de manera que es resten 0,5 v de la tensió digital original per obtenir la tensió real. Per últim, multiplicem el voltatge real per 100, ja que TMP36 té un factor d’escala de 10 mV / grau centígrad. (1 / (10 mV / grau centígrad)) = 100 graus centígrads / V.

Línia 18 i Línia 24: Pin de PWM surt de tensió que oscil·la entre 0-5V. Aquest voltatge està determinat pel cicle de treball que oscil·la entre el 0-255 i el 0 representa el 0% i el 255 representa el 100%. Per tant, el "80" i el "255" aquí són la velocitat del ventilador.

Pas 3: proves i soldadura

Després de redactar l’esquema i la codificació, és hora de provar el circuit a la taula de treball.

Connecteu el circuit tal com es mostra a l'esquema

He utilitzat una bateria de 9V durant aquesta fase que no és adequada per a un motor de 6V CC, però hauria d’estar bé connectar-les juntes durant un curt temps. Durant el prototip real, vaig utilitzar una font d'alimentació externa per alimentar 6 V per al motor. Després de provar, es mostra que el circuit funciona bé. Per tant, és hora de soldar-los en un tauler de fusta!

Abans de soldar el circuit …

És bo dibuixar el circuit en un full de planificació de disposició de taulers per planificar on posar els components i on perforar. Segons la meva experiència, és més fàcil soldar quan es deixa una columna entre dues soldadures.

En soldar …

Aneu amb compte amb els components amb polaritat. En aquest circuit, seran els LED la pota més llarga de l’ànode i el díode la part gris de la qual és el càtode. També s’ha de tenir en compte la fixació del transistor TIP110 i la del sensor de temperatura TMP36.

Pas 4: Demostració

Per fer que tot el circuit estigui ordenat i no sigui tan desordenat, faig servir la capçalera femella a mascle per apilar el tauler de l’Arduino mentre em connecta al pin de l’Arduino. També imprimeixo en 3D un suport del ventilador per subjectar-lo, el fitxer STL s’adjunta a continuació. Durant la demostració, utilitzo la font d'alimentació externa perquè la bateria de 9V no funciona.

El vídeo de demostració final s’adjunta més amunt. Gràcies per mirar!