Подогреватель воды Bluetooth DIY на базе Arduino: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

ПРИМЕЧАНИЕ. Это только для тестирования (пользовательский интерфейс с помощью remotexy.com) для управления водонагревателем 12 В постоянного тока (первоначально для использования в автомобиле - розетка для прикуривателя на 12 В).

Я признаю, что некоторые части, используемые в этом проекте, являются «не лучшим выбором» для его целей, но, опять же, это всего лишь тестовый проект. (Я использую только уже имеющиеся детали, чтобы показать, что этим портативным водонагревателем можно управлять с помощью смартфона).

Целью этого тестирования является «Создание 12-вольтного водонагревателя для кружек постоянного тока, которым можно будет управлять через Bluetooth со смартфонов Android»

И я определяю «управляемость» для этого конкретного тестирования как способность:

Ручное управление

(Включите, установите скорость нагрева, выключите, покажите текущую температуру воды).

Автоматическое управление

(Установите желаемую температуру воды и отрегулируйте скорость нагрева автоматически, чтобы поддерживать текущую температуру воды около установленной). ПРИМЕЧАНИЕ: я не использую библиотеку PID, а только ЕСЛИ ИНАЧЕ (состояние состояния).

Как вы можете видеть на финальных скриншотах пользовательского интерфейса Android, для управления этим нагревателем кружки есть два пользовательских интерфейса, один с ползунком питания означает его ручное управление, поэтому мы можем управлять мощностью нагрева вручную. Другой с% (процентным) уровнем означает автоматическую регулировку нагрева, поддерживающую текущую температуру воды около установленной температуры.

Шаг 1: Используемые детали

• Подогреватель кружки автомобиля, предназначенный для использования внутри помещений, первоначально питался от розетки 12В прикуривателя.
• Адаптер питания 12v 2A ac to dc, я модифицировал конец с гнездом для сигарет.
• Каптоновая лента, этой лентой я заменяю оригинальную ленту (которая крепит нагревательный кабель к корпусу кружки) внутри нагревателя кружки.
• Ардуино нано.
• Водонепроницаемый датчик температуры DS18B20.
• Модуль Bluetooth HC-05 для связи со смартфоном.
• Модуль привода шагового двигателя L298, Н-мост.
• Зуммер, предупреждающий, когда (в ручном режиме) достигается определенная температура.

ПРИМЕЧАНИЯ об используемых деталях:

После некоторых попыток максимальная температура воды после 50 минут "нагревания" составляет всего около 50 градусов по Цельсию. Может, им стоит называть этот подогреватель кружек

Шаг 2: Как работает система

Изображение как бы показывает, как это работает, в основном мы используем смартфон для отправки (и получения) команды на arduino nano, затем arduino отправляет сигнал pwm, который переходит на выход постоянного тока (с помощью модуля двигателя постоянного тока L298) на нагреватель кружки.

Поскольку это всего лишь тестовый проект, я не предоставляю подробных сведений о связи между частями, но поиск в Google менее чем за минуту обязательно даст результат о подробном подключении к частям, которые я использовал.

Шаг 3: Создание пользовательского интерфейса

Опять же, я использую решение remotexy.com для создания пользовательского интерфейса. Remotexy предоставляет очень гибкие возможности и широкий выбор кнопок / переключателей / слайдеров. Он также (теперь) поддерживает Wi-Fi и Интернет / IP, а не только Bluetooth. (на самом деле, насколько я понимаю, bluetooth работает только для ОС Android, с IOS вам нужен Wi-Fi / Интернет).

В ручном режиме (снимок экрана с вертикальным ползунком слева) мы фактически устанавливаем ШИМ для нагревателя (или я должен называть его Warmer). Он имеет диапазон 0–100%, который будет преобразован в 0–255 для ШИМ. (255 означает 100%, это означает, что будет доставлено 12 В постоянного тока).

В этом ручном режиме также есть жестко запрограммированная температура предупреждения на уровне 50 градусов Цельсия. Когда температура текущей воды достигает 50 градусов Цельсия, И мощность ползунка не находится в положении 0 (ноль), зуммер будет постоянно предупреждать, ДО ТОГО, как ползунок находится в положении 0 (ноль). Это (достижение 50 градусов по Цельсию) будет сложной задачей, поскольку эти «грелки» очень медленно повышают температуру воды. Мои результаты показывают, что для достижения 45 градусов из 20-ти градусов по Цельсию требуется почти 1 час.

В автоматическом режиме (снимок экрана без вертикального ползунка) мы устанавливаем желаемую температуру, и ШИМ будет автоматически настраиваться, чтобы поддерживать температуру воды как можно ближе к желаемой температуре. Я использую 5-уровневый ШИМ для этого автоматического режима, 100% ШИМ (255), 75% ШИМ (около 190), 50% ШИМ (128), 25% ШИМ (64) и 0% ШИМ (0).

Для этого режима нет предупреждений / сигналов тревоги.

Шаг 4: Результат тестирования

Итак, пользовательский интерфейс работает, я могу установить ручной или автоматический режим.

Через 60 минут (1 полный час!) «Нагревания» или, я бы сказал, «нагревания», температура воды достигает только 50 градусов по Цельсию. Без подсчета научных данных, просто исходя из моего ощущения, я думаю, что это очень плохо и неэффективно.

Но это только для тестирования, так что все работает.

Есть много улучшений, которые можно сделать для этого проекта, включая использование «правильного» и более мощного нагревателя постоянного тока, использование ESP-12 вместо Arduino Nano сделает этот проект более совместимым с IoT, правильную библиотеку PID для автоматического режима вместо использования State Con, и многое другое.