Vytvořte si vlastní regulátor teploty pomocí Arduino

reklama

Zvyšte perfektní chléb, vařte krásné pivo a chujte šťastná kuřata pomocí regulátoru teploty Arduino. Pokud žijete v méně spolehlivém klimatu, jako je Anglie, pokyny, které vám říkají, abyste něco udrželi na nastavené teplotě, nejsou obzvláště užitečné - nemáme klimatizaci a zvyšování termostatu pro celý dům není praktické jen pro výrobu bochník chleba. I když jsou mláďata udržována uvnitř, mohou zemřít, pokud teplota v noci klesne; a přimět je, aby se vylíhli, má ještě přísnější teplotní rozmezí. Ale potřebuji svůj chléb a kuřata potřebují líhnutí - takže místo nákupu drahého vybavení můžeme společně vařit příslušný regulátor teploty s Arduino a domácími kousky.

Totéž platí i pro udržování chladných předmětů - může být zbytečné provozovat celou ledničku jen pro výrobu jogurtu - ale s regulátorem teploty je princip stejný. Namísto aktivace topného článku aktivujete zástrčku na mini-lednici nebo jiném chladicím prvku, jako například Peltier (termoelektrický chladič) - a samozřejmě bude logika obrácena.

Co budete potřebovat

Toto je projekt Arduino - pokud jste nikdy předtím s Arduino nepracovali, náš bezplatný průvodce začátečníky Začínáme s Arduino: Příručka pro začátečníkyArduino je platforma s otevřeným zdrojovým kódem elektroniky založená na flexibilním, snadno použitelném hardwaru a softwaru. Je určen pro umělce, designéry, fandy a kohokoli, kdo má zájem o vytváření interaktivních objektů nebo prostředí. Přečtěte si více je fantastické místo, kde začít.

• Arduino
• Senzor teploty - používám TMP36, levné zařízení s jedním balíčkem, které je dodáváno s Oomloutem (UK) / Sparkfun (USA) sada pro začátečníky.
• Relé nebo RC konektorové spínače
• Šroubové svorky
• Krabice pro zachycení tepla
• Topné těleso nebo žárovka a svítidlo (nebo obojí)

Poslední položka byla záměrně ponechána neurčitá. Pokud máte žárovku (druh, který se zahřívá, ne energeticky úspornou), nebo horkou lampu pro sportovní zranění a podobně, je pravděpodobně nejjednodušší nastavit. Používám topné pásmo - v podstatě pás gumy, který se zahřívá, když prochází elektřina, používá se na karboys a sudy pro počáteční fáze kvašení při výrobě vína nebo piva - z technického hlediska to může být riziko požáru, pokud není něco ovinuto prosím, nedělejte to, používám to pouze k testování. Za stejným účelem si také můžete koupit topné podložky.

Z bezpečnostních důvodů používám tyto konektory RC k přepínání střídavých zařízení, přičemž je řídicí jednotka podrobně rozebrána tento článek o domácí automatizaci Řídicí zařízení od Arduino: Začátek domácí automatizaceNaposledy jsem vám ukázal několik způsobů, jak ovládat řeč vašich Arduino projektů prostřednictvím SiriProxy, OS X vestavěné hlasité položky a některé skripty automatu nebo dokonce vyhrazený hardware pro rozpoznávání hlasu čip. Já ... Přečtěte si více . Je to bezdrátové, takže se v žádném okamžiku nemusím vlastně dotýkat živých vodičů.

Snímání teploty

Začněme zapojením a testováním senzoru. [Schéma z Adafruit]

S plochou stranou směrem k sobě a nohama lícem dolů je snímač teploty TMP36 zapojen nahoru +, signál, GND v tomto pořadí. + Jde na výstup 3,3 V od Arduina; budete také potřebovat další řádek vedoucí z +3,3 V na AREF pin - to řekne Arduino, aby použilo 3,3 V pro analogový vstupní odkaz místo 5 V. Připojte signální kolík senzoru k A1. V předchozích pokusech jsem použil TMP36 přímo na 5 V linii; Funguje to, bohužel, když je spárováno s relé, došlo k výpadku energie, kdykoli bylo relé aktivováno, což mělo za následek velmi kolísavé hodnoty.

Jako signální kabel jsem použil starý síťový kabel - velmi užitečné mít okolo, protože uvnitř je 8 vodičů. Kabel je ale docela tenký, proto nezapomeňte zesílit druhý konec pájkou, kde bude přišroubován do svorkovnice.

Vzorec v kódu předpokládá, že používáte snímač tMP36; měli byste být schopni najít ukázku kódu pro další senzory. Tento ukázkový kód je z Adafruit - nahrajte jej a otevřete sériovou konzoli, abyste zkontrolovali výstup.

Porovnejte s teploměrem, pokud je to možné. Čtení není v pořádku?

• Zkontrolujte, zda je napájecí napětí skutečně 3,3 V
• Je AREF připojen také na 3,3 V?

Přidání logiky přepínače

Pro ovládání topného článku používám tyto zásuvky s konektory RC od společnosti Maplin a rozebrali ovladač. Musí být připojen pouze zemnící a ovládací kolík. Upravil jsem kód tak, aby zahrnoval příslušné knihovny, které můžete stáhnout zde.

V tuto chvíli také odstraním všechny odkazy na Farenheita a budu pokračovat v práci pouze s Celsiem. Poté jsem definoval požadovanou teplotu, která se má udržovat, a přidal jsem jednoduchou regulační strukturu takto:

if (teplotaC 

Tady není nic složitého, čemu nerozumíte - stačí porovnat aktuální teplotu s požadovanou a zapnout spínač, pokud je nižší; jinak jej vypněte.

Celý kód může být najdete zde, budete však muset upravit, pokud používáte relé (není to těžké). Zde je kompletní schéma zapojení, které jsem použil:

Dát to všechno dohromady

Přilepte čidlo uvnitř krabičky, kterou používáte, a umístěte topné těleso, kdekoli je to vhodné. Nastavte požadovanou teplotu a vše zapněte. Pokud necháte svůj počítač dosud připojen, můžete pomocí konzoly Serial pozorovat změny při zahřívání krabice.

Další práce

• Chcete-li zmírnit dopad kolísání teploty, můžete zkusit vyhladit výsledky. Vytvořte pole pro uložení 10 odečtů a vypočítejte průměr v každé smyčce.
• Chcete-li se vyhnout rychlé aktivaci a deaktivaci topného článku, vytvořte proměnnou pro uložení odpočtu. Pokaždé, když aktivujete nebo deaktivujete, zaznamenejte aktuální čas do odpočítávání a poté před přepnutím stavu znovu zkontrolujte, zda uběhlo X času od poslední změny stavu.
• U projektu bez počítače připojte malou LCD obrazovku k zobrazení aktuální teploty a umožní vám zobrazit aktuální a požadovanou teplotu.

Testování

A konečně, jaký by byl tento projekt bez malého testu? Šlehala jsem si do pečiva a připravila ho na dva bochníky. Ten, který byl v krabici, byl mlhavě větší, ale v dnešní době je teplota okolního vzduchu asi 26 stupňů Celsia - v zimě to bude mnohem užitečnější. Bez ohledu na to bych měl raději udělat nějakou polévku, která bude doprovázet tento krásný chléb.

Takže, co bys udělal, že vyžaduje konstantní teplotu?