Quạt điều khiển nhiệt độ !: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Sống ở một đất nước nhiệt đới như Singapore, thật khó chịu khi đổ mồ hôi cả ngày và trong khi đó, bạn cần phải tập trung vào việc học hoặc làm việc trong một môi trường ngột ngạt như vậy. Để làm cho không khí lưu thông và làm mát bản thân, tôi đã nảy ra ý tưởng về quạt điều khiển nhiệt độ sẽ tự động bật khi nhiệt độ đạt 25 độ C (Đó là khi hầu hết mọi người bắt đầu cảm thấy nóng) và tốc độ quạt thậm chí còn tăng lên và mang lại gió mạnh hơn ở 30 độ C.

Các thành phần cần thiết:

1. Một Arduino Uno.

2. Một cảm biến nhiệt độ (TMP36 có đầu ra tương tự).

3. Một bóng bán dẫn TIP110.

4. Một động cơ DC 6V với cánh quạt.

5. Một diode (1N4007).

6. một đèn LED.

7. Hai điện trở (220Ohm và 330Ohm)

Nguồn điện 8,6V.

Bước 1: Tạo một giản đồ

Đây là giản đồ tôi đã tạo cho dự án này bằng Eagle.

Mạch cảm biến nhiệt độ cung cấp đầu vào tương tự dựa vào đó động cơ được bật và thay đổi tốc độ của nó. Như thể hiện trong cách bố trí chân ở trên, chân 1 phải được kết nối với nguồn điện. Vì TMP36 hoạt động tốt dưới điện áp từ 2,7V đến 5,5V (từ biểu dữ liệu), nên 5V từ bảng Arduino là đủ để cấp nguồn cho cảm biến nhiệt độ. Chân 2 xuất giá trị điện áp tương tự đến chân A0 trong Arduino tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ độ C. Trong khi Pin3 được kết nối với GND trong Arduino.

Dựa trên nhiệt độ được phát hiện, chân PWM 6 sẽ "xuất ra điện áp khác nhau" (điện áp khác nhau đạt được bằng cách bật và tắt tín hiệu nhiều lần) đến chân đế của bóng bán dẫn TIP110. R1 được sử dụng để giới hạn dòng điện vì vậy nó sẽ không vượt quá dòng cơ bản tối đa (đối với TIP110, nó là 50mA dựa trên biểu dữ liệu.) Nguồn điện bên ngoài 6V thay vì 5V từ Arduino được sử dụng để cấp nguồn cho động cơ lớn dòng điện do động cơ rút ra có thể phá hủy Arduino. Transistor ở đây cũng đóng vai trò như một bộ đệm để cách ly mạch động cơ khỏi Arduino vì lý do tương tự (ngăn dòng điện do động cơ hút ra để làm hỏng Arduino.). Động cơ sẽ quay với tốc độ khác nhau ở điện áp khác nhau được đặt vào nó. Diode được kết nối với động cơ là để tiêu tán emf cảm ứng do động cơ tạo ra tại thời điểm chúng ta bật và tắt quạt để ngăn bóng bán dẫn bị hỏng. (Sự thay đổi đột ngột của dòng điện sẽ tạo ra cảm ứng ngược có thể làm hỏng bóng bán dẫn).

Chân số 8 được kết nối với đèn LED sẽ sáng khi quạt quay, điện trở R2 ở đây là để hạn chế dòng điện.

Lưu ý *: Tất cả các thành phần trong mạch có chung một điểm nối đất nên có một điểm tham chiếu chung.

Bước 2: Mã hóa

Nhận xét trong mã hóa của tôi đã giải thích từng bước, sau đây là thông tin bổ sung.

Phần đầu tiên của quá trình viết mã của tôi là xác định tất cả các biến và chân (Ảnh đầu tiên):

Dòng 1: Nhiệt độ được xác định là float nên chính xác hơn.

Dòng 3 & Dòng 4: Nhiệt độ tối thiểu mà quạt được bật có thể được tùy chỉnh thành các giá trị khác cũng như "tempHigh" mà tại đó quạt quay nhanh hơn.

Dòng 5: Chân quạt có thể là bất kỳ chân PWM nào (chân 11, 10, 9, 6, 5, 3)

Phần thứ hai trong quá trình viết mã của tôi là kiểm soát toàn bộ mạch (Ảnh thứ hai):

Dòng 3 & Dòng 4: Bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số trong Arduino nhận giá trị của tín hiệu tương tự từ analogRead () và trả về giá trị kỹ thuật số từ 0-1023 (10-bit). Để chuyển đổi giá trị kỹ thuật số thành nhiệt độ, nó được chia cho 1024 và nhân với 5 V để tính toán đầu ra điện áp kỹ thuật số từ cảm biến nhiệt độ.

Dòng 5 & Dòng 6: Theo datasheet của TMP36, nó có độ lệch điện áp là 0,5V nên 0,5v được trừ vào điện áp kỹ thuật số ban đầu để có được đầu ra điện áp thực tế. Cuối cùng, chúng tôi nhân điện áp thực tế với 100 vì TMP36 có hệ số thang đo là 10mV / độ C. (1 / (10mV / độ C)) = 100 độ C / V.

Dòng 18 & Dòng 24: PWM Pin đầu ra điện áp từ 0-5V. Điện áp này được xác định bởi chu kỳ làm việc nằm trong khoảng từ 0-255 với 0 đại diện cho 0% và 255 đại diện cho 100%. Vì vậy, "80" và "255" ở đây là tốc độ quạt.

Bước 3: Kiểm tra và hàn

Sau khi soạn thảo sơ đồ và mã hóa, đã đến lúc kiểm tra mạch trên breadboard!

Kết nối mạch điện như trong sơ đồ

Tôi đã sử dụng pin 9V trong giai đoạn này không phù hợp với động cơ DC 6V, nhưng sẽ ổn nếu kết nối chúng với nhau trong một thời gian ngắn. Trong quá trình thử nghiệm thực tế, tôi đã sử dụng nguồn điện bên ngoài để cấp nguồn 6V cho động cơ. Sau khi thử nghiệm, mạch được chứng minh là hoạt động tốt. Vì vậy, đã đến lúc hàn chúng trên một tấm bìa cứng!

Trước khi hàn mạch…

Tốt nhất là bạn nên vẽ mạch điện trên một Bảng kế hoạch bố trí Stripboard để lập kế hoạch vị trí đặt các thành phần và vị trí để khoan lỗ. Theo kinh nghiệm của tôi, sẽ dễ hàn hơn khi bạn để một cột giữa hai vật hàn.

Khi hàn…

Hãy thận trọng với các thành phần có cực tính. Trong mạch này, chúng sẽ là đèn LED có chân dài hơn là cực dương và điốt có phần màu xám là cực âm. Sơ đồ chân của bóng bán dẫn TIP110 và của cảm biến nhiệt độ TMP36 cũng cần được xem xét.

Bước 4: Giảm phân bổ

Để làm cho toàn bộ mạch gọn gàng và không lộn xộn như vậy, tôi sử dụng tiêu đề từ nữ đến nam để xếp dải bảng trên Arduino trong khi kết nối với chân cắm trong Arduino. Mình cũng in 3D một cái giá đỡ để giữ quạt, bên dưới có đính kèm file stl. Trong quá trình trình diễn, tôi sử dụng nguồn điện bên ngoài vì pin 9V của tôi không hoạt động.

Video trình diễn cuối cùng được đính kèm ở trên. Cảm ơn vì đã xem!