- Необхідний матеріал
- Кругова діаграма
- Реле:
- Розрахунок температури за допомогою терморезистора:
- Код Arduino
- Працює система автоматизованої домашньої автоматизації:
Припустимо, ви сидите в кімнаті і вам холодно, і ви хочете, щоб ваш обігрівач автоматично вмикався, а потім вимикався через деякий час, коли температура в приміщенні підвищується, тоді цей проект допоможе вам автоматично контролювати свою побутову техніку відповідно до температури. Тут ми контролюємо побутові електроприлади змінного струму за допомогою Arduino залежно від температури. Тут ми використовували терморезистор для зчитування температури. Ми вже з'єднали термістор з Arduino і відображали температуру на РК-дисплеї.
У цьому навчальному посібнику ми підключимо прилад змінного струму з реле та створимо систему автоматизованої домашньої автоматизації з використанням Arduino. Він також відображає температуру та стан приладу на РК-дисплеї 16 * 2, підключеному до схеми.
Необхідний матеріал
- Arduino UNO
- Реле (5v)
- 16 * 2 РК-дисплей
- Лампочка (CFL)
- Термістор NTC 10k
- Підключення проводів
- Резистори (1k та 10k Ом)
- Потенціометр (10k)
Кругова діаграма
Ця система автоматизації будинку на основі температури складається з різних компонентів, таких як плата Arduino, РК-дисплей, реле та термістор. Робота в основному залежить від реле та термістора, оскільки підвищена температура реле включається, а якщо температура знижується нижче заданого значення, реле вимикається. Побутовий прилад, підключений до реле, також відповідно вмикається і вимикається. Тут ми використовували лампу CFL як прилад змінного струму. Весь процес спрацьовування та налаштування значення температури виконується запрограмованою платою Arduino. Він також надає нам подробиці про зміну температури через кожні півсекунди та стан приладу на РК-екрані.
Реле:
Реле - це електромагнітний вимикач, який управляється малим струмом і використовується для вмикання та вимикання відносно набагато більшого струму. Застосовуючи невеликий струм, ми можемо увімкнути реле, яке дозволяє протікати набагато більшому струму. Реле є хорошим прикладом управління пристроями змінного струму (змінного струму), використовуючи набагато менший струм постійного струму. Зазвичай використовується Реле Одне двохпозиційних (SPDT) реле, він має п'ять терміналів, як показано нижче:
Коли до котушки не подається напруга, COM (загальний) підключається до NC (нормально замкнутий контакт). Коли на котушку подається деяка напруга, виникає електромагнітне поле, яке притягує якорь (важіль, підключений до пружини), і COM і NO (зазвичай розімкнутий контакт) підключаються, що дозволяє пропускати більший струм. Реле доступні в багатьох рейтингах, тут ми використовували реле робочої напруги 5 В, яке дозволяє протікати струму 7А-250В змінного струму.
Реле налаштовано за допомогою невеликої схеми драйвера, яка складається з транзистора, діода та резистора. Транзистор використовується для посилення струму, щоб повний струм (від джерела постійного струму - акумулятор 9 В) міг протікати через котушку для повного його енергопостачання. Резистор використовується для забезпечення зміщення транзистора. А діод використовується для запобігання зворотного струму струму, коли транзистор вимкнений. Кожна котушка індуктора виробляє однакову і протилежну ЕРС при раптовому вимкненні, це може призвести до постійних пошкоджень компонентів, тому для запобігання зворотному струму потрібно використовувати діод. Релейний модуль легко доступні на ринку, з усіма його драйвером схеми на платі або ви можете створити його, використовуючи вище компонентів. Тут ми використовували модуль реле 5 В
Розрахунок температури за допомогою терморезистора:
Із схеми дільника напруги ми знаємо, що:
V вихід = (V в * Rt) / (R + Rt)
Отже, значення Rt буде:
Rt = R (Vin / Vout) - 1
Тут Rt буде опором терморезистора (Rt), а R буде резистором 10 кОм.
Це рівняння використовується для розрахунку опору термістора з виміряного значення вихідної напруги Vo. Ми можемо отримати значення напруги Vout зі значення АЦП на виводі A0 Arduino, як показано в коді Arduino, наведеному нижче.
Розрахунок температури за опором термістора
Математично опір термістора можна обчислити лише за допомогою рівняння Штейна-Харта.
T = 1 / (A + B * ln (Rt) + C * ln (Rt) 3)
Де A, B і C - константи, Rt - опір термістора, а ln - log.
Постійне значення для термістора, що використовується в проекті, дорівнює A = 1,009249522 × 10 −3, B = 2,378405444 × 10 −4, C = 2,019202697 × 10 −7. Ці постійні значення можна отримати з калькулятора тут, ввівши три значення опору термістора при трьох різних температурах. Ви можете отримати ці постійні значення безпосередньо з таблиці термістора, або ви можете отримати три значення опору при різній температурі та отримати значення констант за допомогою даного калькулятора.
Отже, для розрахунку температури нам потрібно лише значення опору термістора. Отримавши значення Rt з розрахунку, наведеного вище, покладіть значення в рівняння Штейна-Харта, і ми отримаємо значення температури в одиниці Кельвіна. Оскільки незначна зміна вихідної напруги викликає зміну температури.
Код Arduino
Повний код Arduino для цієї побутової техніки з контролем температури наведено в кінці цієї статті. Тут ми пояснили кілька його частин.
Для виконання математичної операції ми використовуємо файл заголовка «#include
#включати
Для налаштування реле (як вихідного сигналу) та РК-дисплея під час запуску ми повинні написати код у частині настройки порожнечі
Налаштування порожнечі () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); pinMode (РЕЛЕ, ВИХІД); }
Для розрахунку температури за рівнянням Штейна-Харта з використанням електричного опору термістора ми виконуємо кілька простих математичних рівнянь у коді, як це пояснювалося в розрахунку вище:
float a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; float T, logRt, Tf, Tc; плаваючий термістор (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1,0 / (a + b * logRt + c * logRt * logRt * logRt)); // Значення температури в Кельвіні отримуємо з цього рівняння Штейна-Харта Tc = T - 273,15; // Перетворення Кельвіна в Цельсій Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Перетворення Кельвіна у Фаренгейта повернення T; }
У наведеному нижче коді функціональний термістор зчитує значення з аналогового виводу Arduino і друкує значення температури, виконуючи математичну операцію
lcd.print ((Термістор (analogRead (0))));
І це значення приймається функцією Термістор, а потім обчислення починається з друку
поплавковий термістор (int Vo)
Ми повинні написати код умови вмикання та вимикання світла відповідно до температури, оскільки ми встановлюємо значення температури, як якщо температура зростає більше ніж на 28 градусів за Цельсієм, вогні вмикаються, якщо менше вогнів залишаються вимкненими. Отже, коли температура перевищує 28 градусів, нам потрібно встановити високий штифт RELAY (PIN 8), щоб увімкнути модуль реле. А коли температура опускається нижче 28 градусів, нам потрібно зробити штифт RELAY низьким, щоб вимкнути модуль реле.
if (Tc> 28) digitalWrite (RELAY, HIGH), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("Status of light: ON"), затримка (500); інакше якщо (Tc <28) digitalWrite (RELAY, LOW), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("Status of light: OFF"), затримка (500);
Працює система автоматизованої домашньої автоматизації:
Для подачі живлення на Arduino ви можете підключити його через USB до ноутбука або підключити адаптер 12 В РК-дисплей поєднується з Arduino для відображення значень температури, термістор і реле підключаються відповідно до електричної схеми. Аналоговий штифт (A0) використовується для перевірки напруги термісторного штифта в кожен момент, і після розрахунку за допомогою рівняння Штейна-Харта за допомогою коду Arduino ми можемо отримати температуру і відобразити її на РК-дисплеї за Цельсієм і Фаренгейтом.
Коли температура зростає більш ніж на 28 градусів за Цельсієм, Arduino робить релейний модуль увімкненим, роблячи штифт 8 ВИСОКИМ (де підключений релейний модуль), коли температура опускається нижче 28 градусів, Arduino вимикає релейний модуль, роблячи штифт НИЗКИМ. Лампочка CFL також включатиметься та вимикатиметься відповідно до модуля реле.
Ця система може бути дуже корисною для проекту з регулятором температури та автоматичним регулятором температури змінного струму.
Також перевірте наші численні типи проектів домашньої автоматизації з використанням різних технологій та мікроконтролерів, таких як: