- Material requerit
- Esquema de connexions
- Relleu:
- Càlcul de la temperatura mitjançant termistor:
- Codi Arduino
- Funcionament del sistema domòtic controlat per temperatura:
Suposem que esteu asseguts a una habitació i que sentiu fred i voleu que l’escalfador s’encengui automàticament i que s’apagui després d’haver augmentat la temperatura de l’habitació, aquest projecte us ajudarà a controlar els electrodomèstics automàticament segons la temperatura. Aquí controlem els electrodomèstics amb Arduino en funció de la temperatura. Aquí hem utilitzat Thermistor per llegir la temperatura. Ja hem connectat Thermistor amb Arduino i hem mostrat la temperatura a la pantalla LCD.
En aquest tutorial, connectarem un aparell de CA amb relé i crearem un sistema domòtic controlat per temperatura mitjançant Arduino. També mostra la temperatura i l’estat de l’aparell a la pantalla LCD de 16 * 2 connectada al circuit.
Material requerit
- Arduino UNO
- Relleu (5v)
- Pantalla LCD de 16 * 2
- Bombeta (CFL)
- Termistor NTC 10k
- Connexió de cables
- Resistències (1k i 10k ohms)
- Potenciòmetre (10k)
Esquema de connexions
Aquest sistema domòtic basat en la temperatura consta de diversos components com la placa Arduino, la pantalla LCD, el relé i el termistor. El funcionament depèn principalment del relé i del termistor, ja que la temperatura augmenta, el relé s’encendrà i si la temperatura disminueix per sota del valor predeterminat, el relé s’apagarà. L'aparell electrodomèstic connectat amb el relé també s'encén i s'apagarà en conseqüència. Aquí hem utilitzat una bombeta CFL com a aparell de corrent altern. Tot el procés d’activació i la configuració del valor de temperatura la realitza la placa Arduino programada. També ens proporciona detalls sobre el canvi de temperatura cada mig segon i l’estat de l’aparell a la pantalla LCD.
Relleu:
El relé és un interruptor electromagnètic, que es controla amb un corrent petit, i que s’utilitza per encendre i apagar corrent relativament molt més gran. Mitjançant l'aplicació de corrent petit, podem activar el relé que permet que flueixi corrent molt més gran. Un relé és un bon exemple de control dels dispositius de corrent altern (corrent altern) mitjançant un corrent continu molt més petit. El relé que s’utilitza habitualment és el relé de doble tir (SPDT) d’ un pol, que té cinc terminals, tal i com es mostra a continuació:
Quan no s’aplica cap tensió a la bobina, COM (comú) es connecta a NC (contacte normalment tancat). Quan s’aplica una mica de tensió a la bobina, el camp electromagnètic produït, que atrau la Armadura (palanca connectada a la molla), i es connecten COM i NO (contacte obert normalment), que permeten fluir un corrent més gran. Els relés estan disponibles en moltes qualificacions, aquí hem utilitzat un relé de tensió de funcionament de 5V, que permet que flueixi corrent de 7A a 250VAC.
El relé es configura mitjançant un petit circuit Driver que consta d’un transistor, un díode i una resistència. El transistor s'utilitza per amplificar el corrent de manera que el corrent complet (de la font de CC - bateria de 9 V) pugui fluir a través d'una bobina per alimentar-lo completament. La resistència s'utilitza per proporcionar polarització al transistor. I el díode s’utilitza per evitar el flux de corrent invers quan el transistor està apagat. Totes les bobines inductores produeixen un CEM igual i oposat quan s'apaguen sobtadament, cosa que pot causar danys permanents als components, de manera que s'ha d'utilitzar el díode per evitar el corrent invers. Un mòdul de relé està fàcilment disponible al mercat amb tot el circuit de controladors a la placa o podeu crear-lo utilitzant els components anteriors. Aquí hem utilitzat el mòdul de relé 5V
Càlcul de la temperatura mitjançant termistor:
Pel circuit divisor de tensió sabem que:
V sortida = (V a * Rt) / (R + Rt)
Per tant, el valor de Rt serà:
Rt = R (Vin / Vout) - 1
Aquí Rt serà la resistència del termistor (Rt) i R serà de 10k ohm.
Aquesta equació s'utilitza per al càlcul de la resistència del termistor a partir del valor mesurat de la tensió de sortida Vo. Podem obtenir el valor de Voltage Vout a partir del valor ADC al pin A0 d’Arduino tal com es mostra al codi Arduino que es mostra a continuació.
Càlcul de la temperatura a partir de la resistència del termistor
Matemàticament la resistència del termistor només es pot calcular amb l'ajut de l'equació de Stein-Hart.
T = 1 / (A + B * ln (Rt) + C * ln (Rt) 3)
On, A, B i C són les constants, Rt és la resistència del termistor i ln representa log.
El valor constant del termistor utilitzat al projecte és A = 1.009249522 × 10 −3, B = 2.378405444 × 10 −4, C = 2.019202697 × 10 −7. Aquests valors constants es poden obtenir de la calculadora aquí introduint els tres valors de resistència del termistor a tres temperatures diferents. Podeu obtenir aquests valors constants directament des del full de dades del termistor o bé podeu obtenir tres valors de resistència a temperatura diferent i obtenir els valors de constants mitjançant la calculadora donada.
Per tant, per calcular la temperatura només necessitem el valor de la resistència del termistor. Després d’obtenir el valor de Rt a partir del càlcul donat anteriorment, poseu els valors a l’equació de Stein-hart i obtindrem el valor de la temperatura a la unitat de Kelvin. Com que hi ha un canvi menor en la tensió de sortida causa un canvi de temperatura.
Codi Arduino
Al final d’aquest article trobareu el codi Arduino complet per a aquests electrodomèstics amb temperatura controlada. Aquí n’hem explicat poques parts.
Per realitzar operacions matemàtiques utilitzem el fitxer de capçalera “#include
#incloure
Per configurar el relé (com a sortida) i la pantalla LCD en el moment de l’inici, hem d’escriure codi a la part de configuració nul·la
Configuració buida () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); pinMode (RELÈ, SORTIDA); }
Per al càlcul de la temperatura mitjançant l'equació de Stein-Hart mitjançant la resistència elèctrica del termistor, realitzem algunes equacions matemàtiques simples en codi, tal com s'explica en el càlcul anterior:
float a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; flotació T, logRt, Tf, Tc; Termistor flotant (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1.0 / (a + b * logRt + c * logRt * logRt * logRt)); // Obtenim el valor de la temperatura en Kelvin a partir d’aquesta equació de Stein-Hart Tc = T - 273,15; // Converteix Kelvin en centígrads Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Converteix Kelvin en Fahrenheit retorn T; }
En el codi següent, la funció termistor està llegint el valor del pin analògic de l'Arduino i imprimeix el valor de la temperatura realitzant l'operació matemàtica
lcd.print ((Termistor (analogRead (0))));
I aquest valor el pren la funció Thermistor i després es comença a imprimir el càlcul
Termistor flotant (int Vo)
Hem d’escriure el codi per a la condició d’encendre i apagar la llum segons la temperatura, ja que configurem el valor de la temperatura com si la temperatura augmentés més de 28 graus centígrads, els llums s’encendran si queden menys llums apagats. Per tant, sempre que la temperatura superi els 28 graus, hem de fer que el pin RELAY (PIN 8) sigui elevat per activar el mòdul de relé. I quan la temperatura baixa de 28 graus, hem de baixar el pin RELAY per apagar el mòdul de relé.
if (Tc> 28) digitalWrite (RELAY, HIGH), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("Estat de la llum: ON"), retard (500); altrament si (Tc <28) digitalWrite (RELAY, LOW), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("Estat de la llum: OFF"), demora (500);
Funcionament del sistema domòtic controlat per temperatura:
Per donar el subministrament a l'Arduino, podeu alimentar-lo per USB al portàtil o connectar un adaptador de 12v. Una pantalla LCD està connectada amb Arduino per mostrar els valors de temperatura, el termistor i el relé es connecten segons el diagrama del circuit. El pin analògic (A0) s’utilitza per comprovar la tensió del pin del termistor en cada moment i després del càlcul mitjançant l’equació de Stein-Hart a través del codi Arduino podem obtenir la temperatura i mostrar-la a la pantalla LCD a Celsius i Fahrenheit.
A mesura que la temperatura augmenta més de 28 graus centígrads, Arduino fa que el mòdul de relés s’encengui fent que el pin 8 HIGH (on està connectat el mòdul de relé) quan la temperatura baixi de 28 graus, Arduino apaga el mòdul de relé fent que el pin baix. La bombeta CFL també s’encendrà i s’apagarà segons el mòdul de retransmissió.
Aquest sistema pot ser molt útil en el projecte de controlador de temperatura de ventilador controlat de temperatura i automàtic.
Consulteu també els nostres molts tipus de projectes domòtics amb diferents tecnologies i microcontroladors com: