Вентилятор с регулируемой температурой!: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Живя в тропической стране, такой как Сингапур, неприятно потеть весь день, а тем временем вам нужно сосредоточиться на учебе или работе в такой душной обстановке. Чтобы заставить воздух течь и охладиться, мне пришла в голову идея вентилятора с регулируемой температурой, который автоматически включается, когда температура достигает 25 по Цельсию (то есть когда большинство людей начинает чувствовать себя жарко), а скорость вентилятора даже увеличивается. более сильный ветер при 30 градусах Цельсия.

Необходимые компоненты:

1. один Arduino Uno.

2. Один датчик температуры (TMP36 с аналоговым выходом).

3. Один транзистор TIP110.

4. Один двигатель постоянного тока 6 В с лопастями вентилятора.

5. Один диод (1N4007).

6. Один светодиод.

7. два резистора (220 Ом и 330 Ом)

Источник питания 8,6 В.

Шаг 1. Создайте схему

Вот схема, которую я создал для этого проекта с помощью Eagle.

Схема датчика температуры дает аналоговый вход, на основании которого двигатель включается и меняет его скорость. Как показано на схеме контактов выше, контакт 1 должен быть подключен к источнику питания. Поскольку TMP36 хорошо работает при напряжении от 2,7 В до 5,5 В (из таблицы), 5 В от платы Arduino достаточно для питания датчика температуры. Вывод 2 выводит аналоговое значение напряжения на вывод A0 в Arduino, которое линейно пропорционально температуре по шкале Цельсия. Пока Pin3 подключен к GND в Arduino.

В зависимости от обнаруженной температуры вывод 6 ШИМ будет «выводить разное напряжение» (разное напряжение достигается путем многократного включения и выключения сигнала) на базу транзистора TIP110. R1 используется для ограничения тока, чтобы он не превышал максимальный базовый ток (для TIP110 это 50 мА в соответствии с таблицей данных). Для питания двигателя используется внешний источник питания 6 В, а не 5 В от Arduino, поскольку большой ток, потребляемый двигателем, может вывести из строя Arduino. Транзистор здесь также служит буфером для изоляции цепи двигателя от Arduino по той же причине (чтобы ток, потребляемый двигателем, не повредил Arduino). Двигатель будет вращаться с разной скоростью при разном подаваемом на него напряжении. Диод, подключенный к двигателю, должен рассеивать наведенную ЭДС, генерируемую двигателем в момент включения и выключения вентилятора, чтобы предотвратить повреждение транзистора (резкое изменение тока вызовет обратную ЭДС, которая может повредить транзистор).

Цифровой вывод 8 подключен к светодиоду, который загорается, когда вентилятор вращается, резистор R2 здесь предназначен для ограничения тока.

Примечание *: все компоненты в цепи имеют одинаковое заземление, поэтому существует общая контрольная точка.

Шаг 2: кодирование

Комментарии в моей кодировке объяснили каждый шаг, ниже приводится дополнительная информация.

Первая часть моего кодирования - определить все переменные и контакты (первое фото):

Строка 1: Температура определяется как плавающая, поэтому она более точна.

Строка 3 и Строка 4: минимальная температура, при которой вентилятор включается, может быть изменена на другие значения, а также «tempHigh», при которой вентилятор вращается быстрее.

Строка 5: выводом вентилятора могут быть любые выводы ШИМ (выводы 11, 10, 9, 6, 5, 3.)

Вторая часть моего кодирования - это управление всей схемой (второе фото):

Строка 3 и Строка 4: аналого-цифровой преобразователь в Arduino получает значение аналогового сигнала от analogRead () и возвращает цифровое значение от 0 до 1023 (10 бит). Чтобы преобразовать цифровое значение в температуру, оно делится на 1024 и умножается на 5 В для расчета выходного цифрового напряжения с датчика температуры.

Line5 и Line 6: Согласно таблице данных TMP36, он имеет смещение напряжения 0,5 В, поэтому 0,5 В вычитается из исходного цифрового напряжения, чтобы получить фактическое выходное напряжение. Наконец, мы умножаем фактическое напряжение на 100, поскольку TMP36 имеет масштабный коэффициент 10 мВ / градус Цельсия. (1 / (10 мВ / градус Цельсия)) = 100 градусов Цельсия / В.

Line 18 и Line24: вывод PWM выводит напряжение в диапазоне от 0 до 5 В. Это напряжение определяется рабочим циклом в диапазоне от 0 до 255, где 0 соответствует 0%, а 255 - 100%. Итак, «80» и «255» - это скорость вентилятора.

Шаг 3: Тестирование и пайка

После составления схемы и кодирования пора протестировать схему на макетной плате!

Подключите схему, как показано на схеме

На этом этапе я использовал батарею 9 В, которая не подходит для двигателя постоянного тока 6 В, но их можно ненадолго соединить вместе. Во время создания прототипа я использовал внешний источник питания для питания двигателя напряжением 6 В. После тестирования схема показала, что она работает хорошо. Так что пора их припаять на стрипборд!

Перед пайкой схемы…

Хорошо нарисовать схему на листе планирования макета Stripboard, чтобы спланировать, где разместить компоненты и где просверлить отверстия. Исходя из моего опыта, легче паять, когда вы оставляете столбик между двумя паями.

При пайке…

Будьте осторожны с компонентами с полярностью. В этой схеме это будут светодиод, более длинная ножка которого - анод, и диод, серая часть которого - катод. Также следует учитывать распиновку транзистора TIP110 и датчика температуры TMP36.

Шаг 4: демонстрация

Чтобы сделать всю схему аккуратной и не такой беспорядочной, я использую разъем «мама-папа», чтобы сложить стрипборд на Arduino при подключении к контакту в Arduino. Я также распечатал на 3D-принтере держатель для вентилятора, файл stl прилагается ниже. Во время демонстрации я использую внешний источник питания, так как моя батарея на 9 В не работает.

Финальное демонстрационное видео прилагается выше. Спасибо за просмотр!